Fundamentos de la Materia: Estados, Propiedades y Técnicas de Separación de Sistemas

Estados de la Materia y Propiedades Fundamentales

1. Los Tres Estados de Agregación

La materia se presenta comúnmente en tres estados, definidos por la organización de sus partículas:

• Sólido: Tiene forma y volumen propios. Las partículas están ordenadas y mantienen una estructura rígida.
• Líquido: No tiene forma propia (adopta la forma del recipiente que lo contiene), pero sí tiene volumen propio. Las partículas están más desordenadas que en el sólido.
• Gaseoso: No tiene forma ni volumen propios. Las partículas están muy desordenadas y dispersas.

2. Cambios de Estado

Es el pasaje de la materia de un estado a otro por efecto de la temperatura.

3. Tamaño de la Materia

La materia puede ser estudiada en distintos niveles de tamaño:

1. Átomo: Es la menor porción en la que se divide la materia, manteniendo sus propiedades elementales.
2. Molécula: Es la menor porción de la materia que conserva las propiedades físicas y químicas de la sustancia.
3. Partícula: Es la menor porción en la que se divide la materia por acción mecánica.

4. Otras Propiedades Físicas

Algunas propiedades específicas de la materia incluyen:

• Elasticidad: Es la capacidad de un material de aumentar su tamaño (deformarse) y volver a su forma original.
• Contractilidad: Es la capacidad de disminuir su longitud o volumen.
• Maleabilidad: Capacidad de ser transformado en láminas delgadas.
• Ductilidad: Capacidad de ser transformado en hilos finos.

Sistemas Materiales y su Clasificación

Los Sistemas Materiales son porciones del universo que se aíslan para su estudio. Pueden tener una o varias fases o varios componentes.

Clasificación de los Sistemas

Los sistemas se clasifican según su interacción con el medio:

• Abierto: Intercambia materia y energía con el ambiente.
• Cerrado: Intercambia energía con el medio, pero no materia.
• Aislado: No intercambia ningún elemento (ni materia ni energía) con el medio.

Métodos de Separación de Fases

Los métodos de separación de fases son técnicas de laboratorio utilizadas para separar las fases y componentes de un sistema material.

Se emplean diversos elementos de laboratorio, armando aparatos o dispositivos de acuerdo con los componentes que se desean separar.

Los Métodos más Conocidos son:

Filtración

Se utiliza para separar un sólido de un líquido. Se emplea una membrana semipermeable, generalmente papel de filtro, que retiene el componente sólido y permite el paso del líquido (filtrado).

Decantación Simple

Se utiliza para separar un sólido de un líquido. El recipiente se deja en reposo por un tiempo (ej. 24 horas). El sólido, debido a su peso, precipita al fondo. Luego, el líquido se separa cuidadosamente mediante un movimiento manual.

Decantación con Ampolla (o Embudo de Decantación)

Se utiliza para separar dos líquidos inmiscibles (que no se mezclan). La ampolla posee un robinete (mecanismo de válvula) que permite abrir o cerrar el dispositivo para separar los dos líquidos en distintos recipientes.

Centrifugación

Se utiliza para separar un sólido de un líquido, especialmente cuando la diferencia de densidad es pequeña. La sustancia se carga en tubos de ensayo. El fundamento es el movimiento circular rápido (medido en R.P.M.), donde actúa la fuerza centrífuga, acelerando la precipitación del sólido.

Destilación

Se utiliza para separar un sólido de un líquido o dos líquidos miscibles. El fundamento es el cambio de estado: se aplica calentamiento para evaporar un componente y luego enfriamiento para condensarlo y recuperarlo en otro recipiente.