Mezclas, tipos y separación

OBJETIVO CLASE: El alumno diferenciara y distinguirá los conceptos de átomo, elemento, molécula, mezcla  y compuesto para  conocer y diferenciar los diferentes tipos de mezclas., así como los métodos para separarlas  mezclas (filtración, decantación, evaporación, centrifugación, destilación, cromatografía).

MEZCLA: Sistema material formado por dos o más componentes unidos, pero no combinados químicamente.  En una mezcla no ocurre una reacción química y cada uno de sus componentes mantiene su identidad y propiedades químicas.  No obstante, algunas mezclas pueden ser reactivas bajo determinadas condiciones ambientales, como una mezcla aire-combustible en un motor de combustión interna. Si después de mezclar algunas sustancias, éstas reaccionan químicamente, entonces no se pueden recuperar por medios físicos, pues se han formado compuestos nuevos. Las mezclas se clasifican en:

HOMOGENEAS: Las mezclas homogéneas son aquellas en las que los componentes de la mezcla no son identificables a simple vista. Una mezcla homogénea importante de nuestro planeta es el aire. Entre las mezclas homogéneas se distingue un tipo especial denominado disolución o solución. Al componente que se encuentra en mayor cantidad se le denomina solvente o disolvente y al que se encuentra en menor cantidad, soluto.

·         DISOLUCION: Es una mezcla homogénea a nivel molecular o iónico de dos o más sustancias, que no reaccionan entre sí, cuyos componentes se encuentran en proporción que varía entre ciertos límites. También se puede definir como una mezcla homogénea formada por un disolvente y por uno o varios solutos. Los componentes de una solución son soluto y solvente.

§  SOLUTO: Es aquel componente que se encuentra en menor cantidad y es el que se disuelve.  El soluto puede ser sólido, líquido o gas, como ocurre en las bebidas gaseosas, donde el dióxido de carbono  se utiliza como gasificante de las bebidas. El azúcar se puede utilizar como un soluto disuelto en líquidos (agua).

§  SOLVENTE: Es aquel componente que se encuentra en mayor cantidad y es el medio que disuelve al soluto.  El solvente es aquella fase en  que se encuentra la solución. Aunque un solvente puede ser un gas, líquido o sólido, el solvente más común es el agua.

En una disolución el conjunto se presenta en una sola fase (sólida, líquida o gas) bien definida. Una solución que contiene agua como solvente se llama solución acuosa. Las mezclas homogéneas que se presentan en fase sólida,  como las aleaciones o las que se hallan en fase gaseosa (aire, humo, etc.) no se les conoce como disoluciones. 

HETEREOGENEAS: Aquella que posee una composición no uniforme en la cual se pueden distinguir a simple vista sus componentes y está formada por dos o más sustancias, físicamente distintas, distribuidas en forma desigual. Las partes de una mezcla heterogénea pueden separarse fácilmente. Pueden ser gruesas o suspensiones de acuerdo al tamaño.

·         MEZCLAS GRUESAS: El tamaño de las partículas es apreciable, por ejemplo: las ensaladas, concreto, etc

·         SUSPENSIONES: Es una mezcla heterogénea formada por un sólido en polvo y/o pequeñas partículas no solubles (fase dispersa) que se dispersan en un medio líquido (fase dispersante o dispersora). Cuando uno de los componentes es líquido y los otros son sólidos suspendidos en la mezcla, son conocidas como suspensiones mecánicas. Las partículas que forman parte de una suspensión pueden ser microscópicas, y de tamaño variado, dependiendo del tipo de sustancia. Las partículas se depositan con el tiempo, por lo general tiene la leyenda "agitese bien antes de usar", por ejemplo: medicamentos, aceite con agua, etc.

·   DISPERSION COLOIDAL: En química un coloide, suspensión coloidal o dispersión coloidal es un sistema fisicoquímico formado por dos o más fases, principalmente: una continua, normalmente fluida, y otra dispersa en forma de partículas; por lo general sólidas. La fase dispersa es la que se halla proporcionalmente en menor cantidad. La mezcla heterogénea no es visible a nivel macroscópico, sin embargo con la ayuda de un microscopio es posible distinguir sus componentes y apreciar que se trata de una mezcla heterogénea.

ALEACION: Es una combinación, de propiedades metálicas, que está compuesta de dos o más elementos, de los cuales, al menos uno es un metal. Las aleaciones están constituidas por elementos metálicos como Fe (hierro), Al (aluminio), Cu (cobre), Pb (plomo), ejemplos concretos de una amplia gama de metales que se pueden alear. El elemento aleante puede ser no metálico, como: P (fósforo), C (carbono), Si (silicio), S (azufre), As (arsénico).

ELEMENTO QUIMICO: Suele ser definido como la sustancia que no puede ser descompuesta en otra más simple mediante una reacción química. El término hace referencia, por otra parte, a la clase de átomos que presenta el mismo número de protones en su núcleo.

COMPUESTO: Es una sustancia formada por la unión de dos o más elementos de la tabla periódica. Una característica esencial es que tiene una fórmula química.

SUSTANCIA O SUBSTANCIA: Es toda porción de materia que comparte determinadas propiedades intensivas. Se emplea también el término para referirse a la clase de materia de la que están formados los cuerpos.

METODOS DE SEPARACION

DESTILACION: Es la operación de separar, mediante vaporización y condensación en los diferentes componentes líquidos, sólidos disueltos en líquidos o gases licuados de una mezcla, aprovechando los diferentes puntos de ebullición de cada una de las sustancias ya que el punto de ebullición es una propiedad intensiva de cada sustancia es decir, no varía en función de la masa o el volumen, aunque sí en función de la presión.

EVAPORACION: Es un proceso físico que consiste en el paso lento y gradual de un estado líquido hacia un estado gaseoso, tras haber adquirido suficiente energía para vencer la tension superficial. A diferencia de la ebullición, la evaporación se puede producir a cualquier temperatura, siendo más rápido cuanto más elevada sea esta. No es necesario que toda la masa alcance el punto de ebullición. La evaporación ocurre como consecuencia de un aumento natural o artificial de la temperatura. En el caso del agua, la agitación de sus moléculas por acción de calor provoca que estas logren ganar la energía suficiente para desprenderse del líquido y convertirse en vapor. Los procesos de evaporación son constantes en nuestro entorno y ocurren espontáneamente. Por ejemplo, si dejamos un vaso de agua destapado, a la vuelta unos días descubrimos que una parte del líquido se ha ido evaporando.

FILTRACION: Proceso unitario de separación de sólidos en suspensión en un líquido mediante un medio poroso, que retiene los sólidos y permite el pasaje del líquido.

DECANTACION: Es la separación de un sólido o líquido más denso de otro fluido (líquido o gas) menos denso y que por lo tanto ocupa la parte superior de la mezcla. Es necesario dejar reposar la mezcla para que el sólido se sedimente, es decir, descienda y sea posible su extracción por acción de la gravedad.

SEDIMENTACION: Es el proceso por el cual los sólidos transportados por una corriente de agua se depositan en el fondo. Ejemplo de esto son los ríos, embalse, canal artificial, o dispositivo construido especialmente para tal fin.

CROMATOGRAFIA: Método físico de separación basado en la distribución de los componentes de una mezcla entre dos fases inmiscibles (que no puede ser mezclado), una fija o estacionaria y otra móvil. En todas las separaciones cromatográficas la muestra se disuelve en una fase móvil, que puede ser un gas un líquido o un fluido supercrítico. (Sustancia que se encuentra en condiciones de presión y temperatura superiores a su punto crítico que se comporta como “un híbrido entre un líquido y un gas”, es decir, puede difundir como un gas, y disolver sustancias como un líquido). Esta fase móvil se hace pasar a través de una fase estacionaria inmiscible, la cual se mantienen fija en una columna o sobre una superficie sólida. Las fases se eligen de tal forma que los componentes de la muestra se distribuyen de modo distinto entre la fase móvil y la fase estacionaria. Aquellos componentes que son retenidos con más fuerza por la fase estacionaria se mueven lentamente con el flujo; por el contrario los componentes que unen débilmente a la fase estacionaria, se mueven con rapidez. Como consecuencia de la distinta movilidad, los componentes de la muestra se separan en bandas discriminadas que pueden analizarse cualitativa y/o cuantitativamente.