Clasificación de la Materia

La Materia Es todo lo que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio. La materia está formada por átomos y moléculas. Todo lo que nos rodea e incluso nosotros mismos estamos hechos por materia. El aire, la tierra, el agua, los animales, las plantas, los edificios, los vehículos; están constituidos por miles de millones de átomos y moléculas que forman parte de nuestra vida diaria.

¿Qué estado físico de la materia reconocemos en esta imagen? ¿Qué tiene en común los componentes de la imagen?

Sustancia Puras y Mezcla Sustancias puras y mezclas Si observas a tu alrededor, podrás notar que estamos rodeados de diversos objetos. Todos ellos son materia. La materia es todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio. En la actividad anterior, observaste que esta se presenta en diferentes estados físicos y que se puede combinar de distintas formas. Esto último ha permitido clasificarla en sustancias puras y mezclas.

Sustancias puras  Las sustancias puras están formadas por moléculas, que tienen propiedades especificas y características que la distinguen de otras.  Algunas de estas propiedades se pueden determinar con exactitud por ejemplo la densidad o las temperaturas de fusión y ebullición en unas condiciones dadas. Ejemplo: el agua pura sería transparente, sin olor ni sabor. Su propiedad característica es: densidad sería 1 g/cm3 a la temperatura de 15ºC, su temperatura de fusión 0ºC y la ebullición se produciría a 100ºC (todo ello a la presión de una atmósfera).  No pueden separarse en otras sustancias por procedimientos químicos  Las sustancias se clasifican en elementos y compuesto.

Sustancia pura: Elemento:  Los elementos no pueden descomponerse en otras sustancias puras más sencillas por ningún procedimiento  están formados por una sola clase de átomos, es decir, átomos con el mismo número de protones en su núcleo y por lo tanto con las mismas propiedades químicas  Son sustancias puras simples: todos los elementos químicos de la tabla periódica

Sustancia pura: Compuesto  Los compuestos son sustancias formadas por la unión de dos o más elementos de la tabla periódica en proporciones fijas  la sustancia pura venía definida por ciertas propiedades. Un compuesto puro respeta esta condición.  Una vez que separamos sus elementos se pierden las propiedades que definían el compuesto puro, manifestándose las propiedades de cada elemento por separado. Ejemplo: agua como sustancia pura su punto de ebullición es de de 100ºC. Si mediante una reacción química la escindimos en sus elementos componentes, hidrógeno y oxígeno, cada uno de estos tendrá una temperatura de ebullición diferente (-163ºC para el oxígeno y -253ºC para el hidrógeno).

Los constituyentes de una mezcla pueden encontrarse en cualquier proporción. Los constituyentes de un compuesto están siempre en la misma proporción. OXÍGENO HIDRÓGENO Agua Mezcla Compuesto +

Mezclas  Son combinaciones de dos o más sustancias puras que no reaccionan entre sí, es decir, que conservan sus propiedades individuales.  A diferencia de las sustancias puras, se pueden separar mediante procesos físicos. En la mezcla de hierro de arena, puede utilizarse la propiedad de magnetismo que presenta el hierro para ser separado de la arena.  Las mezclas se clasifican en homogéneas y heterogéneas.

Mezclas Homogéneas  Tienen una apariencia totalmente uniforme por lo que sus componentes no pueden distinguirse a simple vista  Podemos distinguirla de una sustancia pura porque los componentes tienen diferentes temperaturas de fusión o ebullición.  Este tipo de mezcla también se llama disolución. Ejemplo: Agua con sal Moneda acero

Mezclas homogéneas: Disoluciones  están formadas por un soluto, que es el componente que se encuentra en menor cantidad; y un disolvente, que se encuentra en mayor cantidad. Si en una disolución de dos componentes ambos están a la par, se considera como disolvente al que más veces cumple esta función en otros casos.  Las disoluciones de sólidos en líquidos o de líquidos en líquidos se emplean en gran cantidad en la actividad química y farmacéutica.  Disoluciones de gases en líquidos como la del oxígeno en el agua hacen posible la vida de peces y plantas marinas. La disolución de todo tipo de sustancias en el aire es un factor determinante de contaminación ambiental

Mezclas homogéneas: Disoluciones  distintos tipos de disoluciones, cada uno con características particulares. En la siguiente tabla se muestran algunos ejemplos de los tipos de disoluciones según el estado físico del disolvente y del soluto

Mezclas homogéneas: Disoluciones  Hay sustancias que actúan de disolvente para determinadas clases de cuerpos. Por ejemplo: el agua es un buen disolvente para casi todo tipo de sales y ácidos. El alcohol, sin embargo es muy buen disolvente para sustancias orgánicas como grasas o petróleo  Cuando en una disolución hay muy poco soluto, la disolución es diluida.  Cuando la proporción de soluto es considerable se dice que es concentrada.  A Si ya hemos alcanzado la máxima cantidad de soluto que se puede disolver, la disolución está saturada.  A veces es posible disolver un poco más de soluto sobre esta máxima cantidad. Diremos que la disolución está sobresaturada.

Una disolución es una mezcla homogénea y estable de dos o más sustancias. DISOLVENTE SOLUTOEJEMPLO Sólido Líquido Gas Líquido Sólido Hidrógeno en platino Amalgamas Aleaciones Gas Líquido Sólido Agua con “gas” Alcohol en agua Azúcar en agua Gas Líquido Sólido Aire Niebla Humo TIPOS DE DISOLUCIONES

Mezclas heterogéneas:  presentan una composición no uniforme, sus componentes pueden distinguirse a simple vista, en otras palabras, se observan diferentes sustancias en la mezcla.  Los componentes de este tipo de mezcla existen como regiones distintas que se llaman fases. Una mezcla heterogénea se compone de dos o más fases  En las mezclas heterogéneas sus componentes se pueden separar de forma sencilla, es decir con ayuda de algunas herramientas, pero sin necesidad de usar energía. Solemos decir que es posible su separación mecánica.  Dentro de este tipo de mezclas heterogéneas, se encuentran las suspensiones y los coloides

Mezclas heterogéneas:  Los Coloide: sus partículas son de 10 a 10 nanómetros de diámetro, no se ven a simple vista. necesitarían un microscopio para separar sus componentes presentan el Efecto Tyndall, es decir al pasar un haz de luz la dispersan. Son ejemplos de coloides Nubes, espuma, crema batida, emulsión, mayonesa, sol, jaleas  Las Suspensiones:  son mezclas heterogéneas, vicuando están en reposo sedimentan, se pueden separar por filtración, son turbias, sus partículas se ven a simple vista.  son ejemplos de suspensiones, los antiácidos, los antibióticos en suspensión, la leche.

Métodos de separación de mezclas A veces es necesario separar las distintas sustancias que forman parte de una mezcla. Para lograrlo, existen diferentes sistemas. Algunos de los más conocidos son los siguientes:

Filtración. Permite separar mezclas heterogéneas de un sólido que no es soluble en un líquido, por ejemplo, arena y agua. En este caso, se hace pasar la mezcla por una malla fina o por un papel filtro, que retiene el sólido y deja pasar el líquido. También sirve para separar sólidos que tienen diferente tamaño. Se basa en que las partículas del sólido son mucho más grandes que las partículas del líquido; con lo cual, éste atravesará sin problemas los poros del filtro, mientras que las partículas del sólido quedarán retenidas (Ver imagen superior). Ej: la bolsa de té se sumerge en agua caliente, dejando pasar el sabor de esta hierba y reteniendo las hojas.

Tamizado es un procedimiento que se emplea para separar mezclas heterogéneas sólidas donde uno de los componentes tiene un tamaño muy distinto al otro. Ej: Arena y piedras. separación de mezclas formadas por sólidos de diferentes tamaños mediante un tamiz. Este último consiste en una malla que posee orificios de un tamaño determinado a través de la cual pasa el material. El componente de mayor tamaño queda retenido por el tamiz, mientras que el material fino pasa.

SEDIMENTACIÓN La gravedad separa los componentes de una mezcla con distinta densidad. Tras la sedimentación se decanta uno de los componentes. FILTRACIÓN Permite separar los componentes de una mezcla heterogénea de sólido y líquido haciéndolos atravesar un filtro. TAMIZADO Separación de dos sólidos de distinto tamaño de grano con un tamiz o criba que deje pasar sólo a los de menor tamaño

CRISTALIZACIÓN Sirve para separar sólidos disueltos en un líquido. Se basa en las diferentes temperaturas de evaporación del sólido y del líquido. DESTILACIÓN Se utiliza para separar líquidos disueltos y se basa en la diferencia de temperaturas de ebullición de que cada componente. Cristales de sulfato de cobre obtenidos mediante cristalización Alambique o destilador

Decantación. Se emplea para separar mezclas heterogéneas de sustancias con distinta densidad, líquidos no miscibles. Para este procedimiento se usa un embudo llamado embudo de decantación, que tiene una válvula en la parte inferior. Se deja reposar la mezcla hasta que el líquido más denso se deposite en el fondo. Cuando los dos líquidos están claramente separados, la válvula se abre y sale el primero que es el líquido de mayor densidad. Ej: Agua y aceite. Para realizar la separación, se abre la llave de paso del embudo y se deja caer el líquido de mayor densidad, el agua. Cuando ha caído todo el agua, se cierra la llave y en el embudo queda solo el aceite, de menor densidad.

Evaporación. Se emplea para separar mezclas homogéneas. Consiste en evaporar la parte líquida, de modo que las sustancias sólidas se puedan recuperar, debido a que quedan en el fondo del recipiente. Es el método que se emplea en las salinas para obtener la sal que contiene el agua de mar. Se hace entrar el agua del mar en grandes estanques. En ellos se evapora el agua y queda la sal

Destilación. Se utiliza para separar mezclas homogéneas, líquidos miscibles o un sólido disuelto en un líquido. Esta técnica se realiza de acuerdo al punto de ebullición de los componentes, los que deben ser notoriamente diferentes, de manera que al calentar la mezcla las sustancias puras se evaporen a temperaturas diferentes y se puedan recolectar a medida que se condensen.

Destilación simple

3 Mezclas y sustancias puras 9 Ciencias de la Naturaleza 3º ESO Reconocimiento de sustancias puras La temperatura de ebullición es una propiedad característica de las sustancias puras. La temperatura se mantiene constante durante el proceso de ebullición La temperatura aumenta gradualmente durante la ebullición SUSTANCIA PURA MEZCLA HOMOGÉNEA

Destilación fraccionaria: Refinamiento del Petróleo petróleo es una fuente de energía y también materia prima para múltiples procesos en la industria química, pues a partir de este se obtienen diversos productos, como gasolinas, gas licuado, cosméticos y productos de limpieza ¿cómo es posible obtener todos estos productos? La técnica usada en este proceso se denomina destilación fraccionada El petróleo se calienta a unos 400 °C produciendo un vapor que ingresa a la torre por la parte inferior. A medida que este vapor asciende por la torre, disminuye su temperatura, provocando la separación de los diferentes componentes de la mezcla en los distintos niveles de la torre. En cada uno de estos niveles, hay una serie de tuberías conectadas a la torre a través de las cuales se extraen los derivados del petróleo.

DESCOMPOSICIÓN TÉRMICADESCOMPOSICIÓN POR ELECTRÓLISIS Descomposición mediante calor.Una sustancia se descompone por la acción de una corriente eléctrica continua.