Química Fundamental: Conceptos Clave de Materia, Mezclas y Separación

Conceptos Fundamentales de la Materia y sus Propiedades

Propiedades Físicas de la Materia

Masa: La cantidad de materia que tiene un cuerpo.

Volumen: El espacio que ocupa un cuerpo.

Densidad: Distintos cuerpos pueden tener distinta masa aunque ocupen el mismo espacio. La densidad se define como una característica intrínseca de cada tipo de materia.

Métodos de Separación de Mezclas

Las mezclas son combinaciones de sustancias que pueden separarse por métodos físicos. A continuación, se describen algunas de las técnicas más comunes:

Técnicas para Mezclas Heterogéneas

• Filtración

  Técnica utilizada para separar mezclas heterogéneas formadas, generalmente, por un sólido insoluble en un líquido. Por ejemplo, agua y arena, donde el sólido tiene un tamaño intermedio (ni muy fino ni muy grande). Se basa en el uso de un filtro (de papel, tela o rejilla metálica) que retiene el sólido, pero deja pasar el líquido a través de sus poros.

• Decantación

  Técnica empleada para separar una mezcla heterogénea, frecuentemente formada por dos líquidos no miscibles (como aceite y agua). Está basada en la diferente densidad de los componentes de la mezcla: el más denso se sitúa debajo del menos denso.

• Imantación o Separación Magnética

  Técnica utilizada para separar materiales ferromagnéticos (como hierro, acero, cobalto y níquel) que son atraídos por un imán, a diferencia de otros metales que no lo son.

• Centrifugación

  Procedimiento para separar mezclas heterogéneas formadas por un sólido insoluble en un líquido con distinta densidad. Para realizar la separación, se introduce la mezcla en un recipiente dentro de una centrifugadora. Al girar a gran velocidad, por inercia, el componente más denso es impulsado hacia el exterior del eje de rotación, depositándose en el fondo del recipiente.

Técnicas para Mezclas Homogéneas

• Cristalización

  Técnica para separar mezclas homogéneas formadas por un sólido disuelto en agua. Al evaporarse el líquido, el sólido se ordena en una estructura tridimensional llamada cristal.

• Destilación

  Se utiliza en la separación de mezclas homogéneas líquidas cuyos componentes tienen distinto punto de ebullición. Cuando la mezcla se calienta, el componente de menor punto de ebullición se vaporiza en primer lugar y, al pasar por un refrigerante, se condensa, lo que permite su separación del resto de componentes de la mezcla.

Clasificación de la Materia: Mezclas y Sustancias Puras

Materia

Todo aquello que tiene masa y ocupa un volumen. (Considerada discontinua a nivel atómico/molecular)

Mezclas

Están formadas por partículas diferentes y se pueden separar por métodos físicos.

• Mezclas Homogéneas

  No se distinguen sus componentes a simple vista ni con un microscopio. Ejemplos: batido, aire.

• Mezclas Heterogéneas

  Se distinguen sus componentes a simple vista o con un microscopio. Ejemplo: ensalada.

• Coloides (Mezclas Microheterogéneas)

  Son una dispersión de partículas de una sustancia (la fase dispersa) entre las partículas de otra (la fase dispersante o medio de dispersión). Los coloides representan un estado intermedio entre las mezclas homogéneas y las heterogéneas. En los coloides, la fase dispersa y la fase dispersante se pueden encontrar en estado sólido, líquido o gaseoso, con la única excepción de que ambas no pueden ser gases.

• Aleación

  Es una mezcla homogénea formada, generalmente, por dos o más metales. El objetivo de las aleaciones es mejorar las propiedades de los metales que las integran. Por ejemplo, el acero (hierro y carbono).

Sustancias Puras

Formadas por partículas iguales. No se pueden separar por métodos físicos, solo por métodos químicos.

• Elementos (Sustancias Puras Simples)

  Están formadas por el mismo tipo de átomo. Ejemplos: Na (Sodio), Cl (Cloro), Fe (Hierro).

• Compuestos (Sustancias Puras Compuestas)

  Están formadas por varios tipos de átomos unidos químicamente. Ejemplo: H₂O (Agua).

Conceptos Cuantitativos en Química

Mol

Es una cantidad de partículas (átomos, moléculas o iones). Concretamente, un mol contiene 6.022 x 10²³ partículas, conocido como el Número de Avogadro (N_A).

Unidad de Masa Atómica (uma o U)

Es una unidad de masa que equivale a la doceava parte de la masa de un átomo de carbono-12.

Masa Atómica Relativa (Ar)

Es la masa de un átomo expresada en umas.

Masa Molecular Relativa (Mr)

Es la masa de una molécula expresada en umas.

Masa Molar (Mm)

Es la masa de un mol. Equivale numéricamente a la masa molecular relativa, pero expresada en gramos por mol (g/mol).