Sustancias puras, mezclas y solubilidad: tipos, propiedades y factores que afectan la disolución

Sustancia pura, mezclas y clasificación

Sustancia pura: materia que tiene una composición fija y propiedades bien definidas.

Tipos de sustancias puras

• Elemento: sustancia que no se puede separar por métodos químicos en entidades más simples. Ej.: O₂, H, F.
• Compuesto: sustancia constituida por dos o más elementos unidos químicamente en proporciones definidas. Ej.: H₂O, NaCl.

Mezclas

Mezcla: materia que contiene dos o más sustancias que pueden encontrarse en cantidades variables.

• Mezcla homogénea: materia que tiene un aspecto uniforme y se visualiza como una sola fase.
• Mezcla heterogénea: sus componentes no están mezclados uniformemente; se visualizan dos o más fases.

Clasificación de mezclas: disoluciones, suspensiones y coloides

Disoluciones químicas

Las disoluciones químicas son mezclas homogéneas en las que las partículas son pequeñas y se percibe una sola fase. Diámetro de partículas: [valor no especificado].

Suspensiones

Las suspensiones son mezclas heterogéneas en las que la fase dispersa es sólida y la fase dispersante es líquida. Tienen un diámetro de partícula de [valor no especificado]. Por acción de la gravedad sedimentan (se observan dos fases). Se separan por filtración. Ej.: glóbulos rojos y glóbulos blancos en sangre (como ejemplo de partículas visibles).

Coloides

Los coloides presentan una fase dispersa (sólida, líquida o gaseosa) y una fase dispersante. Tienen diámetro de partícula entre [valor no especificado] hasta [valor no especificado]. No son apreciables a simple vista y no sedimentan (aunque pueden centrifugarse). Presentan efecto Tyndall, es decir, las partículas dispersas hacen visible el paso de la luz a través de la mezcla.

Disoluciones químicas: componentes y proceso de disolución

En una disolución homogénea hay soluto (fase dispersa) y disolvente (fase dispersante). Cuando el disolvente es agua se denomina disolución acuosa.

Proceso de disolución

1. Separación de las partículas del disolvente (requiere energía).
2. Las partículas del soluto se disocian (separación en iones) dentro del disolvente.
3. Las moléculas del disolvente y del soluto se mezclan y forman la disolución.

Tipos de disoluciones (criterios)

Los criterios pueden basarse en el estado físico de sus componentes, la proporción de componentes o la conductividad eléctrica.

1. Por estado físico

• Gas + gas
• Líquido + líquido
• Sólido + sólido

2. Por proporción de componentes

• Disoluciones insaturadas: la cantidad de soluto disuelto es menor que la necesaria para alcanzar el punto de saturación; la solución puede admitir más soluto.
• Disoluciones saturadas: contienen la máxima cantidad de soluto que puede disolverse a una determinada temperatura.
• Disoluciones sobresaturadas: la cantidad de soluto disuelta supera la capacidad del disolvente para disolver a esa temperatura.

3. Por conductividad eléctrica

Electrolitos: solutos que en disolución acuosa son capaces de transmitir electricidad porque se disocian en iones. La conductividad depende del grado de disociación.

• Electrolitos fuertes: están prácticamente disociados al 100%. Ej.: NaCl → Na⁺ + Cl^-.
• Electrolitos débiles: presentan disociación parcial. Ej.: H₂S ⇌ 2 H⁺ + S^2- (disociación parcial).

Teoría de disociación (Arrhenius): en presencia de agua, ciertos solutos forman iones (cationes y aniones); la conducción eléctrica en la disolución depende de la cantidad y del tipo de electrolitos presentes.

Solubilidad

Solubilidad: máxima cantidad de soluto que puede disolver una cantidad determinada de disolvente a una temperatura específica. En general: a mayor temperatura, mayor solubilidad para sólidos; para gases suele ocurrir lo contrario.

"Lo semejante disuelve lo semejante" (polar con polar; apolar con apolar).

Clasificación según solubilidad: muy soluble, moderadamente soluble, insoluble.

En líquidos

• Miscible: líquidos que se mezclan en todas las proporciones y forman una disolución homogénea (una fase).
• Inmiscible: líquidos que no forman disolución homogénea; permanecen como fases separadas (dos fases).

Factores de la solubilidad

• Naturaleza del soluto y del disolvente: la semejanza en propiedades favorece la solubilidad (polar-polar, apolar-apolar).
• Temperatura: afecta de forma distinta a sólidos y gases; en sólidos, al aumentar la temperatura suele aumentar la solubilidad. En gases, al aumentar la temperatura la solubilidad en agua disminuye porque los gases se volatilizan.
• Presión: especialmente relevante para gases disueltos en líquidos.

Observación final

Este documento reúne definiciones y ejemplos clave sobre sustancias puras, tipos de mezclas, disoluciones y los factores que intervienen en la solubilidad. Algunos valores numéricos de diámetro de partículas no están especificados en el texto original y aparecen como [valor no especificado].