MEZCLAS,, COMPUESTOS,,SUSTANCIAS PURAS.

Un ser sin memoria no puede

descubrir el pasado,y uno sin expectación no puedeconcebir un futuro.

George Santayana

Tipos de mezclas y métodos físicos de separación Mezclas homogéneas y mezclas heterogéneas

Homogéneo indica que la materia es uniforme en todas sus partes.
Heterogéneo indica que la materia no es homogénea; por lo tanto, no todas sus partes son iguales.
El agua potable es una mezcla homogénea. Dentro de un vaso, por ejemplo, es igual arriba que abajo.
Un gis parece homogéneo. Sin embargo, si se le observa al microscopio se verá la existencia de diferentes materiales; por lo tanto, es heterogéneo.
Una mezcla homogénea es aquella en la que, al reunir dos o más materiales, éstos conservan sus propiedades individuales y presentan una apariencia uniforme.
El océano y el aire son ejemplos de enormes mezclas homogéneas.
Una mezcla heterogénea es aquella en la que, al reunir dos o más materiales, éstos conservan sus propiedades individuales y su apariencia diferente.
El granito y la madera son dos ejemplos de mezclas heterogéneas.

 Disoluciones sólidas, líquidas y gaseosas 

Las disoluciones son mezclas homogéneas en las que las partículas disueltas tienen un tamaño muy pequeño. La sustancia que aparece en mayor cantidad se denomina disolvente. La o las sustancias que se encuentran en menor proporción se llaman solutos.
Las disoluciones pueden ser sólidas, líquidas o gaseosas. Los gases mezclados entre sí siempre forman disoluciones.

 Coloides y suspensiones 

Cuando las partículas de soluto en una mezcla homogénea tienen tamaños relativamente grandes se tiene un coloide.
En lugar de hablar de disolvente y soluto, se emplean los términos “fase dispersora” y “fase dispersa”.
Cuando el tamaño de las partículas en la mezcla es mayor que el de los coloides, se tienen suspensiones.
En las suspensiones, las partículas se depositan en el fondo; es decir, se sedimentan.
Las suspensiones heterogéneas se convierten en homogéneas cuando se les agita.
Una mezcla que normalmente podríamos llamar una suspensión, se llama emulsión cuando el disolvente rodea una pequeñísima cantidad de soluto, formando gotitas que permanecen suspendidas en el disolvente, sin presentar el comportamiento normal de las suspensiones, es decir, no hay asentamiento en el fondo.

 Métodos de separación de mezclas Decantación 

Se separa un sólido o un líquido más denso de un líquido menos denso y que por lo tanto ocupa la parte superior de la mezcla.

 

 

Fig. 1 Decantación.

 Filtración 

Se separa un sólido de un líquido pasando el último a través de un material poroso que detenga al primero.
Una de las características principales de un sólido es su solubilidad en un líquido deteminado. La sal es soluble en agua, pero un gis no lo es. En estas situaciones se puede separar una mezcla empleando la técnica de filtración, que en el laboratorio requiere un embudo y un papel filtro. Este último permite el paso del líquido con las sustancias que se encuentran disueltas en él y detiene al sólido no disuelto.

 

 

Fig. 2 Filtración.

 

Principios en los que se basan algunas técnicas de separación
Técnica	Principio
Filtración	Baja solubilidad del sólido en el líquido.
Destilación	Diferencia de puntos de ebullición de dos líquidos.
Cristalización	Diferencia de solubilidad en disolventes fríos y calientes o en diferentes disolventes.
Sublimación	Diferencia de puntos de sublimación de dos sólidos.
Cromatografía	Diferencia de movilidad de sustancias que se mueven sobre un soporte.

 Magnetización 

Si uno de los componentes de la mezcla se puede imantar, el paso de un imán permite separarlo.

 Cromatografía 

Ésta es quizás una de la técnicas de separación más poderosas con las que cuentan los químicos de la actualidad. Fue descubierta en 1906, por el ruso Tsweet. Su importancia se manifiesta con el otorgamiento de dos premios Nobel a investigaciones específicas en esta técnica y el que se haya concedido al menos una docena de premios Nobel más a quienes, empleándola, han obtenido resultados notables, por ejemplo, el descubrimiento de los carotenoides y las vitaminas A y B y, recientemente, la elucidación de las complejas estructuras de los anticuerpos.

 Cristalización 

La cristalización también se basa en la solubilidad, específicamente en el cambio de ésta con la temperatura. Las cantidades de sales que se disuelven en agua aumentan con la temperatura. Cuando una disolución caliente y saturada se enfría, las sales se cristalizan; pero unas lo hacen más rápido que otras, por lo que pueden separarse por filtración.

 

 

Fig. 3 Cristalización.

 Sublimación 

Se dice que una sustancia se sublima cuando pasa del estado sólido al gaseoso sin fundirse. En una mezcla, la presencia de una sustancia que sublima permite su separación por esta técnica, empleando el equipo de la Fig. 4. Ejemplos de sustancias que subliman son los desodorantes, la naftalina y el yodo.

 

 

Fig. 4 Sublimación y deposición.

 

Describa qué es y anote un ejemplo de:

 Una disolución 

 Un coloide 

 

Una suspensión

 

 ¿Cuáles son las principales técnicas de separación de mezclas? 

 Responda las siguientes preguntas:
 

¿Qué camino siguieron los seres humanos de la prehistoria para llegar a América del Sur?

 

 

¿Cuánto tiempo les llevó el viaje desde Europa?

 

 

¿A qué piensa que se debe el aumento de la esperanza de vida en las poblaciones humanas a lo largo de la historia?

 

 

Observe la siguiente actividad.
		¿Qué líquido apareció en la pared exterior del recipiente?
		¿Dé donde proviene?
		Si alguien vive en un lugar muy seco y caluroso, tal vez no se deposite ningún líquido en las paredes del recipiente. En ese caso, ¿qué es lo que falta en el aire de su comunidad que hace que esté tan “seco”?
		Lea las respuestas a sus compañeros y compañeras.
		Estados de agregación de la materia
		En la cocina tenemos ejemplos de sustancias que se ven y se comportan de manera muy distinta, de acuerdo a su estructura y propiedades. Observe las figuras de la derecha.
		Esta actividad funciona mejor en lugares húmedos. ¿Por qué? ¿En qué forma o estado físico se encuentra el agua en cada figura?             ¿Tiene eso algo que ver con la temperatura? ¿Por qué?

Ponga a prueba sus conocimientos
		Arrastre cada dibujo según el estado de agregación que corresponda. Anote un ejemplo de sustancia que pudiera ser representada por cada ilustración, a temperatura ambiente.
		Sobre como influyen la presión y la temperatura en las transformaciones física de la materia. Lea en su Antología, "Transformaciones del estado físico de la materia".
		Mezclas homogéneas y mezclas heterogéneas
		En su cocina se pueden encontrar y preparar sustancias con aspecto y textura muy distintos. Por ejemplo: en la siguiente imagen tenemos diferentes recipientes uno con agua de tamarindo, otro con vinagreta para ensalada y otro con un poco de leche de magnesia. Observe las tres sustancias. ¿Cómo son cada una?
		Ejemplo de mezclas heterogéneas.
		Mezcla heterogénea Semejanza Diferencia Agua de tamarindo Vinagreta Leche de magnesia
		Intercambie sus respuestas con sus compañeros y compañeras y enriquezca su lista de semejanzas y diferencias.     El aire, una mezcla invisible         El aire es una mezcla de gases cuyos componentes no podemos distinguir mediante los sentidos. Entre los distintos tipos de gases que forman el aire puro, ¿cree que haya alguno que sea tóxico para los seres vivos? Justifique su respuesta.                     Lea la respuesta a sus compañeras y compañeros, a su asesor o asesora y comenten qué entienden por aire puro y por aire contaminado. Lleguen juntos a una conclusión y anótela.                     La atmósfera es la capa de gases que rodea la Tierra, de ella depende toda la vida en el planeta, incluso la acuática. Los seres humanos podemos vivir cerca de un mes sin comida; sobrevivimos sin agua unos pocos días, pero sin aire morimos en minutos. A nivel del mar, los principales componentes del aire puro son 78.1% de nitrógeno (N2), 20.9% de oxígeno (O2), 0.9% de argón (Ar) y 0.03% de dióxido de carbono (CO2).         El aire es la disolución de varios gases en nitrógeno. La composición porcentual de cada componente se observa en esta gráfica.           En los incendios forestales, naturales o provocados, se liberan enormes cantidades de dióxido de carbono que enrarecen el aire.   Hoy en día nos parece muy fácil reconocer que el aire es una mezcla de gases transparentes, inodoros e incoloros, pero a los filósofos y científicos les costó gran trabajo demostrarlo. Mientras que en Mesoamérica, en el territorio que hoy en día conocemos como México, el Imperio Azteca llegaba a un periodo de gran esplendor previo a la conquista española, en Europa, el artista y filósofo italiano Leonardo da Vinci (1452-1519) fue el primero en sugerir que el aire contenía por lo menos dos gases. Él encontró que “algo” en el aire era responsable de mantener la viveza de una hoguera y daba también la posibilidad de vida a los animales y a los seres humanos: “Donde la flama no puede vivir, ningún animal con aliento lo hará”, dijo. Esto sembró la inquietud y la búsqueda de otros científicos, pero fue hasta 1772, pocos años antes de la Revolución Francesa y en los años finales de la Colonia Española en América, que el científico sueco Carl Wilheim Sheele (1742-1786) publicó un libro en el que describía cómo podía separarse el aire en distintos gases, y que sólo uno de los gases mantenía encendida la flama de una vela. Hoy sabemos que ese gas es el oxígeno.           Ponga a prueba sus conocimientos         La contaminación del aire es un problema que puede afectar tanto a comunidades urbanas como a rurales. Averigüe las acciones que se han tomado en las grandes ciudades y en las comunidades rurales para reducir la emisión de agentes contaminantes en el aire. Basándose en esta información, elabore un cuestionario y aplíquelo entre sus vecinos y familiares en donde les pregunte de qué manera están colaborando para reducir la contaminación del aire en su comunidad. (Recuerde que la tala de árboles es nociva porque se reduce la aportación de oxígeno al aire, y que la quema de madera y de todo tipo de combustibles genera dióxido de carbono que se libera al ambiente y lo contamina.) Al término, comente las respuestas con sus compañeros y compañeras y a continuación anote una conclusión.                     El agua, un compuesto extraordinario         Si colocamos un cubo de hielo en un vaso casi lleno de agua, pero evite que se derrame. ¿Qué cree que sucederá cuando el hielo se derrita? ¿Se derramará el agua o no?                 Espere media hora y vuelva a observar el vaso. ¿Se derramó el agua?                     ¿Cómo explica lo sucedido?                     Comente con sus compañeros y compañeras, asesor o asesora lo que observó y escriba un texto de conclusión.               El oxígeno, un elemento vital         ¿Qué pasa con el aire de un lugar cerrado y con mucha gente?                     ¿Qué componente indispensable del aire se empieza a agotar transcurrido algún tiempo?                   ¿Por qué?                   COMUNIDAD         Lea las respuestas a sus compañeras y compañeros, y escriban alguna experiencia que hayan tenido relacionada con este tema.                 El oxígeno es un elemento muy importante que se encuentra tanto en la atmósfera como en la corteza terrestre. Se trata de un elemento, ya que es una sustancia básica de la materia que no se puede descomponer en otras más simples por métodos físicos o químicos. Participa en miles de cambios químicos y bioquímicos que suceden constantemente a nuestro alrededor, desde la indispensable respiración de los seres vivos, como la oxidación y corrosión de los metales, hasta la quema de combustibles, entre otros. Forma una gran cantidad de compuestos, tanto con metales como el hierro, el aluminio o el calcio, como con no metales como el carbono, el hidrógeno y el nitrógeno. El oxígeno existe en el aire en forma de molécula diatómica, es decir, como O2, y también hay otra forma física en la que se encuentra este elemento: el O3, llamado gas ozono. El ozono es un alótropo del oxígeno, en este caso, en lugar de tener dos átomos unidos formando una molécula, ahora tenemos tres con lo que sus propiedades físicas y químicas son diferentes, aunque, afortunadamente, en mucha menor cantidad, ya que es nocivo para los seres vivos. Durante muchos siglos, los estudiosos no tenían los conocimientos, instrumentos ni procedimientos adecuados para contestar a la pregunta: ¿Qué pasa cuando algo se quema? Una de las explicaciones erróneas más aceptada establecía que las cosas se quemaban porque contenían una sustancia que llamaban “flogisto”. Según sus seguidores, el “flogisto” no se podía ver, pero se desprendía misteriosamente de la materia durante la combustión. Fue el científico Antoine de Lavoisier, después de haber medido la masa de metales limpios y bien pulidos, y luego de repetir la operación con metales oxidados, quien notó que los metales oxidados pesaban más. Él interpretó este hecho como si algo del aire se depositara sobre los metales y pensó que algo equivalente debía pasar en el fenómeno de la combustión de la madera u otros materiales que se quemaban. Así descubrió que uno de los gases del aire, el oxígeno, era necesario para reaccionar con los materiales combustibles y formar nuevas sustancias, con la consecuente liberación de luz y calor de una combustión.                           Sobre los óxidos metálicos y no metálicos, así como sobre algunos efectos de la combustión, entre al menú y en la Antología lea “Productos derivados del oxígeno y de la combustión” (III.7).