Fundamentos de Química: Materia, Mezclas, Disoluciones y Métodos de Separación

Clasificación de la Materia: Homogénea y Heterogénea

La materia se clasifica según su composición y propiedades en dos tipos principales:

• Materia Homogénea: Es aquella que posee la misma composición y las mismas propiedades en todas sus partes.
• Materia Heterogénea: Es aquella que presenta diferente composición y propiedades en distintas partes de la materia.

Mezclas: Tipos y Técnicas de Separación

Mezclas Heterogéneas

Las mezclas heterogéneas son aquellas formadas por varios componentes que se pueden distinguir a simple vista o con ayuda de instrumentos.

Suspensión

Una suspensión es una mezcla heterogénea que está formada por dos fases: una líquida y otra sólida.

Técnicas de Separación de Mezclas Heterogéneas

Existen diversas técnicas para separar los componentes de una mezcla heterogénea:

• Filtración

  Método para separar un sólido de un líquido. Se utiliza un embudo de vidrio y papel de filtro.

• Decantación

  Técnica para separar líquidos inmiscibles (líquido-líquido) o un sólido de un líquido. Se emplea un embudo de decantación y un vaso de precipitados. El componente más denso cae primero.

• Centrifugación

  Proceso para separar un sólido de un líquido mediante la aplicación de fuerza centrífuga.

Disoluciones: Mezclas Homogéneas y su Concentración

Una disolución es una mezcla homogénea que está formada por dos partes principales:

• Soluto: Es el componente que se encuentra en menor proporción (ejemplo: sal).
• Disolvente: Es el componente que se encuentra en mayor proporción (ejemplo: agua).

Ejemplos de Disoluciones (Cuadro de Disoluciones)

Las disoluciones pueden formarse entre diferentes estados de la materia:

• Sólido en Sólido: Acero (carbono en hierro).
• Sólido en Líquido: Agua salada (cloruro de sodio en agua).
• Sólido en Gas: Humo (cenizas en oxígeno).
• Líquido en Sólido: Barro (agua en arena).
• Líquido en Líquido: Ácido clorhídrico diluido (ácido clorhídrico en agua).
• Líquido en Gas: Niebla (agua en aire).
• Gas en Sólido: Hidrógeno en platino (hidrógeno en platino).
• Gas en Líquido: Gaseosa (dióxido de carbono en agua).
• Gas en Gas: Aire (oxígeno en hidrógeno, entre otros gases).

Concentración de una Disolución

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

Métodos para Expresar la Concentración

• Porcentaje en Masa (% m/m)

  Representa los gramos de soluto presentes en 100 gramos de disolución.

  % m/m = (masa de soluto / masa de disolución) x 100

• Porcentaje en Volumen (% v/v)

  Indica el volumen de soluto en mililitros (mL) que hay en 100 mL de disolución.

  % v/v = (volumen de soluto / volumen de disolución) x 100

• Concentración en Gramos por Litro (g/L)

  Es la masa de soluto en gramos que hay en un volumen de disolución expresado en litros.

  g/L = masa de soluto (g) / volumen de disolución (L)

Métodos de Separación de Mezclas Homogéneas

Para separar los componentes de una disolución (mezcla homogénea), se utilizan técnicas específicas:

• Evaporación

  Separa un sólido de un líquido calentando la mezcla o dejándola a temperatura ambiente para que el líquido se evapore.

• Destilación

  Permite separar líquidos con diferentes temperaturas de ebullición. Se utilizan instrumentos como un matraz, mechero, refrigerante y vaso de precipitados.

• Cromatografía

  Técnica para separar componentes de una mezcla (ejemplo: tinta) basándose en sus diferentes velocidades de desplazamiento y afinidades en un medio estacionario (como papel de filtro), lo que a menudo resulta en la separación por colores.

Sustancias Puras: Elementos y Compuestos Fundamentales

Las sustancias puras son aquellas que están formadas por un solo componente y que presentan una composición homogénea y definida, pudiendo ser un elemento o un compuesto.

Elementos Químicos

Los elementos son sustancias puras que no pueden descomponerse en otras más pequeñas o simples por métodos químicos ordinarios.

• Ejemplos: Oxígeno (O₂), Hidrógeno (H₂), Nitrógeno (N₂), Hierro (Fe), Carbono (C), Platino (Pt), Sodio (Na), Aluminio (Al), Calcio (Ca), Oro (Au).

Compuestos Químicos

Los compuestos son sustancias puras que se pueden descomponer en dos o más elementos por métodos químicos.

• Ejemplos: Agua (H₂O), Dióxido de Carbono (CO₂), Ácido Clorhídrico (HCl), Cloruro de Sodio (NaCl), Amoniaco (NH₃), Metano (CH₄).

Métodos para Descomponer Compuestos en sus Elementos

Para separar los elementos que forman un compuesto, se utilizan métodos químicos:

• Descomposición Térmica

  Proceso de descomposición de un compuesto mediante el calentamiento (ejemplo: descomposición de la sal).

• Electrólisis

  Descomposición de un compuesto por medio de la corriente eléctrica.