Clasificación de la Materia y Métodos de Separación Química

Clasificación de la Materia

Conceptos Fundamentales

Sistema material: porción de materia seleccionada para su estudio.

Sustancia pura: está formada por un solo componente, cuyas propiedades físicas y químicas son constantes. Ej. cobre y agua destilada.

Sustancia simple: sustancia pura que no se puede descomponer en otras más sencillas, ya que está formada por un solo elemento. Ej. cobre.

Compuesto químico: sustancia pura, como el agua, formada por dos o más elementos, los cuales se pueden separar mediante una reacción química. Ej. con calor o electricidad.

Sistemas Materiales Heterogéneos y Homogéneos

Sistema material heterogéneo: mezcla de sustancias cuyos componentes no están distribuidos uniformemente y se pueden diferenciar a simple vista.

Propiedades de una mezcla heterogénea:

• No tiene una composición uniforme.
• La distribución de las sustancias que la forman es desigual.
• Cada una de las sustancias que la componen conserva sus propiedades.
• Los componentes de las mezclas se separan mediante métodos físicos.

Sistema material homogéneo: presenta una distribución uniforme y tiene las mismas propiedades físicas y químicas en todos sus puntos.

Disolución: es una mezcla homogénea y uniforme formada por varias sustancias puras en proporciones variables.

Componentes de una disolución:

• Disolvente: sustancia en mayor cantidad.
• Soluto: sustancia en menor cantidad y que se disuelve dentro del disolvente.

Coloides: son mezclas en las que las partículas del soluto no se ven a simple vista, aunque sí con un microscopio.

Tipos de Disoluciones

Según el estado físico:

• Líquidas
• Gaseosas
• Sólidas

Ejemplos por estado físico:

• Disolución líquida:
  • Agua + soluto sólido (agua de mar + sales minerales)
  • Agua + soluto líquido (alcohol de 46º)
  • Agua + soluto gaseoso (refresco con gas + dióxido de carbono, colorantes y azúcares)
• Disoluciones sólidas: acero (hierro + carbono), bronce (cobre + estaño)
• Disoluciones gaseosas: niebla (el agua es el soluto)

Según el porcentaje entre soluto y disolvente:

A mayor temperatura, mayor cantidad de soluto va a admitir el disolvente.

• Diluidas: mucha menor cantidad de soluto de la que el disolvente podría admitir.
• Concentradas: contienen gran cantidad de soluto, pero no llega a la cantidad máxima que el disolvente puede admitir.
• Saturadas: contienen la máxima cantidad de soluto que el disolvente es capaz de admitir a una temperatura determinada.
• Sobresaturadas: contienen más soluto del que el disolvente puede admitir a una temperatura determinada.

Concentración de Disoluciones

La concentración de una disolución es la cantidad de soluto disuelta en una cantidad determinada de disolvente o de disolución.

Fórmula general: Concentración = Cantidad soluto / Cantidad de disolvente o de disolución.

Concentración en masa:

Concentración en masa (g/L) = Masa (g) de soluto / Volumen (L) de disolución.

Métodos de Separación de Mezclas

Métodos para Mezclas Heterogéneas

Según el tamaño de las partículas:

• Tamizado: se utiliza para separar mezclas formadas por sustancias sólidas con partículas de distinto tamaño. Ej. tamizado de la harina.
• Filtración: sirve para separar mezclas formadas por una sustancia sólida y un líquido. Ej. separación de arena y agua.

Según las propiedades magnéticas:

• Propiedad magnética: cuando una de las sustancias tiene propiedades magnéticas, se utiliza un imán para separar la mezcla. Ej. separación de hierro y azufre.

Según la densidad de las sustancias:

• Decantación: se utiliza para separar dos líquidos inmiscibles; es decir, que no se disuelven entre sí y que presentan distinta densidad. Ej. separación de agua y aceite.

Métodos para Mezclas Homogéneas (Disoluciones)

Según la diferente solubilidad:

• Cristalización: se utiliza para obtener un sólido que está disuelto en un líquido. Ej. separación de cristales de sal y agua.
• Evaporación: se emplea para separar un soluto sólido de un disolvente líquido.

Según la temperatura de cambio de estado:

• Destilación: se utiliza cuando tenemos una mezcla de dos o más líquidos cuyas temperaturas de ebullición son diferentes. Ej. separación de alcohol y agua.

Según la velocidad de los componentes de la disolución en otro disolvente:

• Cromatografía: los componentes de una mezcla, al ser arrastrados por un disolvente sobre un material poroso, tienen distinta velocidad, de manera que los más solubles se desplazan más deprisa y los menos solubles lo hacen más despacio. De esta forma, aparecen sobre el papel distintas bandas de color que indican cada uno de los componentes de la mezcla. Ej. separación de los pigmentos de las hojas verdes.