Substàncies Pures i Mescles: Classificació i Mètodes de Separació

1. Substàncies Pures i Mescles: Classificació de la Matèria

La matèria es classifica en substàncies pures o en mescles, segons el nombre de substàncies que la constitueixen:

• Les substàncies pures contenen una única classe de substància. En les substàncies pures, tota la massa comparteix les mateixes característiques i propietats: densitat, color, temperatura de canvi d'estat, etc.
• Les mescles són formades per la barreja de dues o més substàncies, anomenades components. En una mescla, les propietats depenen de les propietats de cadascun dels components, i també de la proporció en què es troben.

Mescles Heterogènies

En les mescles heterogènies, els components es distingeixen a primera vista o amb l’ajut d’un microscopi. No tota la massa comparteix les mateixes propietats i és possible que l’aspecte no sigui uniforme.

Tipus de Mescles Heterogènies

Hi ha diferents tipus de mescles heterogènies:

• Mescles heterogènies (gruixudes): Els diversos components s'observen a primera vista.
• Suspensions: Són mescles formades per un sòlid dispers en un líquid i a primera vista presenten un aspecte uniforme. Els components de les suspensions es poden separar amb filtres, i amb un microscopi es veuen els fragments sòlids dispersos en el líquid. N’és un exemple una mescla de fang i aigua; si la deixem durant un cert temps, tots dos components se separen: les partícules sòlides precipiten i es dipositen al fons del recipient.
• Col·loides: Són mescles uniformes i estables, és a dir, que per si soles no se separen. Els components dels col·loides tan sols es poden distingir si s'observa la mescla amb un ultramicroscopi molt potent. Per separar-ne els components es fan servir uns filtres especials de porus molt petits.

Tant les suspensions com els col·loides dispersen la llum; per tant, si un raig de llum travessa una suspensió o un col·loide, el raig de llum esdevé visible.

Mescles Homogènies o Dissolucions

En les mescles homogènies o dissolucions, els components no es distingeixen ni amb l’ajut d’un microscopi. L’aspecte de la substància és uniforme i tota la massa comparteix les mateixes propietats.

Components de les Dissolucions

En les mescles homogènies, el component que té una proporció més gran és el dissolvent. Els altres elements són els soluts. En l’aigua de mar, el dissolvent és l’aigua i conté diversos soluts, el més abundant dels quals és la sal o clorur de sodi.

Concentració i Solubilitat

• La concentració d’una dissolució indica la quantitat de solut dissolt en una quantitat de dissolució determinada.
• La solubilitat d’una substància és la quantitat màxima d’aquesta substància que es pot dissoldre en una quantitat concreta de dissolvent a una temperatura determinada.

2. Mètodes de Separació de Mescles

2.1 Separació de Mescles Heterogènies

• Filtració: Permet separar mescles heterogènies formades per un sòlid insoluble en un líquid. Consisteix a fer passar la mescla per un filtre. El sòlid queda retingut al filtre i el líquid el travessa.
• Sedimentació: Permet separar mescles heterogènies formades per components amb una densitat diferent. Mitjançant aquesta tècnica, les partícules sòlides amb una densitat superior a la del líquid es dipositen al fons del recipient. Després, amb cura, es pot separar la fase líquida del residu sòlid.
• Decantació: Permet separar líquids immiscibles, és a dir, que no es poden mesclar. Per separar els líquids es fa servir un embut de decantació. Es tanca la clau de pas de l’embut quan s’ha buidat el líquid més dens.
• Separació Magnètica: Permet separar els components d’una mescla heterogènia quan n’hi ha un que té propietats magnètiques, com és el cas del ferro i de l'acer.

2.2 Separació de Mescles Homogènies

• Cristal·lització: Permet separar un sòlid dissolt en un líquid. Consisteix a vaporitzar el líquid (a temperatura ambient o per escalfament) per aconseguir separar el sòlid al fons del recipient. Si el líquid s’evapora a temperatura ambient, s’obtenen cristalls grossos.
• Destil·lació: Permet separar líquids dissolts en altres líquids aprofitant que tenen punts d’ebullició diferents. Quan la temperatura arriba al punt d’ebullició més baix, el gas que s’obté es fa passar per un tub refrigerant i el líquid que es condensa es recull en un recipient.
• Cromatografia: Permet identificar i separar els soluts acolorits d’una mostra líquida aprofitant les diferents velocitats amb què cada component pot ascendir, per capil·laritat, per una superfície porosa, com ara el paper de filtre.