Fundamentos de la Materia: Composición, Propiedades y Métodos de Separación

Conceptos Fundamentales de la Materia

Materia

Se entiende por **materia** todo aquello que ocupa un lugar en el espacio y tiene masa. Las propiedades de la materia se manifiestan y diferencian por la **composición** de las sustancias presentes. Las propiedades se clasifican en **extensivas** e **intensivas**.

Niveles de Complejidad de la Materia

Después del **Big Bang**, toda la materia quedó formada por **quarks** y **electrones**. Los quarks poseen un tamaño mayor al de los electrones y son de seis **tipos**. El **protón** está formado por dos quarks up y un down, mientras que el **neutrón** está formado por dos quarks down y un up. El protón tiene **carga positiva** y el neutrón tiene **carga neutra**, es decir, no posee carga eléctrica neta. Se denomina **elemento químico** a la porción de materia que posee la misma cantidad de **protones** en su **núcleo**.

Átomos

Un **átomo** tiene girando a su alrededor tantos **electrones** como **protones** en el **núcleo**. Esto se debe a que poseen una magnitud de **carga eléctrica** similar y, al tener signos opuestos, se atraen. Un átomo es una estructura **eléctricamente neutra** formada por **protones**, **neutrones** y, a su alrededor, **electrones**, lo que le confiere estabilidad. Los átomos se unen formando otras estructuras denominadas **moléculas**.

Moléculas

Una **molécula** es una estructura **eléctricamente neutra** formada por **núcleos** (de átomos) con **electrones** a su alrededor. La diferencia fundamental entre un **átomo** y una **molécula** es que la molécula está formada por dos o más átomos unidos, y de esta diferencia estructural varían las propiedades de ambas.

Estados de Agregación de la Materia

La materia se puede encontrar en estado **sólido**, **líquido** y **gaseoso**. En este nivel, también se pueden encontrar estructuras denominadas **iones**. Los iones son estructuras donde la **neutralidad eléctrica** entre la cantidad de protones y electrones no existe. Si la cantidad de **protones** es mayor que la de electrones, se denomina **catión** (+) y, si la cantidad de **electrones** es mayor que la de protones, se denomina **anión** (-).

Sustancias y sus Propiedades

Sustancias

Una **sustancia** es una clase de materia de **composición definida** que presenta **propiedades físicas** y **químicas** específicas. La **composición química** de una sustancia hace referencia a la cantidad y tipo de **átomos** que forman una **molécula** o la fórmula de estructura mínima de dicha sustancia. La composición se representa mediante los **símbolos de los elementos químicos**.

Propiedades de las Sustancias

Las sustancias tienen **propiedades físicas** como el **color**, el **olor**, la **temperatura de fusión**, etc., y **propiedades químicas**, como por ejemplo el comportamiento de una sustancia frente a otra, con el acto combinado de **energía**, **oxidación**, etc. Las **propiedades características** de una sustancia son las que permiten diferenciarla de otra, y muchas dependen de la **presión** y la **temperatura**.

Métodos de Separación de Mezclas

Sistemas Heterogéneos

• Tría

  Consiste en separar con pinzas un **sólido** de tamaño adecuado disperso en un **líquido** o en otro **sólido**.

• Filtración

  Consiste en colocar un sistema material formado por un **sólido** y un **líquido** sobre una **pared porosa** llamada **filtro**. El sólido queda retenido y el líquido lo atraviesa.

• Tamización

  Consiste en colocar un sistema material formado por dos **sólidos** en una **tela de metal** (tamiz). Las **partículas de mayor tamaño** quedan retenidas y las de menor pasan a través de los poros.

• Decantación

  Consiste en separar un **líquido** y un **sólido**, o dos **líquidos inmiscibles** de **distinto peso específico** (o densidad). El componente de mayor peso (más denso) queda en el fondo y el otro queda sobrenadando, lo que facilita la separación.

• Centrifugación

  Consiste en colocar un sistema material formado por un **sólido** y un **líquido** en un recipiente que se hace girar a **gran velocidad**. La fuerza centrífuga acelera la sedimentación, haciendo que el componente más denso quede en el fondo mientras que el otro queda sobrenadando.

• Levigación

  Consiste en separar un sistema material formado por dos **sólidos** a través de una **corriente de agua** que arrastra las **partículas más pequeñas** o menos densas.

• Ventilación

  Es el mismo principio que la **levigación**, solo que se utiliza una **corriente de gas** (aire) en lugar de agua para arrastrar las partículas más ligeras.