Escuela del Petróleo - Química

Transcripción

1 Escuela del Petróleo - Química Unidad 2 1) Sistema Materiales 2) Materiales Homogéneos y Heterogéneos. a. Separación de las fases b. Sustancia Pura 3) extensivas e intensivas 4) Sistemas dispersos a. Dispersiones homogéneas y heterogéneas b. Tipos de dispersiones y clasificación de los sistemas materiales. Si se desea saber cómo está formada la materia y los cambios que ésta experimenta, se debe aislar (real o imaginariamente). Esa porción del Universo se denomina Sistema Material. Éste puede: Intercambiar materia y energía con el medio que lo rodea, de lo denomina sistema abierto. (Océano) Intercambiar energía solamente, se lo denomina sistema cerrado. No intercambia ni materia ni energía, y se lo denomina sistema aislado. (termo de agua caliente). Si un sistema presenta una sola fase (una sola zona) se denomina sistema homogéneo. Ejemplo: Alcohol en una botella. Si posee más de una fase, se denomina sistema heterogéneo. Ejemplo: Aceite y agua. Al límite o superficie de discontinuidad entre fases se le llama interfase. Las fases se pueden encontrar en el mismo o distinto estado de agregación. En el sistema heterogéneo bifásico, la fase que se halla en mayor proporción recibe el nombre de fase dispersante y la que se encuentra en menor proporción fase dispersa. Las dispersiones finas de un sólido en un líquido se llaman suspensiones. Y las dispersiones finas de un líquido en otro, emulsiones. Cada fase, tiene iguales propiedades en toda su masa. Entendiéndose por propiedades las características de él o los componentes que conforman cada una de las fases.

2 Escuela del Petróleo - Química Algunas propiedades como el volumen y peso dependen de la cantidad de materia en estudio, son llamadas propiedades extensivas. Las que no dependen de la cantidad de materia como por ejemplo el color se denomina propiedades intensivas. Las propiedades intensivas permiten identificar la materia. Un sistema homogéneo puede estar formado por: Un solo componente, éste puede ser una sustancia simple (oxígeno) o una sustancia compuesta (agua). Más de un componente, en este caso recibe el nombre de solución. En una solución el componente que está en mayor proporción recibe el nombre de solvente y él o los que están en menor proporción soluto Solución = Soluto + Solvente La relación soluto-solvente puede variar: Solución diluida: poco soluto. Solución concentrada: mucho soluto Solución saturada: cuando una mínima cantidad de soluto que agregamos ya no se diluye. Solución sobresaturada: la que se obtiene cuando, por calentamiento de la solución, logramos disolver más soluto que en la solución saturada. Las soluciones sobresaturadas contienen en realidad concentraciones de soluto mayores que las del punto de saturación. RESUMEN extensivas - Son aquellas que varían con la cantidad de materia considerada Peso Volumen Longitud de la Materia intensivas o específicas - Son aquellas que no varían con la cantidad de materia considerada Punto de fusión Punto de ebullición Densidad Coeficiente de solubilidad Índice de refracción Color Olor Sabor

3 Escuela del Petróleo - Química Simples - Materia Es todo lo que posee masa, y ocupa un lugar en el espacio. - Sistema Material Porción de materia que se aisla para su estudio. - Sistema Homogéneo Es aquel sistema que en todos los puntos de su masa posee iguales propiedades físicas y químicas (mismas propiedades intensivas). No presenta solución en su continuidad ni aun con el ultramicroscopio. - Sistema Heterogéneo Es aquel sistema que en diferentes puntos del mismo tiene distintas propiedades físicas y quimeras (distintas propiedades intensivas). Presenta solución en su continuidad (superficie de separación). - Sustancia Pura Sistema homogéneo con propiedades intensivas constantes que resisten los procedimientos mecánicos y físicos del análisis. - Solución Sistema homogéneo constituido por dos o más sustancias puras o especies químicas. - Dispersión Grosera Sustancia pura que no se puede descomponer en otras. Esta formada por átomos de un mismo elemento. - Compuesto Sustancia pura que se puede descomponer en otras. Esta formada por átomos de diferentes elementos. - Soluto Sustancia en menor abundancia dentro de la solución. - Solvente Sustancia cuyo estado físico es el mismo que el que presenta la solución. Sistemas heterogéneos visibles a simple vista. - Dispersión Fina Sistema heterogéneo visible al microscopio ( A < partículas < A). - Dispersión Coloidal - Suspensiones Dispersiones finas con la fase dispersante liquida y la dispersa sólida. - Emulsiones Dispersiones finas con ambas fases liquidas. Sistema heterogéneo no visible al microscopio, visible al ultramicroscopio.

4 Escuela del Petróleo - Química Métodos de separación de fases Las fases de un sistema heterogéneo pueden separarse por diferentes métodos MÉTODOS MECÁNICOS Imantación SE REALIZAN SIN QUE OCURRA ENTRE EL SISTEMA Y EL AMBIENTE QUE LO RODEA UN INTERCAMBIO APRECIABLE DE CALOR(ENERGÍA). Permite separar un sistema formado por arena-hierro. El método consiste en colocar el sistema sobre un vidrio o papel y deslizar por debajo de él un imán, siempre en el mismo sentido, hasta separar el hierro. Filtración Por este método se separa un sólido insoluble de un líquido. Ejemplo arcilla y agua. El sólido queda retenido en el papel de filtro, el líquido pasa a través de él. Levigación Tamización Decantación Centrifugación El método se emplea para separar por medio de una corriente de agua o aire, dos sólidos.las partículas más livianas son arrastradas por la corriente. Ejemplo: para separar pepitas de oro, de arcilla se pasa una corriente de agua que arrastre la arcilla, quedando el oro. Sirve para separar dos sólidos de distinto tamaño de granos, valiéndose de un tamiz. Ejemplo: separación de arena y canto rodado; arena y harina Permite separar dos líquidos no miscibles (que no se mezclan), aprovechando su distinta densidad.ejemplo: aceite y agua. También para separar un líquido de un sólido insoluble, como el caso de la arena y el agua. Se usa para separar una dispersión fina. Permite acelerar la decantación.ejemplo: polvo de carbón disperso en agua MÉTODOS FÍSICOS Lixiviación Evaporación Sublimación SE REALIZAN CUANDO EXISTE UN INTERCAMBIO DE ENERGÍA ENTRE EL SISTEMA Y EL MEDIO QUE LO RODEA. Es un método donde intervienen procesos mecánicos y físicos,y mediante él se pueden separar dos sólidos, de los cuales uno de ellos es soluble en un líquido. Ejemplo: el sistema are-sal,se puede separar adicionando agua Se emplea para separar un sistema sólido-líquido.ejemplo:piedra y agua Se pueden separar dos sólidos, de los cuales uno volatiliza y luego sublima.ejemplo : arena-yodo

5 Escuela del Petróleo - Química Destilación DESTILACIÓN SIMPLE Proceso que consiste en calentar un líquido hasta que sus componentes más volátiles pasan a la fase de vapor y, a continuación, enfriar el vapor para recuperar dichos componentes en forma líquida por medio de la condensación. El objetivo principal de la destilación es separar una mezcla de varios componentes aprovechando sus distintas volatilidades, o bien separar los materiales volátiles de los no volátiles. En la evaporación y en el secado, normalmente el objetivo es obtener el componente menos volátil; el componente más volátil, casi siempre agua, se desecha. Sin embargo, la finalidad principal de la destilación es obtener el componente más volátil en forma pura. Por ejemplo, la eliminación del agua de la glicerina evaporando el agua, se llama evaporación, pero la eliminación del agua del alcohol evaporando el alcohol se llama destilación, aunque se usan mecanismos similares en ambos casos. Si la diferencia en volatilidad (y por tanto en punto de ebullición) entre los dos componentes es grande, puede realizarse fácilmente la separación completa en una destilación individual. El agua del mar, por ejemplo, que contiene un 4% de sólidos disueltos (principalmente sal común), puede purificarse fácilmente evaporando el agua, y condensando después el vapor para recoger el producto: agua destilada. Para la mayoría de los propósitos, este producto es equivalente al agua pura, aunque en realidad contiene algunas impurezas en forma de gases disueltos, siendo la más importante el dióxido de carbono. BIBLIOGRAFÍA Whitten, Gailey, Davis. Quimica General Edición McGraw Hill. Tercera Edición. Mexico. Héctor Fernández Serventi. "Química general e inorgánica". Losada S. A., Buenos Aires.