Mezclas

• En el tema anterior se habló acerca de la “sopa primitiva o caldo primitivo”, al cual nos referimos como una mezcla de sustancias inorgánicas y orgánicas de la cual posteriormente surgió la vida; pero ¿qué es una mezcla?, en este espacio trataremos el tema de las mezclas y sus propiedades.

• Sustancia: es toda porción de materia, de composición química definida, que posee un conjunto de propiedades físicas y químicas específicas que nos permiten identificarlas y distinguirlas de las demás.

• Las propiedades físicas son las que podemos medir sin cambiar la identidad de la sustancia, por ejemplo, color, olor, densidad, punto de fusión, punto de ebullición, dureza, etc. Las propiedades químicas describen la forma en que una sustancia puede cambiar (reaccionar) para formar otras sustancias.Las sustancias se clasifican en:a) Sustancias purasb) Mezclas.

Mezclas

• Sustancia pura: es un material homogéneo que siempre tiene la misma composición fija e invariable y cuyas propiedades físicas y químicas son siempre las mismas. Algunas pueden descomponerse mediante procesos químicos en otras sustancias más simples; por ejemplo, el Cloruro de sodio (sal común) , el azúcar.

• Las sustancias puras se clasifican en dos tipos: a) Elementos b) CompuestosAmbos son homogéneos ya que mantienen sus propiedades características.

Mezclas• Los elementos: son también denominados sustancias simples elementales que constituyen la

materia. Se combinan para formar los compuestos.

Los compuestos: están formados por dos o más elementos unidos químicamente en proporciones fijas de masa. Los compuestos son muy abundantes en la naturaleza, pero también son sintetizados en el laboratorio. Los compuestos pueden descomponerse en sus elementos constitutivos o sustancias simples empleando técnicas específicas de separación

Mezclas

Mezcla: es una combinación de dos o mas sustancias puras, en proporciones variables, en la cual no ocurre transformación de tipo químico (no combinadas químicamente), de modo que no ocurren reacciones entre las sustancias participantes. Las sustancias componentes de las mezclas pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos y cumplen con las condiciones siguientes:a) Conservan sus propiedades.b) Son separables por medios físicos o mecánicos.c) Pueden intervenir en cualquier proporción.

Son ejemplos de mezclas: el aire, el agua de mar, las ensaladas, los refrescos de cola, etc.Podemos diferenciar entre dos tipos de mezclas:a) Heterogéneasb) Homogéneas

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Mezclas

Mezclas heterogéneas: está formada por dos o más sustancias, físicamente distintas, distribuidas en forma desigual. Las sustancias componentes de la mezcla pueden observarse a simple vista (una ensalada de frutas, por ejemplo); en otros casos, por un microscopio poco potente. La distribución de las partículas (sustancias componentes de la mezcla) no es uniforme y por lo tanto la composición en todas las partes no es la misma; por ejemplo, un plato de lentejas con arroz, yogurt con trocitos de fruta, sopa de verduras, etc.

Mezclas• En las mezclas heterogéneas, como en todas las mezclas, los componentes conservan sus

propiedades, también se dice que en una mezcla heterogénea se aprecian diferentes fases; por ejemplo, si agregamos arena a un recipiente con agua, aunque son humedecidos por el agua, los granos de arena permanecen enteros; por lo tanto se tiene una fase sólida y una fase líquida. El aceite y el agua forman una mezcla en la que el aceite se localiza en la parte superior y el agua, en la parte inferior, debido a que la densidad de ésta última es mayor que la del aceite, se pueden distinguir claramente las dos fases.

Mezclas

Los componentes de una mezcla heterogénea se pueden separar en forma sencilla cada una de las fases por procedimientos físicos como la filtración (cuando se hace café colado), la decantación (cuando separamos los sedimentos en una solución) o la separación magnética (cuando pasamos imán por la tierra y separamos las limaduras de hierro).

Hay dos tipos de mezclas heterogéneas: a) Mezclas droseras: son aquellas que tienen componentes diferenciables por su gran tamaño; por ejemplo, el granito (piedra que utilizan en la elaboración de lápidas) es una piedra en la cual se pueden distinguir de manera clara la mica, el cuarzo y el feldespato.

b) Suspensiones: Son las que tienen partículas finas suspendidas en agua u otro líquido por un tiempo y luego se sedimentan; por ejemplo: arena y agua.

Mezclas• Mezclas homogéneas: en éste tipo de

mezclas están formadas por una sola fase, es decir, no se pueden distinguir las partes, ni aún con la ayuda de un microscopio, presenta la misma composición en cualquiera de sus partes; o sea, se caracterizan porque físicamente no se aprecia que estén formadas por diferentes sustancias. Las partículas constituyentes de una mezcla homogénea están colocadas de forma uniforme y su composición se mantiene constante en cualquiera de sus partes y presentan iguales propiedades y composición en todo el sistema; por ejemplo el aire es una mezcla gaseosa compuesta principalmente por nitrógeno, oxígeno, argón, vapor de agua, y dióxido de carbono, en ésta mezcla no se distinguen límites de separación entre una sustancia y otra; otro ejemplo es cuando disolvemos sal o azúcar en agua, etc. Las mezclas homogéneas se dividen en:a) Solucionesb) Coloides. Éstos temas los abordaremos en otras presentaciones.

Mezclas

Mezclas homogéneas Mezclas heterogéneas

Agua de mar Sopa de verduras

Aire puro Ensalada de frutas

Champú Aceite y vinagre

Vinagre Humo en el aire

Vino

Café

Bronce

Latón

Detergentes líquidos

Jugos de frutas

Mezclas

Técnicas de separación de mezclas homogéneas y heterogéneas: Existen numerosos métodos o procedimientos que se emplean para separar mezclas. Los métodos generales más utilizados son:Destilación: consiste en separar dos líquidos con diferentes puntos de ebullición por medio del calentamiento y posterior condensación de las sustancias. El proceso de la destilación consta de dos fases: la primera en la cual el líquido pasa a vapor, y la segunda en la cual el vapor se condensa y pasa nuevamente a líquido. La destilación puede ser:a) Simple: si la muestra contiene un único componente volátil que se desea separar. b) Fraccionada: si la muestra contienen dos o más componentes volátiles que se separan mediante una serie de vaporizaciones y condensaciones en una misma operación; por ejemplo, la destilación del petróleo.

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• Evaporación: se utiliza para separar los componentes de una mezcla de un sólido disuelto en un líquido. Consiste en calentar la mezcla hasta el punto de ebullición de uno de los componentes, y dejarlo hervir hasta que se evapore totalmente. Este método se emplea únicamente cuando no hay interés en utilizar el componente evaporado; los otros componentes quedan en el envase.

• Un ejemplo de este proceso se encuentra en las salinas; ahí se llenan enormes embalses de agua de mar, y los dejan por meses, hasta que se evapora el agua, quedando así un material sólido que contiene muchas sales, principalmente cloruro de sodio (NaCl).

Mezclas• Cristalización: consiste en purificar

una sustancia sólida; esto se realiza disolviendo el sólido en un disolvente caliente en el cual los contaminantes no sean solubles; luego se filtra en caliente para eliminar las impurezas y después se deja enfriar el líquido lentamente para que el sólido cristalice, luego se filtra o decanta.

• El solvente ideal para la cristalización de un compuesto particular es aquel que:a) No reacciona con el compuesto.b) Hierve a temperatura por debajo del punto de fusión del compuesto.c) Disuelve gran cantidad del compuesto cuando está caliente.d) Disuelve una pequeña cantidad de compuesto cuando esta frió.

Mezclas

• Cromatografía: Es la técnica que se utiliza para separar los componentes de una mezcla según las diferentes velocidades con que se mueven al ser arrastradas por un disolvente a través de un medio poroso que sirve de soporte a la mezcla, y sobre la base de las cantidades relativas de cada soluto, distribuidos entre un fluido que se mueve, llamado la fase móvil y una fase estacionaria adyacente.

•La fase móvil puede ser un líquido o un gas mientras que la fase estacionaria puede ser un líquido o un sólido según las diferentes velocidades con que se mueven al ser arrastradas por un disolvente a través de un medio poroso que sirve de soporte a la mezcla.

Mezclas• Se conocen varias formas de cromatografía entre ellas mencionaremos:• Cromatografía de columna:

Consiste en colocar la sustancia absorbente en un tubo de vidrio por cuyo extremo superior se adiciona la mezcla de las sustancias que se desean separar; después se agrega un disolvente apropiado para disolver las sustancias en cuestión.

• Cromatografía de papel:Se utiliza para separar los componentes de mezclas como la salsa de tomate o pigmentos de plantas.Se utiliza mucho en bioquímica, es un proceso donde el absorbente lo constituye un papel de filtro. Una vez corrido el disolvente se retira el papel y se deja secar, se trata con un reactivo químico con el fin de poder revelar las manchas.

MezclasFiltración: consiste en separar los componentes de una mezcla de dos fases: sólida y líquida, utilizando una membrana permeable llamada medio filtrante (puede ser una placa porosa o papel filtro), a través de la cual se hace pasar la mezcla; la fase líquida pasa a través de la membrana y la fase sólida queda retenida en ella.Se pueden separar sólidos de partículas sumamente pequeñas, utilizando papeles con el tamaño de los poros adecuados; por ejemplo los filtros que se utilizan en los hogares para retener las partículas que trae el agua.

Mezclas• Tamizado: consiste en separar partículas sólidas de acuerdo a su tamaño. Prácticamente es

utilizar coladores de diferentes tamaños en los orificios, colocados en forma consecutiva, en orden decreciente, de acuerdo al tamaño de los orificios. Es decir, los de orificios más grandes se encuentran en la parte superior y los más pequeños en la inferior. Los coladores reciben el nombre de tamiz y están elaborados en telas metálicas. Los albañiles utilizan frecuentemente este método para separar arena fina de la gruesa.

Mezclas

• Imantación: consiste en separar con un imán los componentes de una mezcla de un material magnético y otro que no lo es. La separación se hace pasando el imán a través de la mezcla para que el material magnético se adhiera a él; por ejemplo, separar las limaduras de hierro que se encuentran mezcladas con arena, para ello basta con pasar y/o mantener el imán por encima del recipiente que contiene ambos materiales, para que se pueda separa la arena de las limaduras de hierro.

Mezclas• Centrifugación: consiste en la

separación de materiales de diferentes densidades que componen una mezcla. Para esto se coloca la mezcla dentro de un aparato llamado centrífuga, la cual tienen un movimiento de rotación constante y rápido, lo cual hace que las partículas de mayor densidad vayan al fondo y las más livianas queden en la parte superior.

• Un ejemplo lo observamos en las lavadoras automáticas o semiautomáticas. Hay una sección del ciclo que se refiere a secado en el cual el tambor de la lavadora gira a cierta velocidad, de manera que las partículas de agua adheridas a la ropa durante su lavado, salen expedidas por los orificios del tambor.

Mezclas• Decantación: se utiliza para separar dos

líquidos con diferentes densidades o una mezcla constituida por un sólido insoluble en un líquido. Si tenemos una mezcla de sólido y un líquido que no disuelve dicho sólido, se deja reposar la mezcla y el sólido va al fondo del recipiente. Si se trata de dos líquidos se coloca la mezcla en un embudo de decantación, se deja reposar y el líquido más denso queda en la parte inferior del embudo. De esta forma, podemos vaciar el contenido por arriba (si queremos tomar el componente menos denso) o por abajo (si queremos tomar el más denso).

• En la separación de dos líquidos como el agua y el aceite, se utiliza un embudo de decantación que consiste en un recipiente transparente provisto de una llave en su parte inferior. Al abrir la llave, pasa primero el líquido de mayor densidad y cuando éste se ha agotado se impide el paso del otro líquido cerrando la llave. La superficie de separación entre ambos líquidos se observa en el tubo estrecho de goteo.