Mezclas, sustancias puras y disoluciones: métodos de separación y concentración

Resumen

El documento explica la diferencia entre mezclas y sustancias puras, y los tipos de mezclas homogéneas y heterogéneas. Después define las disoluciones, sus componentes (disolvente y soluto) y la forma de expresar su concentración en porcentaje y g/L. Por último describe los métodos de separación de mezclas y el concepto de solubilidad, con los factores que la afectan.

Puntos clave

Las mezclas están formadas por dos o más sustancias y se pueden separar por procedimientos físicos; pueden ser homogéneas o heterogéneas.
Las sustancias puras tienen composición química fija y valores fijos para sus propiedades específicas; pueden ser compuestos o elementos.
Una disolución es una mezcla homogénea formada por disolvente (componente mayoritario) y soluto (componente minoritario).
La concentración se puede expresar como porcentaje en masa, porcentaje en volumen o g/L (masa de soluto entre volumen de disolución).
La masa de la disolución es la suma de la masa del soluto y la masa del disolvente.
La solubilidad depende de la naturaleza del soluto y del disolvente y de la temperatura.
En sólidos y líquidos la solubilidad aumenta con la temperatura; en gases disminuye al aumentar la temperatura.

Ponte a prueba

Mezclas y Sustancias Puras

Mezclas: Están formadas por dos o más sustancias y, por lo tanto, están constituidas por partículas diferentes. Por ello, no tienen una composición química fija ni valores fijos para sus propiedades específicas. Además, se pueden separar en sus componentes por procedimientos físicos. Pueden ser:

Heterogéneas: Se pueden distinguir sus componentes a simple vista.
Homogéneas: No se pueden distinguir sus componentes a simple vista.

Sustancia pura: Es aquella que está formada por partículas iguales, tiene composición química fija y valores fijos para sus propiedades específicas (densidad, temperatura de fusión, temperatura de ebullición, etc.). Pueden ser:

Compuestos: Están formados por partículas de átomos diferentes que, por procedimientos químicos, se separan en elementos.
Elementos: Sustancias básicas que no se pueden descomponer en otras más simples.

Semejanzas y Diferencias

Semejanzas: Ambos son sistemas materiales.

Diferencias: Las sustancias puras están formadas por partículas iguales y las mezclas no.

Disoluciones

Una disolución es una mezcla homogénea formada por dos o más sustancias:

Disolvente: El componente mayoritario.
Soluto: El que se encuentra en menor cantidad y que se disuelve en el disolvente.

La concentración de una disolución expresa la relación entre la cantidad de soluto y la disolución. La concentración de una disolución es única, lo que cambia son las formas de expresarla.

Métodos de Separación de Mezclas

Mezclas Homogéneas:

Destilación: Sirve para separar líquidos que se mezclan en función de su distinta temperatura de ebullición. Se utiliza un montaje de destilación.
Cristalización: Sirve para recuperar el soluto (sal) de una disolución al evaporarse el disolvente en un cristalizador.
Cromatografía: Sirve para separar los componentes de una mezcla homogénea en función de su distinta afinidad con el disolvente, que los arrastrará por el soporte físico (papel).

Mezclas Heterogéneas:

Filtración: Sirve para separar el sólido de un líquido con un embudo de cristal y un papel de filtro, donde queda retenido el sólido.
Decantación: Sirve para separar líquidos inmiscibles (que no se disuelven) por su distinta densidad, usando un embudo de decantación.
Centrifugación: Sirve para separar sólidos suspendidos en líquidos, acelerando la sedimentación haciéndola girar en una centrifugadora.
Tamizado: Sirve para separar mezclas de sólidos por su distinto tamaño, usando un tamiz o una criba.
Separación magnética o imantación: Sirve para separar sustancias magnéticas del resto usando un imán.

Concentración de Disoluciones

Porcentaje en masa: (masa soluto / masa disolución) * 100
Porcentaje en volumen: (volumen soluto / volumen disolución) * 100
Concentración expresada en g/L: masa soluto (g) / volumen disolución (L)

Nota: La masa de la disolución es la suma de la masa del soluto y la masa del disolvente.

Solubilidad

La solubilidad es la cantidad de soluto que existe en una disolución saturada a una determinada temperatura, es decir, es la masa de soluto que admite como máximo 100 g de disolvente a una temperatura definida. Depende de dos factores:

Naturaleza del soluto y el disolvente.
Temperatura.

Fórmula de la solubilidad (s):

s = masa soluto (g) / 100 g disolvente a una temperatura determinada.

La temperatura afecta la solubilidad de las sustancias:

En los sólidos y líquidos, la solubilidad aumenta al aumentar la temperatura.
En los gases, la solubilidad disminuye al aumentar la temperatura.

Preguntas frecuentes

¿En qué se diferencian las mezclas de las sustancias puras?

Las sustancias puras están formadas por partículas iguales y tienen composición química fija y propiedades específicas fijas. Las mezclas están formadas por partículas diferentes, no tienen composición fija y se pueden separar en sus componentes por procedimientos físicos.

¿Qué es el soluto y qué es el disolvente?

El disolvente es el componente mayoritario de una disolución, mientras que el soluto es el que se encuentra en menor cantidad y se disuelve en el disolvente.

¿Cómo afecta la temperatura a la solubilidad?

En sólidos y líquidos la solubilidad aumenta al aumentar la temperatura. En los gases, en cambio, la solubilidad disminuye al aumentar la temperatura.