Clasificación y Métodos de Separación de Sistemas Materiales: Homogéneos y Heterogéneos

Clasificación de Sistemas Materiales

Los sistemas materiales se clasifican según su apariencia y uniformidad:

• Sistemas Materiales Heterogéneos: Son aquellos que, al observarse a simple vista o con microscopio, muestran partes diferenciadas.
• Sistemas Materiales Homogéneos: Son aquellos que presentan un estado uniforme, incluso al ser observados con microscopio.

Mezclas Heterogéneas

Un sistema material heterogéneo formado por varias sustancias se denomina mezcla heterogénea.

Métodos de Separación de Mezclas Heterogéneas

Los métodos de separación se eligen en función de las propiedades físicas de los componentes:

Separación con Distinto Estado de Agregación

• Filtración: Se utiliza para separar un sólido de un líquido.

Separación con Distinta Densidad

• Sedimentación: Aprovecha la acción de la gravedad en mezclas con componentes de distinta densidad.
• Decantación: Se usa para separar líquidos inmiscibles (ejemplo: aceite y agua).
• Centrifugación: Consiste en acelerar los procesos de sedimentación.

Separación con Distinta Solubilidad

• Disolución Selectiva: Se aplica a sólidos, añadiendo un disolvente que solo afecta a uno de los componentes.

Mezclas Homogéneas (Disoluciones)

El sistema material homogéneo formado por la mezcla de dos o más componentes se denomina disolución.

• Disolvente: Componente mayoritario en la disolución.
• Soluto: Componente minoritario.

La Teoría Cinética explica cómo se forma una disolución, describiendo los reajustes que se producen entre las partículas.

Tipos de Disoluciones Verdaderas

Son aquellas en las que el tamaño de las partículas de soluto es menor que $10^{-6}$. Estas partículas son tan pequeñas que pueden atravesar los poros de cualquier filtro.

Clasificación de Disoluciones según la Cantidad de Soluto

• Diluidas: La cantidad de soluto en relación con el disolvente es muy pequeña.
• Concentradas: La cantidad de soluto en relación con el disolvente es alta.
• Saturadas: El soluto está en la máxima proporción posible; cualquier cantidad adicional de soluto que se añada no se disolverá.

Separación de los Componentes de una Disolución

Los métodos varían según el estado de los componentes:

Separación de Sólidos Disueltos en Líquidos

• Se provoca la evaporación del disolvente.

Separación de Líquidos Disueltos (con Distinto Punto de Ebullición)

• Para separar componentes con distinto punto de ebullición (ejemplo: alcohol en agua), se destila la disolución.

Separación de Mezclas de Gases

Por Disolución Selectiva

• Permite separar un gas de la mezcla cuando uno de los gases se disuelve en un líquido.

Por Destilación (Aplicado a Componentes del Aire)

1. Licuación: Se comprime el aire hasta alcanzar altas presiones y luego se deja expandir bruscamente.
2. Destilación Fraccionada: Posteriormente, se eleva la temperatura y se evapora primero el nitrógeno y luego el oxígeno.

Solubilidad

La solubilidad se define como la masa de soluto (en gramos) que se disuelve en 100 g de disolvente.

• La solubilidad de los sólidos disueltos en líquido aumenta con la temperatura.
• La solubilidad de los gases disueltos en líquidos disminuye con la temperatura.