Sistemas Materiales Mezclas y Métodos de Separación

Sistemas Materiales y Clasificación de la Materia

Un sistema material es una porción de la materia que se aísla para su estudio.

Clasificación de Materiales

Componentes: Son todas las sustancias que forman un sistema material. Si tiene un solo componente, se considera una sustancia pura; si tiene más de uno, es una mezcla.

Fases: Son zonas bien diferenciadas con propiedades intensivas diferentes en cada parte homogénea.

Una mezcla es un sistema material que se forma uniendo dos o más componentes. Se pueden clasificar como:

Mezclas Homogéneas

Están formadas por más de un componente que no se pueden distinguir a simple vista, ya que sus partículas son muy pequeñas.

• Solvente: Es el componente que se encuentra en mayor cantidad.
• Soluto: Es el componente que se encuentra en menor cantidad.

Mezclas Heterogéneas

Están formadas por más de un componente donde estos tienen diferente tamaño y se clasifican según su grosor:

• Mezcla grosera: Sus componentes tienen suficiente tamaño para reconocerlas a simple vista. Ejemplo: mezcla de arena y limaduras de hierro.
• Mezclas finas: Si el sólido se hunde por su peso. Ejemplo: jugo con pulpa.
• Mezclas coloidales: Sus componentes son muy difíciles de ver; solamente se pueden observar con instrumentos más complejos.

Solubilidad y Factores Influyentes

La solubilidad es la capacidad que tiene una sustancia para mezclarse y disolverse por completo en otra.

• Insoluble: No se puede disolver. Ejemplo: arena y agua.
• Soluble: Se puede disolver. Ejemplo: polvo en jugo.

Factores de Solubilidad

Existen factores que facilitan o dificultan la disolución:

1. Naturaleza del solvente y soluto: Si las partículas del soluto y el solvente son parecidas, se facilita la mezcla. Ejemplo: agua y alcohol.
2. Agregado de otro soluto: Si ya tienes una mezcla y de golpe agregas un nuevo soluto, se dificulta que el solvente pueda disolver todo. Ejemplo: sal y azúcar.
3. Temperatura: Generalmente, a mayor temperatura se facilita la disolución. Ejemplo: agua, sal y azúcar.
4. La presión: Aumenta la capacidad de disolver.

Concentración de Soluciones

Es la proporción de soluto que está disuelto en el solvente. Cuanto más soluto tenga, más concentrada estará la solución. Se clasifica en:

• Diluida: Poco soluto disuelto.
• Concentrada: Mucho soluto disuelto.
• Saturada: Máxima cantidad de soluto que se puede diluir; el exceso ya no se integra.

Métodos de Separación de Mezclas

Mezclas Homogéneas

Destilación Simple

Separa un sólido disuelto en un líquido. Ejemplo: Agua salada (componentes: agua y sal).

Se calienta la solución en el balón hasta que la primera sustancia llegue a su punto de ebullición (agua) y se convierta en vapor para subir por el tubo refrigerante. Allí, el vapor se convierte nuevamente en líquido por el frío repentino y se desliza hacia el vaso de precipitado como agua pura. La sal queda separada en el recipiente inicial.

Destilación Fraccionada

Sirve para separar dos líquidos que tienen puntos de ebullición parecidos, como el alcohol y el agua. Se usa una columna de fraccionamiento que hace que los vapores choquen con obstáculos y se enfríen un poco. El líquido que necesita más calor para evaporarse (como el agua) vuelve a caer al recipiente, mientras que el que tiene un punto de ebullición más bajo (como el alcohol) sigue subiendo y se separa.

Cristalización

Es un método que sirve para separar un sólido disuelto en un líquido y obtenerlo en forma de cristales. Ejemplo: agua con azúcar. Primero se calienta la mezcla para que parte del agua se evapore y quede más concentrada. Después se filtra para eliminar impurezas. Finalmente, se enfría la solución y, al bajar la temperatura, el sólido comienza a juntarse formando cristales en el fondo.

Cromatografía

Sirve para separar los componentes de una mezcla según la velocidad con la que se mueven por un material poroso. Ejemplo: la tinta negra. Al poner el papel en agua, los colores se separan porque cada uno sube a distinta velocidad. Los que se mueven más rápido quedan más arriba.

Mezclas Heterogéneas: Fraccionamiento

Filtración

Sirve para separar un sólido de un líquido. Se usa un filtro que deja pasar el líquido y retiene el sólido. Ejemplo: al hacer café o colar fideos. El sólido queda atrapado en el filtro.

Imantación

Sirve para separar materiales magnéticos de otros que no lo son. Se utiliza un imán que atrae los objetos metálicos. Ejemplo: para separar tornillos de la arena, ya que los tornillos quedan pegados al imán.

Decantación

Sirve para separar líquidos que no se mezclan y tienen distinta densidad, como el agua y el aceite. Se dejan reposar y el líquido más denso queda abajo. Luego se separa usando una ampolla de decantación.

Centrifugación

Sirve para separar un sólido de un líquido por diferencia de densidad. Al girar muy rápido, el líquido se separa del sólido. Ejemplo: en el lavarropas, el agua sale por los agujeros y la ropa queda más seca.