Fundamentos de Química: Sustancias, Disoluciones y Procesos de Separación

1. Clasificación de la Materia

• Sustancia pura: Materia cuyas propiedades características no pueden descomponerse en otras sustancias mediante procedimientos químicos (ej. oxígeno, nitrógeno, hierro).
• Sustancia compuesta: Sustancia que puede descomponerse en otras más simples mediante cambios químicos (ej. ozono, agua).

2. Mezclas

• Mezclas homogéneas: Mezclas en las que no se distinguen los componentes. Las disoluciones presentan las mismas propiedades en todas sus partes (sólido, líquido y gaseoso).
• Mezclas heterogéneas: Mezclas de sustancias puras en las que se distingue perfectamente cada uno de sus componentes.

3. Disoluciones en estado líquido

Una disolución es una mezcla homogénea que consta de dos partes:

• Disolvente: Sustancia que está en mayor proporción (ej. agua en una disolución acuosa).
• Soluto: Sustancia que se disuelve en el disolvente.

3.1 Concentración de una disolución

Es la cantidad de soluto presente en una determinada cantidad de disolvente.

Fórmula: C = ms(g) / Vt(l)

• ms: Masa total del soluto (g)
• Vt: Volumen total de la disolución (l)

4. Separación de mezclas

4.1 Separación de mezclas heterogéneas

• Decantación: Se emplea cuando las materias tienen distinta densidad; se utiliza la inclinación del recipiente o un embudo de decantación.
• Filtración: Consiste en hacer pasar una mezcla a través de un tamiz para separar partículas de distinto tamaño.
• Centrifugación: Se basa en la separación de materias con distinta densidad mediante una fuerza centrífuga a gran velocidad.

4.2 Separación de mezclas homogéneas

• Cristalización: Proceso para disoluciones de sales que consiste en evaporar el disolvente mediante calor.
• Destilación: Proceso para separar disoluciones de líquidos con distinta temperatura de ebullición.

5. Suspensiones y Coloides

• Suspensiones: Mezclas heterogéneas que aparentemente parecen homogéneas (ej. bebidas vegetales).
• Coloides: Mezclas intermedias entre una disolución y una suspensión, donde el soluto no se deposita en el fondo pero no está totalmente disuelto (ej. leche).

6. Ejemplos y Aplicaciones

• Sustancias simples: Cobre, hierro, oxígeno.
• Sustancias compuestas: Agua de mar, cimiento, aire, bronce, acero.

Ejercicios prácticos

Cálculo de concentración: 500 ml = 0,5 l. Si tenemos 30g, la concentración es 30g / 0,5 l = 60 g/l.

Cálculo de masa: C = g/v. Si C=20 y V=0,2 l, entonces 20 * 0,2 = 4g.

Métodos de separación aplicados

• Aceite + agua: Decantación.
• Agua + plástico: Filtración.
• Aceite + aceite: Centrifugación.