Fundamentos de Química: Propiedades de la Materia, Mezclas y Soluciones

Propiedades de la Materia

Las propiedades de la materia se clasifican según su dependencia o independencia de la cantidad de sustancia presente.

Propiedades Intensivas

Las propiedades intensivas no dependen de la cantidad de materia y son cruciales para el reconocimiento e identificación de una sustancia. Ejemplos clave incluyen:

• Densidad
• Punto de Fusión
• Punto de Ebullición
• Viscosidad
• Tensión Superficial

Densidad

Es la relación entre la masa y el volumen de una sustancia. Cuanta más masa haya en un volumen determinado, más densa será la sustancia.

Punto de Ebullición

Es la temperatura a la que se produce el cambio de estado de líquido a gaseoso. Varía con la presión atmosférica y es una característica propia de cada sustancia.

Punto de Fusión

Es la temperatura a la que se produce el cambio de estado de sólido a líquido. Es propio de cada sustancia y varía con la presión atmosférica.

Viscosidad

Es la medida de la resistencia de un líquido a fluir. Por ello, cuanto más viscoso es un líquido, más lento fluye. Esta propiedad disminuye al aumentar la temperatura.

Tensión Superficial

Es la cantidad de energía que se requiere para extender o aumentar la superficie de un líquido. Ejemplo: Fenómenos como el soporte de insectos o la forma de las gotas de rocío están relacionados con esta propiedad.

Propiedades Extensivas

Las propiedades extensivas dependen directamente de la cantidad de materia. Ejemplos:

• Masa
• Volumen
• Peso

Masa

Cantidad de materia de un cuerpo.

Volumen

El espacio ocupado por un cuerpo.

Peso

Fuerza con la cual un cuerpo actúa sobre un punto de apoyo (debido a la gravedad).

Constantes Físicas

Una constante física es el valor de una magnitud física que permanece invariable en los procesos físicos a lo largo del tiempo.

Mezclas y Soluciones

Mezclas

Las mezclas están formadas por diferentes sustancias, donde ninguna de ellas pierde su identidad química dentro de la mezcla. Pueden clasificarse en:

• Heterogéneas: Sus componentes se distinguen a simple vista.
• Homogéneas: Sus componentes no se distinguen (soluciones).

Soluciones

Las soluciones son mezclas homogéneas en las que la sustancia dispersa se denomina soluto y la sustancia dispersante, solvente. El agua es conocida como el solvente universal.

Ejemplos de Soluciones (Según el estado de la fase dispersa y dispersante)

• Gas en Gas (g en g): Aire
• Gas en Líquido (g en l): Agua gasificada a presión
• Líquido en Líquido (l en l): Vino blanco
• Sólido en Líquido (s en l): Solución fisiológica
• Gas en Sólido (g en s): Hidrógeno absorbido en metales
• Líquido en Sólido (l en s): Plata disuelta en mercurio (amalgama)
• Sólido en Sólido (s en s): Cobre en cinc (latón)

Curvas de Solubilidad

La variación de la solubilidad con la temperatura se representa en ejes cartesianos y se denomina curva de solubilidad. Las concentraciones se expresan típicamente en gramos de soluto en 100 g de agua.

Interpretación de la Curva

La curva de solubilidad permite determinar el estado de una solución a una temperatura dada:

• Los puntos que conforman la curva corresponden a soluciones saturadas (máxima cantidad de soluto disuelto).
• Los puntos que están por debajo de la curva representan soluciones no saturadas.
• Los puntos que están por encima de la curva corresponden a sistemas que, al alcanzar el equilibrio, son heterogéneos (hay soluto sin disolver).

Es importante notar que las curvas de distintas sustancias son muy diferentes; la variación de la solubilidad con la temperatura depende intrínsecamente de cada sustancia.