La materia: Compuestos y disoluciones
Los sistemas materiales, la materia, es todo aquello que está compuesto por partículas que tienen masa y ocupan un determinado espacio, es decir, tienen volumen. Todo es materia, nos rodea, en diferentes estados, de diferentes colores, formas, tamaños, texturas...TODO FORMADO POR ELEMENTOS QUÍMICOS
Masa y volumen son propiedades generales de la materia. Cualquier sustancia tiene masa y volumen y por sí mismas no nos aporta información demasiado relevante, pero si se trata una sustancia pura, entonces podremos relacionar estas dos propiedades entre sí para conocer una propiedad característica de esa sustancia que nos puede servir para diferenciarla de otras que se encuentren en las mismas condiciones de presión y temperatura: la densidad.
Lo que expresa esta fórmula es que si tenemos 1 kg de una determinada sustancia y el volumen que ocupa en el espacio es de 1 L ( o lo que es lo mismo, 1 dm³ ) entonces, esta sustancia tiene una densidad de 1 Kg/L. Por ejemplo:
| Densidad de algunos metales | ||
| Símbolo | Nombre | Densidad (g/cm3) |
| Mg | Magnesio | 1,7 |
| Al | Aluminio | 2,7 |
| Ti | Titanio | 4,1 |
| Sn | Estaño | 5,6 |
| Zn | Zinc | 7,1 |
| Fe | Hierro | 7,8 |
| Cu | Cobre | 8,9 |
| Ag | Plata | 10,5 |
| Pb | Plomo | 11,3 |
| Hg | Mercurio | 13,6 |
| Au | Oro | 19,3 |
Podemos encontrar la materia en forma de sustancias puras (elementos o compuestos) o pueden formar mezclas, de manera que
- Al mezclarlas, no obtenemos una sustancia distinta, no se producen reacciones químicas.
- Las sustancias que forman la mezcla conservan sus propiedades y se pueden separar por procedimientos físicos:cribado, filtración, cristalización, decantación, destilación, cromatografía, separación por magnetismo…
- Para decidir un procedimiento para separar los componentes de una mezcla nos apoyamos en las propiedades de las sustancias que forman la mezcla y aprovechamos las diferencias que puedan existir entre las sustancias que componen la mezcla para conseguir una separación eficaz.No existen recetas, la imaginación y el ingenio juegan un papel importante en la decisión. Es muy frecuente que se tengan que combinar varios métodos para conseguir purificar lo más posible los componentes de una mezcla.
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- Mezclas homogéneas. Son aquellas en las que no se pueden distinguir a simple vista sus componentes. Las disoluciones son mezclas homogéneas y son muy utilizadas tanto en la vida cotidiana como en el laboratorio de química.
- Mezclas heterogéneas. Son aquellas en las que podemos distinguir a simple vista sus componentes.
Las sustancias que componen una mezcla se pueden encontrar en distintas proporciones, y así pueden obtenerse mezclas diversas y...
¡ESTO ES MUY IMPORTANTE!
Propiedades tales como la densidad, puntos de fusión o ebullición… etc no van a tener entonces, valores fijos, sino que varían en función de la composición de la mezcla y la proporción y estado y condiciones en que se encuentren sus componentes. Por eso, esta variación de algunas propiedades características, podemos utilizarla para saber si una sustancia dada es o no una mezcla, es o no una sustancia pura.
En las disoluciones hay que distinguir el soluto (lo que se disuelve, la sustancia o sustancias que se encuentran en menor proporción) y el disolvente (en lo que se disuelve, la que esté en mayor proporción). En general, el agua es el disolvente más utilizado, lo llamamos el disolvente universal...de hecho, por ejemplo, toda la materia viva...!ESTÁ DISUELTA EN AGUA!
Para trabajar con disoluciones, utilizamos fórmulas diferentes a la de la densidad que relacionan la cantidad de soluto (medido en masa o en volumen) con la cantidad de disolución total. Hay muchos tipos de disoluciones. Por ejemplo:
- Disoluciones sólido - líquido, como mezclar azúcar y agua. El soluto es el sólido y el disolvente el líquido.
- Disoluciones líquido - líquido, como el alcohol y el agua. Si el alcohol está en menor proporción, el soluto será el alcohol y el disolvente el agua.
- Disoluciones líquido - gas, como bebidas refrescantes con burbujas o en los ríos, el oxígeno y agua. El soluto es el gas, el disolvente el líquido.
- Disoluciones gas - gas. la troposfera, la capa de la atmósfera en la que se desarrolla la vida. Se considera soluto el oxígeno (21%) y disolvente al nitrógeno (78%).
Se denomina solubilidad al valor de la concentración máxima que puede alcanzar un soluto diluido, es decir, la máxima cantidad de soluto que se puede disolver en 100 gramos de disolvente, siempre a una determinada temperatura dada. En disoluciones solido-líquido y líquido-líquido, la solubilidad aumenta con la temperatura, pero en disoluciones gas-liquido la solubilidad disminuye con la temperatura.
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