Clasificación de los sistemas materiales.

Transcripción

1 Clasificación de ls sistemas materiales. Hems vist que una primera clasificación de la materia estaba en función de su estad de agregación (sólid, líquid, gases). La clasificación que ns interesa en este apartad se crrespnde cn la cmpsición del sistema material, de acuerd cn est, ls sistemas materiales se clasifican en: Sustancias puras. Mezclas de sustancias. Que a su vez se clasifican en: Mezclas hetergéneas. Mezclas hmgéneas, habitualmente llamadas dislucines. Las sustancias presentes en una mezcla se pueden separar pr medis puramente físics (densidad, camp magnétic, punt de ebullición, etc.). Seguidamente vams a ver el significad de cada una de estas clases de sistemas materiales así cm el tip de métd que se debe seguir para separar las sustancias en las mezclas. IES. Flavi Irnitan Pág. 1 / 1

2 Mezclas hetergéneas. Una mezcla hetergénea sistema material hetergéne es un sistema material frmad pr varias sustancias en el que su cmpsición, estructura prpiedades n se mantienen en cualquier punt de su masa, pudiéndse percibir límites de separación entre regines diversas. Algunas veces n resulta fácil cmprbar si un sistema material es una mezcla hetergénea. Puede que a simple vista encntrems cierta apariencia de regularidad y de unifrmidad per un análisis más cuidads puede advertirns ciertas diferencias. La mayría de ls materiales de us habitual sn hetergénes y sól alguns pueden cnsiderarse realmente hmgénes. La frma de separar las sustancias que frman una mezcla utilizará algunas de las prpiedades de las mismas, prpiedades que sean diferentes entre las sustancias que la frman. Así, pr ejempl, si una de las sustancias es atraída pr ls imanes, utilizarems un imán para separarla del rest de sustancias que frman la mezcla hetergénea. Si la diferencia es el tamañ de las sustancias que cnstituyen la mezcla hetergénea: Si tdas las sustancias sn sólidas y el tamañ es muy diferente, pdems utilizar una criba para dejar pasar las más pequeñas y dejar en la criba las más grandes. Para separar sólids de líquids pdems: Si la densidad es muy diferente, sólid más dens que el líquid, pdems dejar sedimentar (dejar que cn el tiemp el sólid se depsite en el fnd) y cger la parte superir (líquid) vlcand ligeramente el vas que l cntenga (decantación). Previamente pdríams haber centrifugad el sistema para que el sólid quedara más apelmazad en el fnd del vas (centrifugación) y al vlcar pudiérams separa mayr cantidad de líquid. También pdríams utilizar la filtración: tip de criba en la que el tamañ de ls agujers es sumamente pequeñ. Si querems separar líquids de diferente densidad y n miscibles (n se disuelven uns en trs) pdems utilizar el prces anterir de decantación: Vlcand ligeramente el vas que cntiene ls líquids la fase superir la pdems trasvasar a tr recipiente y quedarns en el vas cn la fase inferir (la de mens densidad). Utilizand un embud de decantación. El embud de decantación tiene una salida en la parte inferir cn una llave de frma que cuand se encuentren bien delimitadas las fases pdems ir separándlas abriend la llave y separand la parte inferir. Cn el embud de decantación pdems lgrar separacines de líquids pr el métd de decantación cn una precisión much mayr que el simple vlcad del vas. IES. Flavi Irnitan Pág. 2 / 2

3 Resumen de métds de separación de Mezclas Hetergéneas: Sólid de sólid: Imantación si un de ells es atraíd pr imanes. Manual si el tamañ l permite. Criba si sn de diferentes tamañs. Sólid de líquid: Sedimentación seguid de decantación. Sedimentación y centrifugación, seguid de decantación. Filtración. Líquid de líquid, n miscibles: Decantación nrmal. Decantación, utilizand el embud de decantación. N hay que lvidar que el utilizar un u tr métd depende de las características de las sustancias a separar y de qué interesa btener de frma más pura. Mezclas hmgéneas dislucines. Una mezcla hmgénea es un sistema material hmgéne frmad pr varias sustancias. Las mezclas hmgéneas se llaman dislucines. Ns encntrams cn dislucines de sustancias que se encuentran cualquier estad de agregación cn tras sustancias que se encuentran en el mism estad de agregación en tr diferentes. En una dislución denminams dislvente a la sustancia de la mezcla que se encuentra en mayr prprción. Denminams slut a la sustancia sustancias que se encuentran en menr prprción. Slut Dislvente Cmentaris y ejempls Sólid Sn las aleacines. Líquid Amalgamas. Sólid El más habitual es el hidrógen en Gas determinads metales. Sólid Sn las dislucines más habituales, las que se suelen utilizar en química. Líquid Cuand ls líquids se disuelven un en Líquid el tr, pr ejempl alchl en agua. Siempre se suele dislver alg de gas en Gas ls líquids. Pr ejempl, el aire disuelt en el agua, las bebidas gasesas, etc. Sólid Hum. Líquid Gas Niebla. Gas Pr ejempl, el más habitual es el aire. IES. Flavi Irnitan Pág. 3 / 3

4 Cm se ha dich anterirmente, ls métds de separación se basan en diferencias entre las prpiedades físicas de ls cmpnentes de una mezcla. Para las dislucines, ls métds más habituales sn: Destilación. Este métd cnsiste en separar ls cmpnentes de las mezclas basándse en l vlátiles que sean las sustancias que frman la mezcla se utilizan ls destiladres. Una sustancia de punt de ebullición baj se cnsidera vlátil en relación cn las tras sustancias de punts de ebullición mayr. Hay varis tips de destilación, la más sencilla es la destilación simple en la que el prces se lleva a cab pr medi de una sla etapa, es decir, que se evapra el líquid de punt de ebullición más baj (calentand la mezcla) y se cndensa pr medi de un refrigerante. Evapración y cristalización: La evapración cnsiste en eliminar el dislvente líquid, quedándns cn el slut. Para favrecer la evapración pdems calentar la mezcla dejar que curra lentamente. La cristalización es el depósit del sólid disuelt en el líquid pr algun de ls siguientes mtivs: Pr enfriamient, habitualmente se disuelven mejr ls sólids en ls líquids la aumentar la temperatura. Si nstrs enfriams deberá tener mens sólid disuelt en el líquid, el sólid que sbra acabará depsitándse en el fnd del recipiente (cristalización). Pr evapración, al disminuir la cantidad de dislvente deberá tener mens sólid disuelt, el que vaya sbrand a medida que se evapre el líquid se depsitará en el fnd del recipiente (cristalización). Extracción. Cnsiste en separar varis sluts disuelts en un dislvente. Se utiliza la diferencia de slubilidad (ver apartad cuart) de cada slut en diferentes dislventes. Se añade un dislvente inmiscible (que n se disuelve) cn el dislvente de la mezcla, ls sluts se distribuyen entre ls ds dislventes: algun de ls sluts será más sluble en el primer dislvente y tr de ls sluts en el segund dislvente. Psterirmente las ds fases se separan cm mezclas hetergéneas, pr decantación en este cas. Crmatgrafía. Las sustancias a separar se distribuyen entre ds fases según la tendencia que tengan a estar más en una de las fases en la tra. Una fase es la denminada móvil, la que avanza, y la tra es la fase fija. Ls más slubles que retiene mejr la fase fija retrasan su avance y, de esta frma, se separan de ls que retiene mejr la fase móvil. IES. Flavi Irnitan Pág. 4 / 4

5 Sustancias puras. Sn sistemas materiales hmgénes frmads de un sl tip de sustancia. Pueden ser de ds tips: Simples elements. Sn sustancias de cmpsición simple y que n pueden descmpnerse en tras más sencillas pr métds químics rdinaris. Sn ls elements químics. Pr ejempl, el r, el azufre, el sdi, el xígen, etc. Cmpuests. Sn sustancias frmadas pr la unión química, cmbinación, de ds más elements en prprcines fijas, siend las prpiedades del cmpuest diferentes de las de sus elements cnstituyentes. Ls cmpuests se pueden descmpner en ls elements que ls cnstituyen pr métds químics habituales. Pr ejempl, el agua, la sal, etc. Cóm diferenciar cmpuests de dislucines (mezclas hmgéneas)? Cmpuest Ls cnstituyentes del cmpuest (elements) se encuentran en prprcines fijas. Si al calentar enfriar alcanzams la temperatura de fusión de ebullición, esta se mantiene estable mientras n cambie el estad de agregación de la sustancia. Ls cmpuests se pueden separar en ls elements que l cnstituyen pr medis químics. Dislución (mezcla hmgénea) Ls cnstituyentes de la mezcla pueden estar en cualquier prprción. Si al calentar enfriar alcanzams la temperatura de fusión de ebullición de un de ls cmpnentes de la mezcla; esta temperatura se estabiliza alg per n se mantiene invariable prque sól está cambiand el estad de una de las sustancias que frman la mezcla, la tra u tras siguen aumentand su temperatura. Las mezclas se pueden separar en las sustancias que la cnstituyen pr medis físics sencills. Suspensines y clides En realidad, n existe una división neta entre mezcla hetergénea y hmgénea, pues existen sustancias materiales intermedias, cm las mezclas clidales y las suspensines. La mejr frma de clasificar ls distints tips de mezclas, es atender a la diferencia entre ls tamañs de sus partículas, de la frma que puede verse en el cuadr siguiente: IES. Flavi Irnitan Pág. 5 / 5

6 Mezcla Mezcla hmgénea Menres que 10-9 Mezcla clidal Suspensión Mezlca hetergénea Tamañ de sus partículas Cmprendidas entre 10-9 m y m Del rden de m Mayres que m Ls cmpnentes de una mezlca clidal se pueden separa cn la ayuda de filtrs de pr muy fins (ultrafiltración). En una mezcla clidal se define: Cmpnentes disperss, cm la sustancia sustancias que se encuentran en menr prprción de la mezlca clidal. Medi de dispersión, cmpnente en el que se encuentran disperss el rest de la mezcla clidal. La prpiedad más característica de las mezclas clidales es que dispersan la luz, pr l que su aspect suele ser turbi. El términ suspensión es intermedi entre mezcla clidal y una verdadera mezcla hetergénea. Se reserva el términ suspensión para aquellas mezclas en las que el cmpnente dispers se encuentra dentr del medi de dispersión y se puede separa fácilmente pr filtración decantación, y sus partículas tienen un tamña n superir a m. Según sea el estad físic de ls distints cmpnentes de una mezlca clidad, existen distints tips de mezclas clidales. Así: Medi de dispersión Cmpnente dispers Ejempls Nmbres crrientes Gas Líquid Nubes, brumas Aersles líquids Gas Sólid Hums Aersles sólids Líquid Gas Espuma Espumas Líquid Líquid Mahnes Emulsines Líquid Sólid Pinturas Sl Sólid Líquid Jaleas, ques Em. sólidas IES. Flavi Irnitan Pág. 6 / 6

7 GLOSARIO DE TÉRMINOS Sistema material. Prción específica de espaci que cntiene materia y se ha seleccinad para su estudi. Mezclas. Una mezcla está cmpuesta pr ds más sustancias, cada una de las cuales cnserva su identidad y prpiedades específicas. Sistema material hmgéne. Tdas las prcines de materia sn exactamente iguales en cmpsición, estructura y prpiedades. Fases. Una fase es una parte hmgénea de un sistema. Un sistema hmgéne estará frmad pr una sla fase. Un sistema hetergéne estará frmad pr varias fases cn límites definids entre ellas. Sistema material hetergéne. Tdas las prcines de materia sn diferentes en cmpsición, estructura y prpiedades. Medis físics y medis químics de separación de ls cmpnentes de una sustancia. La separación de un sistema material en ls cmpnentes que l frman puede llevarse a cab pr medis físics pr medis químics: Ls medis físics (destilación, decantación, evapración, filtración, etc.) n prducen alteración en la naturaleza de las sustancias que cmpnen el sistema. Si vlvems a juntar ls cmpnentes btenids tras la separación tendrems nuevamente el sistema que habíams separad. Ls medis químics cnllevan transfrmacines que afecta a la naturaleza de las sustancias. Una vez que se prduce la separación, la simple reunión de ls cmpnentes separads n prduce la sustancia riginal. IES. Flavi Irnitan Pág. 7 / 7