Si te has dado cuenta es muy común que el agua se encuentre junto con otras sustancias, incluso el agua que consumimos tiene sales disueltas, debido a los múltiples usos que esta sustancia tiene se encuentra y mezcla con otros materiales u otras sustancias formando mezclas.
Mezcla
Se les llama mezclas a los diversos materiales que están formados por dos o más componentes y al considerar las propiedades y características de cada sustancia o elemento que las conforman, se pueden separar por diversos métodos físicos.
Con base en la anterior información, las mezclas presentan las siguientes propiedades o características:
- Se dividen en mezclas heterogéneas y homogéneas.
- Se forman por una o varias sustancias, que pueden ser distintos elementos, diversos compuestos o elementos y diversos compuestos mezclados entre sí.
- Las proporciones (cantidad) de sus componentes son variables, conservan sus propiedades químicas y pueden ser separados mediante procedimientos mecánicos y físicos como la filtración, la decantación, la destilación y la evaporación.
- Los componentes de las mezclas no pierden sus propiedades químicas.
Para entender qué es una mezcla, vamos a conocer la clasificación de la materia en el siguiente esquema:
| Materia: Es todo lo que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio y por lo tanto se puede medir. La Química es la ciencia que estudia su naturaleza, composición y transformación. Sustancias puras: Son uniformes en su composición y propiedades. Tienen dos características: la primera es que tienen un conjunto de propiedades únicas por las cuales pueden ser reconocidas y la segunda es que no pueden separarse por métodos físicos en sustancias más sencillas; se clasifican en elementos y compuestos. Elementos: Son las sustancias fundamentales a partir de las cuales se construyen los compuestos; la parte más pequeña que los constituye son los átomos. Por ejemplo, un alambre de cobre está integrado por átomos únicamente de cobre, y cada uno de ellos tiene las mismas características. Compuestos: Es la combinación de dos o más elementos diferentes en proporciones fijas y definidas. Sus propiedades son diferentes de las propiedades de los elementos individuales que los conforman. Se representan por una fórmula química que indica las proporciones en que se combina cada elemento. Por ejemplo, la fórmula del agua es H2O e indica que una molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. Mezcla: Es la unión de dos o más sustancias puras en proporción variable, donde ninguna de ellas pierde sus propiedades originales y se pueden separar por métodos físicos o mecánicos. Por ejemplo, si disolvemos sal en agua, obtenemos agua salada. Si calentamos el agua salada, el agua se evapora y la sal se queda en el recipiente donde calentamos. El agua sigue siendo agua, sólo cambió de estado, y la sal sigue siendo sal. Cada uno de los componentes de la mezcla conservó sus propiedades originales. |
A nivel microscópico, hagamos un resumen sobre las sustancias puras como los elementos y los compuestos químicos.
Las sustancias puras son sistemas materiales formados por un solo tipo de sustancia, es decir por partículas idénticas entre sí; los elementos químicos y los compuestos son dos tipos de sustancias puras.
Un elemento químico es una sustancia pura que no puede descomponerse en otras sustancias puras más sencillas. En la tabla periódica podrás observar todos los elementos químicos con los que podemos contar hasta hoy y que se representan con símbolos formados por sólo una letra mayúscula o una letra mayúscula seguida de una o dos letras minúsculas.
Por ejemplo: K (potasio), Na (sodio), Cu (cobre).
Para conocer los símbolos químicos de los elementos hasta ahora conocidos, revisa la siguiente tabla periódica.
Un compuesto químico es una sustancia pura formada por la unión (enlace químico) de varios elementos químicos; presentan partículas idénticas entre sí que pueden descomponerse en elementos químicos. Los compuestos químicos se representan mediante fórmulas químicas, que además de que nos informan de los elementos que los forman, también nos indican en qué cantidad interviene cada elemento.
Por ejemplo, H2O es la fórmula del compuesto agua y todas sus partículas son iguales entre sí. Está compuesta por dos elementos: el hidrógeno y el oxígeno.
En la siguiente imagen, a nivel microscópico, observa la representación de una sustancia pura.
Con el siguiente video, a nivel microscópico, podrás conocer moléculas de diversas sustancias químicas.
Las mezclas se clasifican en dos grandes grupos: mezclas homogéneas y mezclas heterogéneas.
Mezcla homogénea
Es la unión de dos o más sustancias puras en proporción variable, donde ninguna de ellas pierde sus propiedades originales y se pueden separar por métodos físicos o mecánicos. A simple vista no se pueden ver sus componentes. El tamaño de partícula es menor a un nanómetro (nm), y se conocen como disoluciones. Las disoluciones están constituidas por un soluto y un disolvente; el primero se encuentra en menor proporción y el segundo en mayor proporción.
Las mezclas homogéneas se clasifican de acuerdo a su estado de agregación, las más conocidas son las líquidas.
Conoce la clasificación de las mezclas homogéneas; puedes imprimir la tabla para revisarla las veces que quieras.
Mezcla heterogénea
Es la unión física de dos o más sustancias en proporción variable, donde ninguna de ellas pierde sus propiedades originales y se pueden separar por métodos físicos o mecánicos. Se pueden ver sus componentes a simple vista. Un ejemplo de mezcla heterogénea son las suspensiones. El tamaño de partícula es mayor a 10 000 nm.
Antes de continuar, detente y revisa las actividades que realizas todos los días. Trata de hacer un listado de los productos que utilizas para tu aseo personal, la limpieza de la casa y para preparar la comida. Clasifícalos como sustancias puras o mezclas. Seguramente te llevarás una sorpresa, ya que la mayoría de los materiales que usas son mezclas. Si tienes alguna duda, revisa la siguiente lista con algunos ejemplos para que puedas compararla con tu clasificación.
Mezclas heterogéneas
En la naturaleza es muy difícil encontrar compuestos químicos o sustancias químicamente puras. En general, lo que tenemos son mezclas. Si observas a tu alrededor, la mayoría de las cosas que te rodean lo son. De ahí la importancia de conocer los diferentes métodos para separar los componentes de éstas y obtener sustancias puras.
Concepto y clasificación de mezclas
Una mezcla es un sistema material formado por dos o más sustancias, es decir por distintos tipos de partículas, por lo que las mezclas pueden ser de dos tipos: homogéneas o heterogéneas.
Una mezcla homogénea o disolución es aquella en la que las partículas de sus componentes no se pueden distinguir a simple vista ni con la ayuda de un microscopio ordinario; está formada por varias sustancias, por ejemplo, agua salada, vino, etc. Por otro lado, en una mezcla heterogénea las partículas de sus componentes se pueden distinguir a simple vista o con ayuda de un microscopio ordinario; por ejemplo, la sopa de verdura. En la siguiente imagen observa la representación de las mezclas a nivel microscópico.
Las disoluciones son mezclas homogéneas (concepto de soluto y disolvente)
¡Iniciemos el estudio de las disoluciones!
Ahora, de manera especial, hablemos de las disoluciones también conocidas como mezclas homogéneas. La disolución es una mezcla de aspecto homogéneo formada por dos o más componentes; la sustancia que se encuentra en mayor proporción se llama disolvente, mientras que la sustancia que se encuentra en menor cantidad se le conoce como soluto.
Desde la visión de la teoría cinética, la explicación de por qué los componentes de la disolución no pueden verse a simple vista es que las partículas del soluto se mueven y se dispersan por todo el disolvente. Lo mismo sucede con las partículas de un gas que ocupan todo el volumen del recipiente que lo contiene.
Proceso de disolución
Utilizando el modelo de partículas, a nivel microscópico veamos la representación del proceso de disolución del azúcar en el agua. Si tenemos un vaso con agua y le agregamos azúcar, el sabor dulce se aprecia en toda el agua contenida en el vaso: el azúcar se disuelve y se dispersa por toda el agua, de la misma forma que un perfume llega al último rincón de la habitación donde éste se rocía.
En esta imagen observa que, debido a que las fuerzas de atracción intermoleculares entre las partículas del agua y del azúcar son suficientes, las partículas del azúcar salen de sus posiciones en el sólido e inician el proceso de disolución. No olvides que, dependiendo del estado físico de la disolución, podemos tener disoluciones líquidas, sólidas y gaseosas.
Un ejemplo más: en el siguiente video podrás observar el proceso de disolución de la sal, cloruro de sodio (NaCl), por el agua (H2O).
Ahora veamos qué son las mezclas heterogéneas.
¿Alguna vez has intentado mezclar agua y aceite y luego de agitar, has observado que los líquidos se separan formando un sistema heterogéneo? Ante estas evidencias, se dice que el aceite es insoluble en agua.
Pero ¿por qué algunas sustancias se disuelven y otras no?
De los ejemplos anteriores —azúcar en agua y aceite en agua—, podemos concluir que cuando una sustancia se dispersa uniformemente en otra se forma una disolución, debido a que la intensidad de las fuerzas de atracción entre las partículas del soluto y del disolvente sobrepasan las fuerzas de atracción que las partículas de soluto ejercen entre sí y a las fuerzas de atracción que las partículas del disolvente ejercen entre sí.
Finalmente, para responder por qué algunas sustancias se disuelven y otras no, observa con atención la representación microscópica anterior. Ahora podemos decir que existen fuerzas de atracción entre las partículas de azúcar y de agua, y son tan intensas que las partículas de azúcar se separan venciendo las fuerzas que las mantienen unidas formando el sólido (ver representación); así, se mezclan con las partículas del agua y las fuerzas de atracción que existen entre ellas les permiten permanecer mezcladas.
Por el contrario, en el caso del aceite y el agua, las fuerzas de atracción entre las partículas de agua y de aceite son menores que las fuerzas que las mantienen unidas en ambos líquidos por separado y, por lo tanto, se forma una mezcla heterogénea.
Para comprobar tu aprendizaje acerca de la clasificación de las mezclas, completa las oraciones que se te presentan arrastrando las opciones que se encuentran en el lado izquierdo a los espacios correspondientes. Al finalizar, podrás conocer tu desempeño.
Actividad H5P
¡Es el momento de revisar lo aprendido! Te invito a realizar la siguiente actividad.