Química Fundamental: Sistemas Materiales, Mezclas y Disoluciones

Sistemas Materiales: Conceptos Fundamentales

Un sistema material es una porción de materia que se separa para realizar un estudio experimental.

Tipos de Sistemas Materiales

• Un sistema material heterogéneo es aquel que no presenta un aspecto uniforme en todos sus puntos.
• Un sistema material homogéneo es aquel que presenta un aspecto uniforme en todos sus puntos.

Mezclas y Sustancias Puras

Una mezcla está formada por dos o más sustancias, las cuales mantienen sus propiedades y su composición es variable.

Clasificación de Mezclas

• Una mezcla heterogénea es aquella en la que es posible distinguir a simple vista las sustancias que la componen.
• Una mezcla homogénea o disolución es aquella en la que no es posible distinguir a simple vista las sustancias que la componen.

Sustancias Puras

Las sustancias puras tienen una composición y unas propiedades características constantes.

• Una sustancia simple o elemento es una sustancia pura que no puede descomponerse en otras sustancias puras más sencillas. Está formada por un solo tipo de elemento.
• Un compuesto es una sustancia pura que puede descomponerse por procedimientos químicos en los elementos que lo constituyen. Está constituida por dos o más elementos combinados en proporciones fijas.

Disoluciones: Composición y Concentración

Una disolución es una mezcla homogénea y uniforme formada por dos o más sustancias puras en proporción variable.

Componentes de una Disolución

• El disolvente es el componente de la disolución que aparece en mayor cantidad.
• El soluto es el que aparece en menor cantidad.

Concentración de una Disolución

La concentración de una disolución es la cantidad de soluto que hay disuelta en una determinada cantidad de disolvente o en una determinada cantidad de disolución.

Formas de Expresar la Concentración

• Tanto por ciento en volumen (% v/v): Es el número de unidades de volumen de soluto disuelto en 100 unidades de volumen de disolución.
  % en vol. de soluto = (vol. de soluto / vol. de disolución) * 100
• Tanto por ciento en masa (% m/m): Es la masa de soluto en gramos disuelta en 100 gramos de disolución.
  % en masa de soluto = (masa de soluto (g) / masa de disolución (g)) * 100
• Concentración en masa (g/L): Indica la masa de soluto disuelta en cada unidad de volumen de disolución. Esta es una de las formas más usadas para expresar la concentración de disoluciones de sólidos en líquidos.
  Concentración en masa = masa de soluto / volumen de disolución

Solubilidad

La solubilidad de un soluto en un disolvente es la cantidad máxima en gramos que se puede disolver en 100 g de disolvente a una temperatura dada. Es una de las propiedades características de las sustancias puras.

Métodos de Separación de Mezclas

Procedimientos Físicos

• La filtración: Se usa para separar un líquido de un sólido insoluble.
• La decantación: Se usa para separar dos líquidos no miscibles.
• La separación magnética: Se usa para separar sustancias magnéticas de otras que no lo son.

Procedimientos Químicos

• La cristalización: Se usa para separar un soluto sólido del disolvente en el que está disuelto.
• La extracción de sustancias con disolvente: Se usa para separar un componente de una mezcla con disolventes porque tienen diferente solubilidad.
• La destilación simple: Se usa para separar líquidos de una disolución en función de sus puntos de ebullición.