clasificasion de las materias
1.- Clasificación de la materia
La materia la podemos encontrar en la naturaleza en forma de sustancias puras
y de mezclas.
* Las sustancias puras son
aquéllas cuya naturaleza y composición no varían sea cual sea su estado. Se
dividen en dos grandes grupos: Elementos y Compuestos.
- Elementos: Son sustancias puras que
no pueden descomponerse en otras sustancias puras más sencillas por ningún
procedimiento. Ejemplo: Todos los elementos de la tabla periódica: Oxígeno,
hierro, carbono, sodio, cloro, cobre, etc. Se representan mediante su
símbolo químico y se conocen 115 en la actualidad.
Compuestos: Son sustancias puras
que están constituidas por 2 ó más elementos combinados en proporciones fijas.
Los compuestos se pueden descomponer mediante procedimientos químicos en los
elementos que los constituyen. Ejemplo: Agua, de fórmula H2O,
está constituida por los elementos hidrógeno (H) y oxígeno (O) y se puede
descomponer en ellos mediante la acción de una corriente eléctrica
(electrólisis). Los compuestos se representan mediante fórmulas químicas
en las que se especifican los elementos que forman el compuesto y el número de
átomos de cada uno de ellos que compone la molécula. Ejemplo: En el agua hay
2 átomos del elemento hidrógeno y 1 átomo del elemento oxígeno formando la
molécula H2O.
Cuando una sustancia pura está formada por un solo tipo de elemento, se dice que
es una sustancia simple. Esto ocurre cuando la molécula contiene varios
átomos pero todos son del mismo elemento. Ejemplo: Oxígeno gaseoso (O2),
ozono (O3), etc. Están
* Las mezclas se encuentran formadas por 2 ó más sustancias puras. Su
composición es variable. Se distinguen dos grandes grupos: Mezclas homogéneas
y Mezclas heterogéneas.
- Mezclas homogéneas: También
llamadas Disoluciones. Son mezclas en las que no se pueden distinguir sus
componentes a simple vista. Ejemplo: Disolución de sal en agua, el aire, una
aleación de oro y cobre, etc.
constituidas sus moléculas por varios átomos
del elemento oxígeno.
- Mezclas heterogéneas: Son mezclas
en las que se pueden distinguir a los componentes a simple vista. Ejemplo:
Agua con aceite, granito, arena en agua, etc.
En esta
página encontrarás más información sobre elementos, compuestos y mezclas.
En esta
página encontrarás un esquema sobre lo visto anteriormente y una actividad
para practicar.
2.- Métodos de separación de mezclas
heterogéneas
Los
procedimientos físicos más empleados para separar los componentes de una mezcla
heterogénea son: la filtración, la decantación y la separación
magnética. Estos métodos de separación son bastante sencillos por el hecho
de que en estas mezclas se distinguen muy bien los componentes.
- Filtración: Este procedimiento se
emplea para separar un líquido de un sólido insoluble. Ejemplo: Separación de
agua con arena. A través de materiales porosos como el papel filtro, algodón
o arena se puede separar un sólido que se encuentra suspendido en un líquido.
Estos materiales permiten solamente el paso del líquido reteniendo el sólido.
- Decantación: Esta técnica se emplea
para separar 2 líquidos no miscibles entre sí. Ejemplo: Agua y aceite. La
decantación se basa en la diferencia de densidad entre los dos componentes, que
hace que dejados en reposo, ambos se separen hasta situarse el más denso en la
parte inferior del envase que los contiene. 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 no
miscibles, 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.
- Separación magnética: Esta técnica
sirve para separar sustancias magnéticas de otras que no lo son. Al
aproximar a la mezcla el imán, éste atrae a las limaduras de hierro, que se
separan así del resto de la mezcla.
En esta
página puedes ver ejemplos de separaciones de mezclas heterogéneas.
Una disolución es una mezcla homogénea formada por 2 ó más sustancias
puras en proporción variable. Las disoluciones pueden ser binarias (2
componentes), ternarias (3 componentes), etc. Ejemplo: Una mezcla de agua con
sal es una disolución.
El componente de la disolución que se encuentra en mayor cantidad se llama
disolvente y el o los que aparecen en menor cantidad se llaman solutos.
Ejemplo: En una disolución de sal en agua, la sal es el soluto y el agua es
el disolvente.
Las disoluciones binarias se clasifican
según el estado de agregación en que se encuentran soluto y disolvente. en el
siguiente cuadro podemos verlo:
3.1.- Concentración de una
disolución
Las disoluciones pueden clasificarse en
concentradas o diluidas según la cantidad de soluto sea grande o
pequeña con respecto a la cantidad de disolvente. Pero estos términos son
cualitativos, no dan una cantidad exacta medible. Para ello, se emplea el
término concentración.
La concentración de una disolución es
la cantidad de soluto que hay disuelto en una determinada cantidad de disolvente
o en una determinada cantidad de disolución.
Existen distintas formas de expresar la
concentración de una disolución:
1) Tanto por ciento en masa
Es la masa de soluto (en gramos) que hay en
100 gramos de disolución.
% en masa del soluto = (masa de soluto / masa de disolución) x 100
Ejemplo: Preparamos una disolución que
contiene 2 g de cloruro de sodio (NaCl) y 3 g de cloruro de potasio (KCl) en 100
g de agua destilada. Calcula el tanto por ciento en masa de cada soluto en la
disolución obtenida.
Primeramente, se trata de identificar a
los solutos y al disolvente. En este caso, el disolvente es el agua, pues es la
sustancia que se encuentra en mayor proporción y los solutos serán NaCl y KCl.
La masa de soluto será la que hay para cada uno de ellos; la masa de disolución
es la suma de todas las masas de sustancias presentes en la mezcla: 2 g + 3 g +
100 g = 105 g. Por tanto:
% en masa de NaCl = (2 g / 105 g) · 100 =
1,9 % de NaCl en la disolución.
% en masa de KCl = (3 g / 105 g) · 100 =
2,8 % de KCl en la disolución.
Esto indica que si tuviésemos 100 g de
disolución, 1,9 g serían de cloruro sódico, 2,8 g serían de cloruro potásico y
el resto, hasta 100 g, serían de agua.
2) Tanto por ciento en volumen
Es el volumen de soluto que hay en 100
volúmenes de disolución.
% en volumen del soluto = (volumen de soluto / volumen de disolución) x 100
Ejemplo: Preparamos una disolución
añadiendo 5 ml de alcohol etílico junto a 245 ml de agua. Calcula el % en
volumen de soluto en la disolución.
En este caso, el soluto es el alcohol
pues está en menor cantidad y el disolvente es el agua. El volumen de disolución
es la suma de volúmenes de los componentes (no tiene porqué ser así siempre): 5
ml + 245 ml = 250 ml. Por tanto:
% en volumen de alcohol = (5 ml / 250 ml) · 100 =
2 % de alcohol en la disolución.
3) Concentración en masa
Es la masa de soluto que hay disuelta por
cada unidad de volumen de disolución.
Concentración en masa = masa de soluto / volumen de disolución
La unidad de concentración en masa, en el
S.I., es el kg/m3 pero en la práctica se emplea el g/l.
Ejemplo: Preparamos una disolución añadiendo
20 g de sal a agua destilada hasta tener un volumen de 500 ml. Calcular la
concentración en masa.
En este caso, el soluto es la sal y el
disolvente es el agua. El volumen de disolución es 500 ml = 0,5 litros. Por
tanto:
Concentración en masa = 20 g / 0,5 l = 40
g/l.
La cantidad de soluto que se puede disolver
en una cantidad determinada de un disolvente es limitada. El azúcar, por
ejemplo, es soluble en agua, pero si en un vaso de agua añadimos cada vez más y
más azúcar, llegará un momento en el que ésta ya no se disuelva más y se
deposite en el fondo. Además, se disuelve más cantidad de azúcar en agua
caliente que en agua fría.
La cantidad máxima (en gramos) de cualquier
soluto que se puede disolver en 100 g de un disolvente a una temperatura dada se
denomina solubilidad de ese soluto a esa temperatura. Así, la solubilidad
se expresa en gramos de soluto por 100 g de disolvente.
La solubilidad de una sustancia pura en un
determinado disolvente y a una temperatura dada es otra de sus propiedades
características.
Cuando una disolución contiene la máxima
cantidad posible de soluto disuelto a una temperatura dada, decimos que está
saturada a esa temperatura. En este caso, si añadimos más soluto, éste se
quedará sin disolver.
4.1.- La solubilidad de los gases
Cuando se eleva la temperatura de una
disolución de un gas en un líquido, se observa, por lo común, que le gas se
desprende. Esto se produce porque la solubilidad de los gases en los líquidos
disminuye al aumentar la temperatura. Ejemplo: Una bebida carbónica a
temperatura ambiente tiene menos gas disuelto que si está fría, esto se debe a
que a mayor temperatura se disuelve menos cantidad de gas y parte de éste se
escapa.
4.2.- Curvas de solubilidad
En general, la solubilidad de una sustancia
en un determinado disolvente aumenta a medida que se eleva la temperatura. Si se
recoge en el laboratorio la cantidad de una sal, por ejemplo nitrato de potasio,
que se disuelven en 100 g de agua a diferentes temperaturas obtenemos los
siguientes datos:
|
Temperatura |
20
ºC |
30
ºC |
40
ºC |
50
ºC |
60
ºC |
|
Masa disuelta en 100 g de agua |
30 |
44 |
60 |
80 |
104 |
Al representar estos datos gráficamente se
obtienen unas gráficas llamadas Curvas de solubilidad
.
En esta gráfica se encuentran las curvas de
solubilidad para diversas sales.
5.- Métodos de separación de mezclas
homogéneas
Existen varios métodos para separar los componentes de una mezcla homogénea
o disolución. Entre los más utilizados están la cristalización y la
destilación simple.
- Cristalización: Esta técnica
consiste en hacer que cristalice un soluto sólido con objeto de separarlo
del disolvente en el que está disuelto. Para ello es conveniente evaporar
parte del disolvente o dejar que el proceso ocurra a temperatura ambiente.
Si el enfriamiento es rápido se obtienen cristales pequeños y si es lento se
formarán cristales de mayor tamaño.
- Destilación simple:
Esta técnica se emplea para separar
líquidos de una disolución en función de sus diferentes puntos de
ebullición. Es el caso, por ejemplo, de una disolución de dos componentes,
uno de los cuáles es volátil (es decir, pasa fácilmente al estado gaseoso).
Cuando se hace hervir la disolución contenida en el matraz, el disolvente
volátil, que tiene un punto de ebullición menor, se evapora y deja un
residuo de soluto no volátil. Para recoger el disolvente así evaporado se
hace pasar por un condensador por el que circula agua fría. Ahí se condensa
el vapor, que cae en un vaso o en un erlenmeyer.
Ejemplo: Esta técnica se emplea para
separar mezclas de agua y alcohol. El alcohol es más volátil que el agua y
es la primera sustancia en hervir, enfriándose después y separándose así del
agua.
En esta
página puedes ver más información sobre métodos de separación de
mezclas.
http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema3/index3.htmhttps://www.google.com.co/search?q=clasificaci%C3%B3n+de+la+materia&safe=active&client=firefox-a&hs=ZhF&rls=org.mozilla:es-ES:official&channel=fflb&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=msd-Uai6KZPG9gTulICIBA&ved=0CAoQ_AUoAQ&biw=1024&bih=629#imgrc=obRzR25jcRvMiM%3A%3B7nBH2DpRu1gpoM%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.lasticenelaula.es%252F3ciclo%252Fwp-content%252Fuploads%252F2009%252F06%252Fmateria4.png%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.lasticenelaula.es%252F3ciclo%252F%253Fp%253D148%3B450%3B288
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