LA MATERIA Y LOS MATERIALES
CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA La materia se divide en: • SUSTANCIAS PURAS • MEZCLAS SUSTANCIA PURA: Es una sustancia química compuesta por partículas de un mismo tipo y cuya composición es definida y fija.
¿QUÉ ES UNA MEZCLA? Una mezcla es un material formado por dos o más sustancias unidas físicamente entre sí, en donde cada una de ellas, mantiene sus propiedades. Su composición es variable y la separación de sus componentes se realiza a través de medios mecánicos y/o físicos. Por ejemplo, el agua de mar, el aire, las pinturas, etcétera.
LAS MEZCLAS
• HOMOGÉNEAS
• HETEROGÉNEAS
MEZCLAS HETEROGÉNEAS • MEZCLAS GROSERAS
• SUSPENSIONES
MEZCLAS HOMOGÉNEAS LIQUIDAS
• SOLUCIONES SOLUCIONES
• COLOIDES
SÓLIDAS COLOIDES
SOL
AEROSOL
ESPUMA
GEL
EMULSION
GASEOSAS
TAMAÑO DE LAS PARTÍCULAS SOLUCIONES
1 hasta 10 Å
COLOIDES
10,1 hasta 10⁴Å
SUSPENSIONES
mayores a 10⁴Å
MEZCLAS GROSERAS
se distinguen a simple vista
CARACTERÍSTICAS DE LAS MEZCLAS HOMOGÉNEAS • Generalmente están formadas por dos componentes, el SOLUTO y el SOLVENTE • Los componentes no se pueden distinguir a simple vista (criterio óptico) • Sus propiedades dependen de la cantidad de cada componente y de la proporción que hay entre ambos. • Se separan los componentes por cambios de fase
CARACTERÍSTICAS DE LAS MEZCLAS HETEROGÉNEAS • Están formadas por dos o mas componentes • Cada componente es diferenciable a simple vista de los demás, utilizando el criterio óptico • Cada componente conserva sus propiedades características • Los componentes se mezclan en proporciones variables • Los componentes se separan por medios mecánicos de separación
SOLUCIONES • SÓLIDAS
• LIQUIDAS
• GASEOSAS
EFECTO TYNDALL EN LOS COLOIDES
La dispersión de la luz por las partículas de un coloide se denomina Efecto Tyndall. Este fenómeno puede servir para diferenciar una solución verdadera de una coloidal debido a la dispersión de la luz producida por las partículas de soluto, que son en este caso relativamente grandes.
TIPOS DE COLOIDES Fase dispersa
Fase dispersante
Liquido
Gas
Aerosol liquido
Neblina, espray líquidos
Sólido
Gas
Aerosol sólido
Humo, polvo, escape de carro
Coloide
Ejemplo
Gas
Liquido
Espuma
Espuma para afeitar, espuma de cerveza
Liquido
Liquido
Emulsión
Leche, mayonesa, sangre
Sólido
Liquido
Sol
Gas
Sólido
Espuma sólida
Liquido
Sólido
Gel
Sólido
Sólido
Suspensión sólida
Pasta dental, pinturas Anime, esponja Gelatina, jalea, queso Vidrio, porcelana, aleaciones.
COLOIDES TIPO SOL
COLOIDES TIPO GEL
COLOIDE TIPO EMULSION
COLOIDES TIPO AEROSOL
COLOIDES TIPO ESPUMA
SEPARACIÓN DE MEZCLAS •PROCEDIMIENTOS FÍSICOS: Destilación, Evaporación, Cristalización, Cromatografía
•PROCEDIMIENTOS MECÁNICOS: Filtración, Tamizado o Tamización, Imantación, Decantación, Centrifugación, Levigación.
TAMIZADO
Se emplea para separar los componentes de una mezcla de sólidos de distintos tamaños. Consiste en hacer pasar la mezcla a través de distintos tamices. Los tamices se colocan de manera que el que tiene los poros más grandes esté arriba, y el que tiene los poros más pequeños, abajo. Con este método se separan, por ejemplo, las fracciones de grava, arena y arcilla que constituyen un suelo.
IMANTACIÓN Se usa esta técnica para separar sustancias magnéticas, como el hierro, de otras que no lo son. La propiedad de ser atraídas por los imanes que presentan estas sustancias se aprovecha para separarlas del resto de los componentes de una mezcla. Por ejemplo, para separar limaduras de hierro mezcladas con azufre o con arena, basta con acercarle un imán y las limaduras de hierro serán atraídas por éste.
FILTRACIÓN • Es una técnica utilizada para separar sólidos insolubles, presentes en líquidos. Se basa en el tamaño de las partículas de la mezcla ya que al depositarlas sobre el papel de filtro, las más pequeñas pasan por los diminutos poros recogiéndose como filtrado, en tanto que los mayores, imposibilitadas de pasar, quedan sobre el papel de filtro constituyendo el residuo. • Igualmente, si el sólido es soluble, será arrastrado por el liquido y formará parte del filtrado.
DECANTACIÓN La decantación se utiliza para separar líquidos que no son solubles entre sí y presentan diferentes densidades. Para ello se vierte la mezcla en un embudo especial, llamado embudo de decantación, en el que se puede regular el paso del líquido mediante una llave. Se deja reposar la mezcla hasta que ambos líquidos se separan y se abre la llave para permitir el paso del líquido más denso a otro recipiente; cuando este ha pasado, se cierra la llave. El líquido menos denso queda retenido en el embudo y se puede obtener por la parte superior.
LEVIGACIÓN • Es un procedimiento que se basa en la diferencia de peso de varios sólidos, es decir, es el lavado de sólidos con una corriente de agua. • Los materiales más livianos son arrastrados una mayor distancia, de esta manera hay una separación de los componentes de acuerdo a lo pesados que éstos sean. • Esta técnica no es común en el laboratorio pero es bastante frecuente en las industrias, ya sea para el lavado de arena o la obtención de oro.
EVAPORACIÓN Esta técnica sirve para separar un sólido disuelto en un líquido. La mezcla se calienta y al evaporarse el líquido, el sólido queda en el fondo del recipiente. Basándose en que un material es más volátil que otro, uno escapa en forma de gas y el otro queda como residuo en el recipiente donde se calentó.
DESTILACIÓN Se basa en que cada sustancia hierve a una temperatura característica y por ello, al ser calentada una mezcla hasta ebullición, en un aparato de destilación, cada componente se separa a una temperatura correspondiente a la de su punto de ebullición. Esto permite separar una mezcla de líquidos que presenten distintos puntos de ebullición muy cercanos entre sí. Se le conoce como destilación fraccionada. Si, en cambio, la mezcla está constituida por dos sustancias con puntos de ebullición muy lejanos entre sí, se le conoce como destilación flash o simple.
PROCESO DE DESTILACIÓN El líquido que hierve primero se evapora antes; los vapores se recogen en el tubo refrigerante, donde se enfrían y vuelven a condensarse pasando de nuevo al estado líquido. Este líquido, que se denomina destilado, se recoge luego en un vaso (recolector).
CRISTALIZACIÓN Es el procedimiento más adecuado para la purificación de sustancias sólidas. Se fundamenta en que la inmensa mayoría de las sustancias sólidas son más solubles en un disolvente caliente que en uno frío. El solido que se va a purificar se disuelve en el disolvente caliente, se filtra para eliminar impurezas y luego la mezcla se enfría para que se produzca la cristalización.
CROMATOGRAFÍA Este procedimiento consiste en la separación de componentes basándose en las diferencias de velocidades con las cuales éstos se movilizan por la superficie del papel de cromatografía o de filtro, cuando previamente se ha usado una mezcla de disolvente. Estas velocidades se identifican como grado de absorción de cada sustancia.
CROMATOGRAMA CIRCULAR
Ejemplo donde se evidencian los componentes separados
TIPOS DE CROMATOGRAFÍA
Según el dispositivo utilizado para conseguir el contacto entre la fase móvil y la estacionaria, se distinguen dos técnicas: Columna
Se usa un tubo cilíndrico
Plana: El soporte es una placa plana Capa fina o los intersticios de un papel Papel (partición)
Cromatografía Liquida de alta eficiencia o rendimiento (HPLC).
CROMATOGRAFÍA POR PERMEABILIDAD EN GEL