Fundamentos de Química: Estados de la Materia, Sustancias y Técnicas de Separación

Conceptos Fundamentales de la Materia

Difusión Gaseosa

Las partículas de un gas se distribuyen uniformemente entre las partículas de otro gas.

Cambios de Estado de Agregación

Procesos físicos en los que un sistema material pasa de un estado de agregación a otro, sin que varíe su composición, en unas determinadas condiciones de presión y de temperatura. El volumen del sistema varía, pero su masa no.

Procesos Directos (Aumento de Energía Cinética)

Las partículas aumentan su energía cinética y velocidad, venciendo las fuerzas de ligadura que las mantienen unidas:

• Fusión: De sólido a líquido. Varía con la presión; a medida que la presión disminuye, la temperatura de fusión desciende.
• Vaporización: De líquido a gas. Los líquidos se evaporan a cualquier temperatura y varía con la presión.
• Sublimación Directa: De sólido a gas sin pasar por el estado líquido.
• Ionización: Se aplica energía al gas, aumenta la temperatura, se desprenden electrones y se forman iones.

Procesos Inversos (Disminución de Energía Cinética)

Las partículas del sistema disminuyen su energía cinética y se atraen:

• Solidificación: De líquido a sólido. Varía con la presión.
• Condensación: De gas a líquido. Varía con la presión.
• Sublimación Inversa (Deposición): De gas a sólido sin pasar por el estado líquido.
• Desionización: Al disminuir la temperatura, los electrones vuelven a unirse a los átomos, regresando al estado gaseoso.

Clasificación de la Materia

Sustancias Puras

Sustancias que no pueden descomponerse en otras más elementales por procedimientos físicos sencillos, y presentan una composición y unas propiedades fijas en cualquier porción que se tome de ellas.

Tipos de Sustancias Puras

• Sustancias Puras Simples (Elementos): Formadas por una sola clase de átomos (Ej.: Na, Au, O₂).
• Compuestos Químicos: Sustancias puras que están constituidas por dos o más elementos en una proporción fija (Ej.: NaCl, CO₂, NH₃).

Mezclas

Combinaciones de sustancias puras.

Tipos de Mezclas

• Mezclas Homogéneas (Disoluciones): Combinaciones de sustancias puras que tienen una composición y unas propiedades uniformes en cualquier porción que tomemos de ellas.
• Mezclas Heterogéneas: Combinación de sustancias puras no solubles entre sí que poseen una composición y unas propiedades diferentes en puntos diferentes.

Métodos de Separación de Mezclas

Separación de Mezclas Heterogéneas

Decantación:

Separa sustancias inmiscibles, como por ejemplo, una mezcla de líquidos de diferente densidad.

Filtración:

Método físico que se utiliza para separar un sólido que no es soluble en un líquido.

Separación de Mezclas Homogéneas

Destilación:

Se utiliza para separar líquidos miscibles de diferente punto de ebullición, o para separar un líquido de los sólidos que tiene disueltos en él (Ej.: aceites, perfumes).

Cristalización:

Se utiliza para separar solutos sólidos de sus disolventes líquidos (Ej.: sal marina, azúcar).