Cómo puede distinguirse una sustancia

Las sustancias tienen una serie de propiedades específicas que las diferencian de otras.

Qué es una sustancia

Hay dos tipos:

-La macroscópica. Es la que captan nuestros sentidos, referida al aspecto y a las propiedades de la sustancia.

-La microscópica. Es lo que sabemos por nuestro conocimiento científico, pero que no podemos captar sensorialmente. Para trabajar esta escala, utilizamos modelos construidos por la ciencia; en este caso, el modelo atómico-molecular.

Las sustancias están formadas por partículas iguales (ya sean átomos o moléculas).

Dentro de las sustancias tenemos que diferenciar los elementos de los compuestos. Los elementos son son sustancias formadas por moléculas iguales. Las moléculas de los compuestos están formadas por dos o más elementos.

Las mezclas

Las mezclas están formadas por dos o más sustancias.

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Mezclas heterogéneas: son las que pueden indentificarse a simple vista, con una lupa o un microscopio.

-Mezclas heterogéneas: son las que no pueden reconocerse ni con microscopio.

Las mezclas, homogéneas y heterogéneas, siempre pueden separarse por procedimientos físicos.

Métodos experimentales para la separación de mezclas

-Mecánicos: son los más útiles para las mezclas heterogéneas.

-Térmicos: los adecuados para las homogéneas.

Métodos mecánicos

Sedimentación

Consiste en dejar en reposo los lodos el tiempo suficiente para que las partículas más densas caigan al fondo. Después, las distintas capas se separan.

Decantación

Se utiliza cuando la mezcla está formada por líquidos de distintas densidades. Se emplean, para ello, los embudos de decanatación.

Centrifugación

Separa por diferencia de densidades. El proceso se acelera utilizando una centrifugadora, un recipiente que gira a gran velocidad.

Levigación

Se utiliza una corriente de agua que arrastra los materiales menos densos a mayor distancia, mientras que los más densos se van depositando.

Filtración

Sirve para separar las partículas sólidas del líquido en que se encuentran, pero en este caso mediante tamices, que son láminas porosas que permiten el paso del líquido, pero no de las partículas.

Separación magnética

Se utiliza en minería para separar las menas de los minerales magnéticos de la ganga, pero sobre todo en el reciclaje de basuras, para separar los restos metálicos ferruginosos.

Cromatografía

Consiste en que un disolvente arrastra una mezcla de sustancias en disolución sobre un soporte sólido, como el papel. El agua, arrastrando los solutos, asciende por el papel filtro por capilaridad. Cada una de las sustancias de la mezcla avanza sobre el soporte de una velocidad diferente.

Métodos térmicos

Cristalización y evaporación a sequedad

En las mezclas homogéneas el modo más sencillo de separar y obtener la sustancia que está disuelta, es eliminar el disolvente, por evaporación.

-Cristalinización:

Si nos interesa obtener el soluto en forma de grandes cristales, pondremos la disolución en un recipiente de mucha base y poca altura y dejaremos que el agua se evapore durante horas y días.

-Evaporación a sequedad:

En caso de que no nos importe el tamaño de los cristales del soluto, será más eficiente calentar la disolución en un crisol hasta sequedad. Obtendremos la sustancia disuelta en forma pulverulenta.

Destilación

Consiste en ir calentando suavemente una mezcla de varios líquidos hasta que vaya alcanzando la temperatura de ebullición de cada uno. Cuando comienza a hervir el 1º, se estabilizará la temperatura hasta que no quede nada de él en la disolución. Todo el calor suministrado se invertirá en su volatilización. Ahora, el calentamiento hará que la temperatura siga aumentando hasta alcanzar la de ebullición de la sustancia siguiente. Cada vez que el termómetro se detiene, está hirviendo una sustancia distinta. Así podemos separarlas.

Destilación fraccionada

Se utiliza una torre de destilación. En ellas, el petróleo se calienta a unos 4OOºC, de modo que casi todos sus componentes hierven. Los vapores se introducen por la parte inferior de una torres metálica cuya temperatura es tanto más baja cuanto mayor es la altura. Su refrigeración se produce en forma natural por el aire que la rodea. Cuando los vapores de una sustancia alcanzan la zona correspondiente a su temperatura de ebullición, condensan y quedan en forma líquida sobre uno de los platos de que está llena la torre. El líquido de cada plato sale por tuberías laterales. De este modo, por cada altura distinta de la torre se extrae una sustancia diferente.

Qué es una disolución

Las disoluciones son mezclas homogéneas estables que se caracterizan porque tienen las mismas propiedades en todos sus puntos.

Componentes de la disolución

Las disoluciones se pueden clasificar en: soluto y disolventes. Solemos diferenciar estos dos tipos por los criterios siguientes:

-Soluto es la sustancia que se encuentra en menor proporción. Puede ser que la sustancia que cambia de estado.

-Disolvente es el componente que se encuentra en mayor proporción. El disolvente no cambia de estado cuando se forma la disolución.

Ejemplos de disoluciones

-Sólido en sólido: Las aleaciones.

-Gas en líquido: oxígeno en agua.

-Sólido o íquido en gas.

Solubilidad

Consiste en que no se puede disolver cualquier cantidad de soluto en un disolvente. La solubilidad de una sustancia es la cantidad máxima que puede disolverse en 100g de agua a una temperatura dada.

Dependiendo de la relación entre las cantidades de soluto y de disolvente, una disolución puede ser:

-Diluida: la cantidad de soluto es muy pequeña con respecto a su solubilidad.

-Concentrada: La cantidad de soluto es próxima a la solubilidad.

-Saturada: es la que no admite más cantidad de soluto.

Propiedades coligativas

Se llaman así a ciertas propiedades que dependen de la cantidad de sustancia disuelta, no de su masa. La cantidad de sustancia se mide en moles.