Química TEMA 3: Experimentación con mezclas: • Homogéneas y heterogéneas. • Métodos de separación de mezclas con base en las propiedades físicas de sus componentes. Aprendizaje esperado: • Identifica los componentes de las mezclas y las clasifica en homogéneas y heterogéneas. • Identifica la relación entre la variación de la concentración de una mezcla (porcentaje en masa y volumen) y sus propiedades. • Deduce métodos de separación de mezclas con base en las propiedades físicas de sus componentes.

TEMA 3: Experimentación con mezclas: • Homogéneas y heterogéneas. • Métodos de separación de mezclas con base en las propiedades físicas de sus componentes. Aprendizaje esperado: • Identifica los componentes de las mezclas y las clasifica en homogéneas y heterogéneas. • Identifica la relación entre la variación de la concentración de una mezcla (porcentaje en masa y volumen) y sus propiedades. • Deduce métodos de separación de mezclas con base en las propiedades físicas de sus componentes. ¿Qué es una sustancia pura? Las sustancias puras son aquellas formas de la materia homogénea, cuya composición química es fija y definida, o sea, no varía, sin importar las condiciones físicas en que dicha materia se encuentre. Dicho de otro modo, se trata de materia que permanece químicamente inalterada en sus distintos estados de agregación, dotada de propiedades singulares y características. Las sustancias puras son, entonces, lo contrario de las mezclas, y por lo tanto no pueden ser descompuestas en sustancias más simples a través de ningún método ni medio físico. Además, poseen características físicas constantes y fijas, como densidad, punto de ebullición, etc., y muchas de ellas se pueden reproducir a una temperatura y presión dadas. Un claro ejemplo de ello es el agua, simple y abundante, que puede darse en forma líquida, gaseosa o sólida, pero siempre estará compuesta por los mismos elementos químicos y siempre responderá igual a las mismas condiciones de temperatura y presión. En cambio, si le añadimos sal, azúcar y otras sustancias, alteramos sus propiedades físicas y ya no es una sustancia pura. Tipos de sustancias puras Existen dos tipos de sustancias puras, diferenciadas entre sí a partir de su composición atómica: • Sustancias simples (elementos). Aquellas sustancias puras que están hechas de un único tipo de átomos, o sea, cuyas moléculas están compuestas del mismo elemento. Por ejemplo, el helio (He) o el oxígeno (O2). • Sustancias compuestas. Aquellas sustancias puras que están compuestas por repeticiones de una misma molécula, pero formada de dos o más tipos de átomos. Por ejemplo, el agua (H2O) o el dióxido de carbono (CO2). Ejemplos de sustancias puras El grafito es una sustancia pura que se encuentra en el interior de los lápices. Algunos ejemplos de sustancias puras son: • El agua (H2O). • El ozono (O3). • El monóxido de carbono (CO). • El dióxido de carbono (CO2). • El hierro puro (Fe). • El sodio (Na). • El oro puro (Au). • El benceno (C6H6). • El grafito (C). • La sal o cloruro de sodio (NaCl). Qué es Mezcla: Una mezcla es la combinación o unión de dos o más elementos o componentes que pueden encontrarse en cualquier estado de la materia. Según la naturaleza de los elementos, la mezcla puede ser musical, social, física, química o de otras sustancias. De manera general, todas las mezclas son clasificadas en mezclas homogéneas, cuando no es posible distinguir los elementos que la componen y mezclas heterogéneas, cuando es posible diferenciar su composición. Tipos de mezclas De la mezcla de las diferentes sustancias se pueden obtener tipos de mezclas. Las más comunes son: • Aleaciones: combinación de elementos metálicos. • Soluciones: mezcla de dos sustancias puras que no reaccionan entre sí. • Coloides: mezcla de partículas pequeñas que quedan suspendidas en un fluido. Por ejemplo, el humo. • Suspensiones: mezcla de un sólido formado por pequeñas partículas, como el polvo, que se une con una sustancia líquida. En este sentido, podemos notar que en nuestra cotidianidad nos encontramos con muchas mezclas, por ejemplo, una loción corporal, una sopa, una ensalada, el concreto de las paredes, el aire, mezcla de colores, entre otros. Clasificación de las mezclas Se diferencian dos clases de mezclas que se denominan homogéneas y heterogéneas. Mezcla homogénea: La mezcla homogénea es una combinación uniforme o consistente en todas las partes que forman la solución, en la cual un soluto se disuelve en un solvente. Por ejemplo, cuando se disuelve una cucharada de azúcar en un vaso de agua. Ejemplos de mezclas homogéneas Muchas bebidas alcohólicas son mezclas homogéneas. presentamos algunos ejemplos de mezclas homogéneas: • El aire, el gas común que respiramos a diario, es una mezcla de sustancias puras gaseosas, como oxígeno, nitrógeno y argón, entre otras más, que son imposibles de percibir a simple vista, y que en conjunto suelen ser inodoras. • Las bebidas alcohólicas, como los cócteles, consisten en dos o más líquidos (o incluso sólidos) mezclados hasta adquirir una apariencia uniforme, y aunque podamos saborear sus integrantes, no podríamos señalarlos a simple vista. • El agua con azúcar, que solemos darle a las personas que se descompensan, es una dilución de un sólido (azúcar) en un líquido (agua), al punto tal de que no puede apreciarse la diferencia. • Las aleaciones metálicas, como el acero inoxidable del que están hechos algunos cuchillos, se obtiene mezclando el hierro con carbono y otros componentes metálicos, para que la mezcla adquiera la suma de sus propiedades. Para ello se los debe fundir hasta el estado líquido, luego mezclarlos y dejarlos solidificar. • Las amalgamas, tal y como las usaba antiguamente el dentista, solían ser una mezcla de mercurio y algún otro metal, convertidos en una pasta uniforme y maleable, que luego endurecía al solidificar. • La espuma de afeitar es una mezcla de agua, jabones, glicerina y mentol, a menudo acompañada de gases (si viene en spray). • La sangre es también una mezcla homogénea de un número inmenso de compuestos líquidos, sólidos y gaseosos, que apreciamos simplemente como un líquido rojo más o menos espeso. Mezcla heterogénea: La mezcla heterogénea carece de uniformidad, por lo que se pueden distinguir las sustancias o elementos que forman la mezcla. Por ejemplo, en el granito se pueden ver las piedras que lo componen, en una ensalada se diferencian los ingredientes o la sangre cuyos componentes se pueden diferenciar unos de otros. Ejemplos de mezclas heterogéneas La pintura en aerosol es una mezcla de líquido y gas. Estos son algunos ejemplos de mezclas heterogéneas: • Los aerosoles, como los desodorantes o la pintura en spray, se componen de una mezcla de líquido y gas, que son eyectados del envase al mismo tiempo, pero que luego el gas se dispersa y el líquido queda sobre la superficie rociada. Se trata de una mezcla coloidal. • La grava o gravilla, mezcla de dos o más tipos de piedra en pedazos pequeños, que pueden distinguirse a simple vista. Es, obviamente, una dispersión gruesa. • Una ensalada es otro perfecto ejemplo de dispersión gruesa, ya que podemos apreciar cada uno de sus componentes a simple vista, pero funcionan todos en conjunto: vegetales, aceite, frutos, a veces carnes, etc. • El agua y aceite es también un ejemplo de mezcla heterogénea en la que podemos identificar ambas fases, aunque en este caso se trata de una suspensión líquido-líquido. • Algunos medicamentos en cuyos empaques se nos sugiere que los agitemos antes de usar, son casos de suspensiones en las que el sólido se precipita al fondo con el tiempo, y por eso debemos agitarlo para que vuelva a disolverse, haciéndose temporalmente inapreciable la distinción entre uno y otro. • El hormigón es una mezcla de agua, arena y cemento en proporciones específicas, que una vez solidificado y desecado adquiere su dureza y uniformidad. Métodos de separación de mezclas Los métodos de separación de los elementos de una mezcla son diferentes si se trata de una mezcla homogénea o una mezcla heterogénea y ayudarán a determinar si es una o la otra. Para las mezclas homogéneas se utilizan los siguientes métodos para la separación del soluto del solvente: • La extracción: diferenciación de solubilidad frente a un disolvente, por ejemplo, separación del yodo del agua. • La cromatografía: interacción de los solutos en fases diferentes, por ejemplo, la obtención de clases de clorofila. • La cristalización: solidificación del soluto, por ejemplo, obtener el azúcar del agua. • La evaporación: aumento de la temperatura para eliminar el solvente, por ejemplo, la sal de mar. • La destilación: utilización de puntos de ebullición, por ejemplo, los óleos esenciales. En las mezclas heterogéneas podemos encontrar los siguientes métodos de separación: • La filtración, por ejemplo, del agua potable que separa lo sólido del líquido. • La tamización, por ejemplo, para materiales de construcción obteniendo la arena del limo. • La centrifugación, por ejemplo, de la ropa mojada en la lavadora. • La imantación, por ejemplo, de metales de otros sólidos • La decantación, por ejemplo, de sedimentos del vino.