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TEMA 3 .‐ MEZCLAS, DISOLUCIONES Y SUSTANCIAS PURAS  1.‐ Sistemas homogéneos y heterogéneos  Todas las sustancias se presentan en la naturaleza formando sistemas materiales.  Cualquier trozo de materia es, en definitiva, un sistema material.  Un sistema material puede ser:   ‰ Homogéneo: cuando tiene un aspecto  uniforme y, a simple vista, no se observan  componentes diferentes; es decir, parece estar  formado por un única sustancia.  ‰ Heterogéneo: cuando, a simple vista, se  observan componentes diferentes, es decir,  parece estar formado por varias sustancias.   

La clasificación de los sistemas materiales en  homogéneos y heterogéneos depende, también, de la precisión con la que se observen ( a simple vista, con  microscopio, etc).   

2.‐ Mezclas y sustancias puras  Hasta ahora sabemos que la materia forma sistemas que pueden ser homogéneos o heterogéneos. Pero,  ¿cómo podríamos comprobar si un sistema homogéneo está formado por una o más sustancias si  desconocemos su composición?.  Para comprobar si un sistema material está formado por una o por varias sustancias es necesario emplear  algún procedimiento que nos permita separar los componentes sin alterarlos.  Por ejemplo, para determinar si un líquido transparente, incoloro e inodoro, contenido en un recipiente, es  agua pura o presenta otras sustancias sólidas disueltas, podemos calentarlo hasta el punto de ebullición para  que se evapore y comprobar luego si en el recipiente han quedado restos de alguna otra sustancia.  •

Las mezclas son sistemas materiales de los que se pueden separar distintas sustancias. Las mezclas  pueden ser:  ™  Homogéneas. Son las disoluciones  ™ heterogéneas: cuando se ve a simple  vista que está formada por diferentes  sustancias. Por ejemplo, rocas como  el granito.  Las sustancias puras son sistemas  materiales en los que no se pueden  separar distintas sustancias.  H Heterogénea      Homogéneas 

Hay un tipo especial de mezclas heterogéneas llamadas suspensiones.  Están formadas por un sólido disperso en un líquido, al que se denomina fase dispersante.  Son suspensiones, por ejemplo, el zumo, el caldo o las pinturas. 


.3.‐   Técnicas para separar mezclas heterogéneas  Muchas veces nos interesa separar los diferentes componentes de una mezcla. En muchos casos lo hacemos  porque uno de sus componentes es valioso y queremos aislarlo.    Vamos a estudiar diferentes métodos que se pueden emplear para hacerlo. En cada caso habría que ver cuál  es el adecuado.   

‐ Decantación  Se emplea para separar mezclas formadas por dos líquidos que tienen  diferentes densidades.  El proceso consiste en colocar la mezcla en un embudo de decantación.  Se espera durante un cierto tiempo. El líquido que sea más denso se  coloca en el lado de abajo y el menos denso encima.   Abrimos el embudo de decantación suavemente y dejamos que caiga  uno de los líquidos. El otro dejamos que quede en el embudo de  decantación.   

‐  Sedimentación  Se utiliza para separar mezclas de sólidos y líquidos (por ejemplo, barros,  como los que pueden encontrarse en depuradoras de aguas residuales de una  ciudad o en la minería).  El procedimiento consiste en dejar el líquido turbio en reposo el tiempo  necesario para que los componentes sólidos caigan al fondo por su mayor  densidad.     

‐  Centrifugación    Si se pone una mezcla en la que uno de los  líquido en una centrifugadora girando a  sólidos se irán al fondo en seguida. 

componentes es sólido y otro  gran velocidad, los fragmentos 

La lavadora de tu casa utiliza este  agua de la ropa y dejarla casi seca. 

procedimiento para separar el 

   


‐  Filtració ón    Si tenemoss una mezcla en la que haay un sólido de partículas pequeñas yy  un líquido llo podemos separar por filtración.  Esta consiste en hacer pasar el líquido a través de un materrial poroso,  e filtro (como o el filtro de una cafeteraa), cuyo  generalmente papel de que ser más pequeño que las partícu ulas sólidas de  tamaño de poro tiene q la mezcla. La filtración n es una técn nica muy utillizada en la industria parra la que se  emplean to oda clase de materiales ffiltrantes: papel, telas, materiales  cerámicos, etc., en funcción de las su ustancias qu ue se han de filtrar.   

‐  Separación magn nética    Se utiliza paara separar lo os mineraless ferromagnééticos, o paraa separar el  hierro de las basuras, ettc. Lo que see hace es emplear un imáán que los atrae.   

‐ Dissolución sselectiva    Sirve para sseparar una m mezcla de do os sólidos, un no de ellos d disuelve en una determin nada sustancia y el otro n no.  Se añade el disolvente aadecuado a la mezcla, y sse pasa por u un filtro.  En el filtro sse queda el ssólido que no o es soluble, y disuelto en el líquido eel que sí los ees.     

‐  Evaaporación n   

Si tenemos una disolución líquida en n la que el so oluto es un ssólido (una disolución, po or ejemplo, d de sal en agu ua),  uto del disolvente calenttando lo suficiente la diso olución como para que h hierva. El  podemos seeparar el solu líquido se evapora y sólo queda el soluto ( en esste caso la saal).   

.3.‐   Las mezclas h homogéne eas o disoluciones Hemos visto o que el aguaa de mar, un n refresco y eel aire son mezclas homo ogéneas. El azúcar o el alcohol,  disueltos en n agua, forman también mezclas hom mogéneas. Esstos sistemas  reciben el n nombre de disoluciones.  Una disolucción es una m mezcla homo ogénea, form mada por doss o más  sustancias p puras que se pueden sep parar median nte procedim mientos físico os.  En una diso olución, siempre hay dos componentees:  • •  

El d disolvente: que es el com mponente que se encuentra en mayor  can ntidad  El soluto: la susstancia que aabunda meno os. 


La materia está compuesta por partículas que, como sabes, pueden ser átomos, moléculas o iones. Cuando se  mezclan  dos sustancias para formar una disolución, las partículas del soluto se dispersan entre las partículas  del disolvente. Si fueran visibles al microscopio, se vería que las moléculas del disolvente están rodeadas de  moléculas de soluto y al revés.   

.4.‐   Técnicas para separar mezclas homogéneas o disoluciones   

‐  Cristalización   

Es una técnica similar a la evaporación, solo que en este caso no calentamos  la disolución, sino que se deja que el disolvente, por lo general el agua, se  evapore de forma lenta debido al calor del ambiente.  La cristalización es un proceso más lento que la evaporación, pero el soluto  se obtiene formando cristales, que son tanto más grandes cuanto más lento  haya sido el proceso.  La cristalización se emplea en las salinas para obtener sal del agua del mar.       

‐  Destilación    La destilación es el procedimiento más  adecuado para obtener líquidos muy  puros ( agua destilada, por ejemplo) y  también para separar los componentes  de disoluciones en las que tanto el  soluto como el disolvente son líquidos.  Vamos a suponer que tenemos una  disolución de agua y alcohol y  queremos separar estos dos  componentes.  Vamos a calentar la disolución. Como el  alcohol y el agua son sustancias  diferentes también  van a hervir a temperaturas diferentes. El primero en llegar al punto de ebullición es el  alcohol, que empieza a evaporarse, mientras que el agua se queda en el recipiente en el que estaba en estado  líquido.       


Utilidad de los disolventes  La capacidad que tienen muchas sustancias, sobre todo los líquidos, para disolver a otras posee múltiples  aplicaciones en la vida diaria:  • • • • •

Las manchas de grasa se quitan con benzol o benceno.  El esmalte de las uñas se elimina con acetona.  Los fertilizantes para plantas se disuelven en el agua de riego.  La pintura de los pinceles se quita con aguarrás.  La s cremas limpiadoras sirven para eliminar los restos de maquillaje. 

  ¿Te has preguntado alguna vez por qué se utilizan jabones y detergentes para lavar y limpiar?. Estas sustancias  no son disolventes, pero ayudan al agua a disolver la suciedad, ya que fragmentan la grasa y otras sustancias  similares en gotitas muy pequeñas, que se dispersan fácilmente en el agua y son arrastradas por el líquido.   

.5.  Concentración de una disolución    Es importante conocer las cantidades de soluto y de disolvente que hay en una disolución. A la relación que  existe entre esas dos cantidades la llamamos concentración, y se puede expresar de diferentes maneras.  •

Porcentaje en masa: Indica la masa de soluto, en gramos, que hay por cada 100 gramos de disolución.  % en masa =

gramos ( soluto) ⋅ 100   gramos (disolución)

Porcentaje en volumen: Indica el volumen de soluto, por ejemplo en litros, por cada 100 litros de  disolución.  % en volumen =

volumen( soluto) ⋅ 100   volumen(disolución)

Concentración en g/l: indica los gramos de soluto que hay en un determinado volumen de disolución.  C = 

gramos ( soluto)   V (disolución)

 

6.‐ La solubilidad    Como has podido comprobar, conforme vas ido añadiendo  sal al agua, llega un momento en el que ésta ya no  se disuelve y se deposita en el fondo del recipiente. Sin embargo, si utilizas agua caliente, se disuelve más  cantidad de sal. Podemos concluir, por tanto, que los sólidos se disuelven mejor si aumenta la temperatura.  Las burbujas de refresco proceden del gas dióxido de carbono disuelto en el líquido; las que se desprenden no  están disueltas y, como has podido comprobar, con el calor se desprenden más burbujas que con el frío. Esto  significa que los gases se disuelven mal en los líquidos calientes y bien en los fríos; por esa razón se añade  hielo a los refrescos.  • •

La solubilidad de una sustancia es la máxima cantidad de esa sustancia que se disuelve en una  cantidad determinada de disolvente y a una cierta temperatura.  La solubilidad de una sustancia en un disolvente es limitada y depende del estado del soluto, de la  naturaleza del disolvente y de la temperatura. 


• •

Gen neralmente, la solubilidaad de los solu utos sólidos en los disolvventes líquid dos aumenta a medida qu ue  se eeleva la temp peratura.  Porr el contrario o, la solubilid dad de los so olutos gaseossos en los disolventes líq quidos dismin nuye a medida  quee se eleva la ttemperaturaa.    Cuando una disolución n no admite más cantidaad de soluto a cierta  temperatu ura, se dice q que está satu urada para eesa temperattura.          Estas son las curvas de e solubilidad d de algunas sustancias.     

 

.7.‐ Sustaancias purras: eleme entos y co ompuestoss    Las sustancias básicas d de las que esttán hechas laas  cosas se llam man elemen ntos.  Los elementos son los d de la tabla peeriódica.  No se pueden descomponer en otraas sustanciass  más sencillaas.    Una sustanccia que está formada por la unión dee  dos o más eelementos ess un compue esto.  Los compueestos pueden n, mediante  transformacciones, convvertirse en ottras sustancias  más simpless.   

.8.‐ Méto odos para separar lo os compo onentes de e un comp puesto    ‐Descompo osición térmica    Al calentar el compuestto, se separan los componentes que llo constituyeen.   ‐Electrólisiss    Al hacer passar una corriiente a travéés de la sustaancia se sepaaran los  elementos q que la formaan.  Por ejemplo o, al hacer la electrólisis d del agua se sseparan los d dos gases que la  forman.   



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