Estados de la Materia y Procesos de Separación

Estados de la Materia y sus Propiedades

La materia se presenta en diferentes estados, cada uno con propiedades distintivas:

• Sólido: Masa fija, volumen fijo, forma fija, densidad fija, no fluye.
• Líquido: Masa fija, volumen fijo, densidad fija, forma variable, fluye.
• Gas: Masa fija, volumen variable, densidad variable, forma variable, fluye.

Relaciones Fundamentales

Las siguientes fórmulas relacionan masa (m), volumen (v) y densidad (d):

• Densidad: d = m / v
• Masa: m = d * v
• Volumen: v = m / d

Cambios de Estado de la Materia

La materia puede transitar entre sus estados a través de diversos procesos:

• Sólido a líquido: Fusión
• Líquido a gas: Vaporización
• Gas a líquido: Condensación
• Líquido a sólido: Solidificación
• Sólido a gas: Sublimación
• Gas a sólido: Sublimación inversa

Detalles sobre la Vaporización

La vaporización puede ocurrir de dos maneras:

• Evaporación: Fenómeno superficial que ocurre a cualquier temperatura.
• Ebullición: Ocurre a la temperatura de ebullición de la sustancia y afecta a todo el líquido.

Puntos de Transición

• Temperatura de Fusión (Punto de Fusión):
  • Temperatura a la que un líquido se solidifica.
  • Temperatura a la que un sólido se funde.
• Temperatura de Ebullición (Punto de Ebullición):
  • Temperatura a la que un líquido hierve.
  • Temperatura a la que un gas se condensa.

Disoluciones y Concentración

Una disolución está compuesta por:

• Disolvente: Componente que se encuentra en mayor proporción.
• Soluto: Componente que se encuentra en menor proporción.

La concentración de la disolución expresa la proporción entre soluto y disolvente:

• Concentración = Cantidad de soluto / Cantidad de disolución
• Concentración en g/L = Masa de soluto (g) / Volumen de disolución (L)
• Concentración en tanto por ciento en masa = (Masa de soluto / Masa de disolución) * 100
• Concentración en tanto por ciento en volumen = (Volumen de soluto / Volumen del disolvente) * 100

Métodos de Separación de Mezclas

Existen diversas técnicas para separar los componentes de una mezcla:

• Filtración: Separa mezclas heterogéneas de sólidos y líquidos. Utiliza papel de filtro para retener el sólido y permitir el paso del líquido.
• Decantación: Separa líquidos inmiscibles de diferente densidad. Se utiliza un embudo de decantación; el líquido menos denso flota sobre el más denso.
• Separación Magnética: Separa componentes con propiedades magnéticas (como el hierro) utilizando imanes.
• Centrifugación: Separa sólidos suspendidos en líquidos haciendo girar la mezcla a alta velocidad, depositando el sólido en el fondo.
• Tamizado: Separa sólidos de distinto tamaño de partícula utilizando un tamiz.
• Cristalización: Separa sólidos disueltos en líquidos mediante la evaporación del disolvente. El sólido precipita formando cristales.
• Destilación: Separa líquidos miscibles con diferentes puntos de ebullición. El líquido con menor punto de ebullición se vaporiza, se condensa y se recoge por separado.