UNIDAD 2: CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA. SUSTANCIAS PURAS Y MEZCLAS

1. Clasificación de la materia.• La materia es todo lo que tiene masa y volumen. Existen distintas clases

de materia que se clasifican por sus propiedades. Un conjunto de materia es un sistema material. Los sistemas materiales pueden ser homogéneos y heterogéneos

• Sistema material homogéneo o mezclas homogéneas: presenta una

composición uniforme en cualquier punto de su masa, en la cual no se pueden distinguir a simple vista sus componentes. Ejemplo: el agua destilada, la sal común, el aire, la leche, un terrón de azúcar y el plástico. Cualquier parte de estos sistemas que se tome tiene las mismas propiedades. Las mezclas homogéneas también se llaman disoluciones.

• Sistema material heterogéneo o mezclas heterogéneas: sus

componentes se distinguen unos de otros a simple vista, o utilizando una lupa o microscopio. Ejemplo: la madera, el granito, agua-aceite, una ensalada…

2. Sustancias puras y mezclasLa clasificación de las sustancias se basa en su composición y en si pueden descomponerse en diferentes componentes por métodos físicos

Una sustancia pura es un sistema formado por un solo tipo de elemento o combinación química. No se puede descomponer en otras sustancias por métodos físicos. Presenta una composición uniforme en cualquier punto de su masa.

Cada sustancia pura se diferencia de las otras por sus propiedades. Por ejemplo, el oro, el hidrógeno, la sal, el carbono, el dióxido de carbono, el agua o el cobre son sustancias puras

Una mezcla es la combinación de dos o más sustancias puras diferentes, cada una de las cuales conserva su identidad y propiedades químicas individuales.

Una mezcla no tiene propiedades características fijas, depende de su composición y esta puede variar.

Algunas mezclas están formadas por sustancias sólidas (por ejemplo la roca granito); otras, por sustancias líquidas (ejemplo: agua y alcohol); y otras, por sustancias líquidas y sólidas (ejemplo: barro y agua).

En algunas mezclas se pueden separar sus componentes mediante métodos físicos como veremos más adelante

Ejemplos de mezclas homogéneas

Ejemplos de mezclas heterogéneas

3. Elementos y compuestosLas sustancias puras pueden ser simples o compuestas. En el primer caso forman los elementos químicos y en el segundo caso, los compuestos químicos

Un elemento químico es un tipo de sustancia pura que no se puede descomponer en ninguna otra sustancia más simple por métodos químicos o físicos

En los elementos químicos todos los átomos son del mismo tipo. Los elementos químicos se combinan para formar compuestos. Hay más de 100 elementos químicos diferentes en la naturaleza. Están ordenados en la tabla periódica por su número atómico

Un compuesto químico es un tipo de sustancia pura que se puede descomponer por métodos químicos en otras sustancias más simples

Los compuestos se representan mediante fórmulas químicas en las que se especifican los elementos que forman el compuesto y el número de átomos de cada uno de ellos.

Cuando separamos los elementos que forman un compuesto químico se pierden propiedades que definían la sustancia pura mostrándose las propiedades de cada elemento por separado. Ejemplo: en el agua hay dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno; si queremos separarlos hay que utilizar energía para romper los enlaces.

4. Clasificación de los elementos químicosLa clasificación de los elementos químicos conocidos consiste en catalogarlos

como metales, no metales y gases nobles. • METALES. • Representan casi el 75% de todos los elementos.• Tienen un brillo característico que se denomina brillo metálico.• Conducen bien el calor y la electricidad. Por ejemplo, el aluminio se utiliza

para fabricar radiadores y el cobre se emplea en los cables eléctricos.• Son dúctiles, es decir, se pueden estirar en hilos, y maleables, es decir,

forman láminas. Ejemplo de metal dúctil: el estaño o el cobre; ejemplo de maleable: el aluminio o el oro.

• Excepto el mercurio, que es líquido, son sólidos a temperatura ambiente y funden a alta temperatura. El oro funde a 1.064 ºC

4. Clasificación de los elementos químicos

• NO METALES.

Las propiedades de los no metales son muy variadas. Aunque es difícil generalizar, podemos decir que estas sustancias:

• Son malas conductoras del calor y de la electricidad.• A temperatura ambiente pueden ser sólidas (por ejemplo

el azufre), líquidas (bromo) o gases (flúor).• La mayoría de los sólidos son blandos. Por ejemplo, el

yodo forma unas escamas que se rompen con las manos.• La temperatura de fusión para la mayoría de los sólidos es

baja, igual que la de ebullición para los líquidos

4. Clasificación de los elementos químicos

• GASES NOBLES• Son gases a temperatura ambiente.• Son incoloros.• Son inodoros.• No reaccionan con ningún elemento.• Sus aplicaciones están relacionadas con su

estabilidad química. Así, se usan en las bombillas fluorescentes (tubos de neón)

5. Disoluciones

Una disolución es una mezcla homogénea formada por dos o más sustancias de tamaño muy pequeño, que presenta las mismas propiedades y composición en cualquier punto de la mezcla

Las características de las disoluciones son:

• No es posible distinguir sus componentes a simple vista.• Las sustancias componentes se pueden separar por métodos físicos.• Las sustancias que componen una disolución han de ser solubles entre sí

Una disolución está formada por un soluto y un disolvente. Disolvente es la sustancia que se encuentra en mayor cantidad. Generalmente es líquido

Soluto es la sustancia que se encuentra en menor cantidad. Puede ser sólido, líquido o gaseoso

5.1. importancia de las disolucionesLas disoluciones tienen múltiples usos en la industria y en la vida cotidiana. También son importantes en el medio natural.

Aplicaciones de las disoluciones en la industria.

• Las disoluciones tienen muchas aplicaciones industriales, como por ejemplo:• Fabricación de cremas, como dentífricos o cosméticos.• Extracción de colorantes o aceites esenciales a partir de vegetales.• Adición a los alimentos de sustancias como colorantes, conservantes,

aromatizantes, antioxidantes, etc.• Realización de análisis químicos.• Síntesis de medicamentos.

Usos de las disoluciones en la vida cotidiana.Las disoluciones químicas no se dan solamente en los laboratorios o en los procesos industriales, sino que pueden encontrarse también en las cocinas de los hogares. Por ejemplo, la preparación de agua de limón es una disolución en agua de ácido cítrico y azúcar que no precisa ser realizada en un laboratorio

5.2. Tipos de disoluciones

Las disoluciones se pueden clasificar en función de la cantidad de soluto que se disuelve en una cantidad dada de disolvente a una determinada temperatura.Cada disolvente tiene la capacidad de disolver una cantidad máxima de soluto a una temperatura determinada. Según esta propiedad se pueden diferenciar cuatro tipos de disoluciones:

• Diluida: tiene poca cantidad de soluto respecto a la cantidad

máxima que puede disolver.• Concentrada: contiene mucha cantidad de soluto disuelto

respecto a la cantidad máxima que puede disolver.• Saturada: contiene la máxima cantidad posible de soluto disuelto.• Sobresaturada: contiene más soluto del que puede disolver. Al

soluto no disuelto se le llama precipitado

5.3. Concentración de una disolución

• La concentración es la expresión matemática que cuantifica la cantidad de soluto en una disolución. Hay varias formas de expresarla:

• Porcentaje en masa de soluto es la cantidad de gramos de soluto en cien gramos de disolución

• La concentración en masa entre volumen (g/l) expresa los gramos de soluto por litro de disolución

6. Métodos de separación de mezclas• Para separar las mezclas se utilizan diferentes métodos dependiendo de si la mezcla

es homogénea o heterogénea.Estos métodos son:

• La filtración: sirve para separar sólidos mezclados con líquidos. Por ejemplo, una mezcla de arena y agua. Se utilizan filtros sobre un embudo. El filtro permite el paso del líquido y retiene las partículas sólidas- Podemos separar así arena de agua.

• La decantación: sirve para separar líquidos de diferentes densidades en mezclas heterogéneas. Se usan embudos de decantación. Podemos separa así una mezcla de agua y aceite.

• La separación magnética: sirve para separar sólidos magnéticos de otros que no lo son. Se utilizan imanes. Por ejemplo, para separar virutas de hierro y arena.

• La evaporación: sirve para separar los componentes de una mezcla, uno escapa en forma de gas y el otro queda como residuo en el recipiente donde se calentó. Al calentar, por ejemplo, agua y sal, el agua se evapora y queda la sal como residuo.

• La destilación: sirve para separar líquidos de mezclas homogéneas. Se calienta la mezcla y como lo dos líquidos tienen diferente temperatura de ebullición, uno se evaporará y el otro continuará siendo líquido. Se usan destiladores. Por ejemplo, para separar alcohol y agua.