La Materia y sus Propiedades

Materia Homogénea y Heterogénea

Materia: es todo aquello que tiene masa y ocupa un espacio. Puede ser:

• Homogénea: uniforme en aspecto y propiedades. Puede estar en los tres estados de la materia (sólido, líquido y gaseoso). Ejemplo: Agua.
• Heterogénea: se distinguen diferentes partes con propiedades distintas. Ejemplo: Mezcla de arena y agua.

Sistemas químicos: porciones de materia que se someten a estudio. Cada parte homogénea que presenta se denomina fase:

• Heterogéneo: presenta diferentes fases. Ejemplo: mezcla de arena y agua.
• Homogéneo: presenta una sola fase. Ejemplo: azufre sólido.

Sustancias, Mezclas y Disoluciones

La materia forma sustancias químicas y mezclas.

• Sustancias químicas: tipo de materia con propiedades características definidas (azufre, agua).
• Mezclas: constan de varias sustancias químicas llamadas componentes. Pueden ser:
  • Heterogéneas: más de una fase.
  • Homogéneas: 1 fase. También se llaman disoluciones.

Material: sustancia química o mezcla de sustancias que se utiliza con una finalidad práctica.

Disoluciones/mezcla homogénea: donde hay dos componentes:

• Soluto: en menor proporción.
• Disolvente: en mayor proporción.

Ejemplos: mercurio y oro, cloruro de sodio en agua, humo.

Diferencias entre Mezcla Heterogénea y Disolución:

Dispersiones Coloidales

Es una mezcla heterogénea que precisa de microscopio para distinguir sus fases:

• Fase dispersa: en menor proporción y es la fase discontinua cuando observamos con microscopio.
• Fase dispersante: en mayor proporción y continua.

Ejemplos: humo, mantequilla, merengue.

Efecto Tyndall: cuando un rayo de luz atraviesa una dispersión coloidal translúcida, se refleja y refracta con las partículas, provocando la dispersión de la luz.

Disoluciones Saturadas, Insaturadas y Sobresaturadas

Hay un límite de soluto que se puede disolver en una cantidad de disolvente:

• Disolución insaturada: se puede seguir añadiendo soluto porque puede disolverse.
• Disolución saturada: seguimos añadiendo soluto y la disolución no se disuelve más.
• Disolución sobresaturada: la disolución admite una cantidad de soluto superior a la máxima.

Para expresar la composición de una disolución utilizamos la concentración en masa (masa soluto/volumen disolución).

Solubilidad: cantidad máxima de soluto que se puede disolver en una determinada cantidad de disolvente a una temperatura dada. Depende de la presión, la temperatura y la naturaleza del soluto y disolvente.

Métodos de Separación de Mezclas

• Filtración: separa un sólido y un líquido que forman una mezcla heterogénea. Se utiliza papel de filtro que permite el paso del líquido pero no del sólido. Se obtiene el filtrado y el residuo. Es más rápido al vacío.
• Evaporación: para separar un líquido disuelto, basado en la diferencia de volatilidad del sólido respecto del disolvente. Se coloca la solución en un recipiente y se deja hasta que el líquido se evapore.
• Decantación: separa un sólido y un líquido o dos líquidos basado en la diferencia de densidad.
• Extracción: extracción sólido-líquido o líquido-líquido.
• Centrifugación: para acelerar la separación de un sólido y un líquido y se basa en la diferencia de densidad. Se lleva a cabo en una centrifugadora donde la suspensión se introduce en un tubo especial. En la centrifugadora el tubo gira y el sólido queda abajo.
• Cristalización: para purificar una sustancia sólida de otras impurezas sólidas. Se basa en la diferencia de solubilidad de los sólidos en un disolvente.
• Destilación simple: para separar un líquido de una disolución de sólido+líquido. Se utiliza un aparato de destilación que tiene un matraz, un condensador y un colector. Se coloca en el matraz la disolución y se calienta. El agua hierve y pasa en forma de vapor al condensador, que se enfría por una corriente de agua fría. El vapor se condensa y el agua pura va al colector.
• Destilación fraccionada: separar líquidos con diferentes temperaturas de ebullición. Se diferencia de la destilación simple en que utiliza una columna de fraccionamiento.

Sustancias Químicas

Las sustancias químicas son sustancias puras. Se obtienen a partir de minerales, agua de mar, plantas o materias primas.

• Sustancias naturales: provienen de estas fuentes.
• Sustancias sintéticas: se producen en el laboratorio.

Cambios Físicos y Químicos

• Físicos: no modifican la naturaleza de la sustancia. Ejemplos: cambios de estado, disolución.
• Químicos: se altera la identidad de la sustancia. Desaparecen unas sustancias y aparecen otras. Ejemplos: combustión, oxidación.

Sustancias Elementales y Compuestas

• Elementales: no pueden descomponerse de ningún modo. Están formadas por un solo tipo de átomo. Ejemplos: oxígeno, hierro.
• Compuestas: sustancia formada por dos o más elementos combinados en una proporción de masas fija y característica que pueden descomponerse en otras más simples. Ejemplos: agua, dióxido de carbono.

Para descomponer un compuesto se pueden utilizar diferentes métodos:

• Descomposición térmica: someter una sustancia a altas temperaturas para transformarla en otras sustancias más sencillas. Ejemplo: Carbonato de cobre II(s) –> Óxido de cobre II(s) + Dióxido de carbono (g)
• Electrólisis: proceso de descomposición de una sustancia por el paso de la corriente eléctrica. Ejemplo: Agua(l) –> Hidrógeno(g) + Oxígeno(g).

Reacciones de síntesis: reacciones químicas en las cuales dos o más sustancias simples dan lugar a un compuesto.