Concentración

La concentración en química se refiere a la cantidad de solutos presentes en un líquido.

Una alta concentración significa que hay una gran cantidad de solutos disueltos, mientras que una baja concentración significa que hay pocos solutos disueltos.

Disolución

Una disolución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias, en la que una de ellas (el soluto) está dispersa en otra (el solvente). La solución puede formarse entre sustancias sólidas, líquidas o gaseosas.

Mezclas Homogéneas

Una mezcla homogénea es un conjunto de sustancias mezcladas de forma tan perfecta que sus propiedades físicas y químicas son iguales en toda su extensión. No es posible separar las sustancias componentes de la mezcla a simple vista.

Mezclas Heterogéneas

Una mezcla heterogénea, por el contrario, es una combinación de sustancias mezcladas que no están perfectamente homogéneas en toda su extensión.

Tipos de separación de mezclas heterogéneas

1. Filtración: Separación de dos fases (sólida y líquida) mediante un medio poroso.
2. Tamizado: Separación de sólidos según su tamaño mediante un tamiz.
3. Separación magnética: Separación de sustancias basada en sus propiedades magnéticas.
4. Separación por decantación: Separación de fases líquidas y gaseosas en razón de sus densidades.

Tipos de separación de mezclas homogéneas

1. Separación mediante filtro: Se utiliza para separar líquidos y sólidos en una mezcla homogénea mediante un medio poroso.
2. Separación mediante destilación: Se basa en la diferencia de puntos de ebullición de dos líquidos en una mezcla, separándose al condensarse.
3. Separación mediante extracción líquido-líquido: Se emplea para separar dos fases líquidas mediante la diferencia de densidad o solubilidad.

Átomo

Un átomo es:

• La pieza más pequeña de un elemento.
• Tiene un centro, llamado núcleo, con partes con carga positiva (protones) y sin carga (neutrones).
• Está rodeado por una nube de partículas con carga negativa, los electrones.
• Los electrones se encuentran en órbitas cuantizadas con diferentes niveles de energía alrededor del núcleo, no orbitan en el sentido tradicional.

Moléculas

1. Una molécula es la unidad más pequeña que mantiene las propiedades químicas de una sustancia.
2. Se forma cuando dos o más átomos comparten electrones y se unen mediante enlace químico.
3. Puede estar formada por una combinación de átomos no metálicos, como en el óxido nítrico (NO) formado por nitrógeno (N) y oxígeno (O).

Sustancias Puras

1. Una sustancia pura es aquella que tiene una composición química constante y definida.
2. Está compuesta de un único tipo de átomos o moléculas.
3. Sus propiedades físicas y químicas no varían y pueden ser medidas y predichas de manera precisa.
4. No puede ser separada en sus constituyentes mediante métodos físicos.
5. No se puede dividir en sustancias diferentes sin alterar su composición química.

Sustancias Elementales

1. Una sustancia elemental es la que está formada por un solo tipo de átomo.
2. También se conoce como elemento químico.
3. Tiene propiedades fisicoquímicas características que no varían dentro de la misma sustancia elemental.
4. Pueden ser encontradas en la naturaleza de forma libre o unidos a otras sustancias generando compuestos.
5. Se clasifican en función de su peso atómico (número de protones en el núcleo del átomo).

Identificación de sustancias puras

1. Punto de fusión:

   • Las sustancias puras tienen un punto de fusión específico y constante. Una muestra que tiene un rango de fusión amplio probablemente contenga impurezas.

2. Punto de ebullición:

   • Similar al punto de fusión, una sustancia pura tiene un punto de ebullición definido. Las impurezas pueden causar un rango de ebullición más amplio o diferentes puntos de ebullición.

3. Densidad:

   • La densidad de una sustancia pura es constante bajo condiciones específicas de temperatura y presión. Las variaciones pueden indicar la presencia de impurezas.

4. Solubilidad:

   • Una sustancia pura tiene una solubilidad específica en un solvente dado a una temperatura determinada. Las impurezas pueden afectar esta solubilidad.

5. Apariencia física:

   • La apariencia uniforme (color, textura) puede ser un indicativo básico de pureza. Las impurezas pueden causar variaciones en color y textura.

Mezclas

Una mezcla es una combinación de dos o más sustancias que se juntan sin reaccionar químicamente, manteniendo cada una sus propiedades individuales. Las mezclas pueden ser homogéneas o heterogéneas.

Concentración de una disolución

La concentración de una disolución es una medida de la cantidad de soluto presente en una cantidad determinada de solvente o disolución total. Indica cuán «fuerte» o «diluida» es la disolución. Puede expresarse como:

• Porcentaje en masa (%):

  • Masa de soluto por 100 unidades de masa de disolución.

• Porcentaje en volumen (%):

  • Volumen de soluto por 100 unidades de volumen de disolución.

Ejemplos de separación de mezclas homogéneas

1. Destilación:

   • Caso popular: Separación de etanol y agua en la producción de bebidas alcohólicas. También se usa en la destilación de petróleo crudo para obtener diferentes fracciones como gasolina, queroseno y diésel.

2. Cristalización:

   • Caso popular: Purificación de compuestos sólidos. Por ejemplo, la obtención de sal pura a partir de una solución salina o la producción de cristales de azúcar a partir de soluciones azucaradas.

3. Evaporación:

   • Caso popular: Obtención de sal marina mediante la evaporación del agua de mar. También se usa en la producción de algunos productos químicos donde el solvente se evapora para dejar atrás el soluto sólido.

4. Cromatografía:

   • Caso popular: Separación de pigmentos en tintas y colorantes. También se usa ampliamente en química y biología para separar y analizar compuestos orgánicos e inorgánicos.

Ejemplos de separación de mezclas heterogéneas

1. Filtración:

   • Caso popular: Separación de sólidos suspendidos en líquidos, como en el filtrado de café o en la purificación de agua mediante filtros para eliminar partículas.

2. Decantación:

   • Caso popular: Separación de una mezcla de agua y arena o separación de líquidos inmiscibles, como el agua y el aceite.

3. Centrifugación:

   • Caso popular: Separación de componentes de la sangre (glóbulos rojos, plaquetas y plasma). También se usa en laboratorios para separar precipitados de soluciones.

4. Tamización:

   • Caso popular: Separación de sólidos de diferentes tamaños, como en la separación de piedras y arena en la construcción o en la producción de harina para separar las partículas más finas de las más gruesas.

5. Imantación:

   • Caso popular: Separación de materiales ferromagnéticos de una mezcla de sólidos, como en el reciclaje para separar metales ferrosos de los no ferrosos.

6. Flotación:

   • Caso popular: Separación de minerales en la minería, donde los minerales deseados flotan y las impurezas se hunden. También se usa en la separación de plásticos en plantas de reciclaje.

Diagrama de separación