La mayor parte de la materia que vemos a diario consiste en mezclas de dos o mas sustancias.
Mezclas: combinaciones de dos o mas sustancias en las que cada una conserva su propia identidad química y sus propiedades. Cuando de una cantidad de materia pueden separase sus componentes por medios físicos.
Soluciones: El aire es una solución gaseosa; la gasolina es una solución liquida; el latón es una solución sólida.
Una mezcla heterogénea es materia compuesta de diversas fases, cuyas propiedades locales varían en diferentes puntos de la muestra. Ejemplos: granito, espuma, lodo, emulsión aceite agua, la arena, las rocas y la madera.
Una mezcla homogénea esta formada también por diferentes componentes, que pueden separarse de ella por métodos físicos, pero su apariencia es total mente uniforme; se trata de una sola fase suelen denominarse disoluciones o soluciones, La proporción de los componentes de una disolución puede variarse arbitrariamente. Ejemplos: El latón. Y bronce son soluciones sólidas. El aire es una solución gaseosa. La sal, azúcar, alcohol disueltas en agua y la gasolina son soluciones liquidas.
Sustancia pura (que normalmente llamamos solo sustancia) se compone íntegramente de la misma materia con la misma clase de partículas. Mediante métodos químicos es posible su descomposición en elementos.Podemos clasificar las sustancias como compuestos o elementos. Los compuestos se componen de dos o más elementos, y por tanto contienen dos o más clases de átomos (moléculas). Un elemento es una sustancia pura que no es posible descomponer en otros componentes más simples por métodos químicos.
Separación de mezclas
En química es de suma importancia la separación de los componentes de las mezclas y soluciones, pues el grado de pureza de una sustancia y su determinación es fundamental en esta ciencia. En la fabricación de medicinas, alimentos y otros productos químicos la pureza es indispensable Para ello se aplican diversos métodos mecánicos y físicos como: decantación, filtración, cristalización, destilación, etc.
Decantación: es una operación mecánica que tiene por objeto separar un líquido de un cuerpo insoluble, sólido o liquido, con el que esta en contacto. La sustancia sólida, que tiene mayor densidad, se deposita, por gravedad, en el fondo del recipiente de decantación. También se aplica en la separación de dos líquidos inmiscibles La operación puede efectuarse por medio de sifones, pipetas o embudos de separación.
Filtración: tiene por objeto separar sustancias sólidas de sustancias liquidas, que se encuentran mezcladas. Se fundamenta en la propiedad que poseen los filtros de ser permeables a los líquidos y retener los sólidos. Par a realizar esta operación se emplean filtros y embudos de diferentes clases, según el caso.
La filtración se aplica cuando hay que separar una suspensión fina, cuya velocidad de sedimentación es muy pequeña o cuando es necesario obtener la sustancia sólida. Con la menor cantidad de humedad posible. A nivel industrial se utilizan filtros de capas (filtro prensa), filtros de tambor y filtros de arena para el tratamiento de aguas residuales, entre otros.
Evaporación: es la transformación de un líquido a vapor por incremento de temperatura basta que el líquido hierva o ebulla. Al evaporar un disolvente, solo el disolvente pasa a vapor, mientras el sólido disuelto permanece (sólido puro) y la disolución residual se concentra; este proceso se llama concentración por evaporación. El líquido puede o no recuperarse dependiendo del tipo de evaporador o evaporación requerida. A nivel laboratorio la evaporación se lleva a cabo en una cápsula.
Existen diferentes tipos de evaporadores utilizados en la industria como: La marmita abierta en la que se hierve el liquido La artesa el líquido se evapora lentamente al aplicar energía solar basta que el sólido cristaliza.
Sublimación: consiste en el paso de un sólido a vapor o gas y de este nuevamente a sólido, aparentemente sin pasar por el esta do liquido. Este proceso se emplea para separar sólidos de sólidos.
Cristalización: se basa en la solubilidad, específicamente en el cambio esta con la temperatura. Es bien conocido que la cantidad de sal que se disuelve en agua aumenta con la temperatura. Cuando una disolución caliente y satura da se enfría, la sal se cristaliza. Cuando dos sustancias diferentes están disueltas, como cada una tiene una solubilidad característica, se puede cristalizar primero una y después la otra durante el enfriamiento, lo que se conoce como separación por cristalización fraccionada.
Centrifugación: este método consiste en la separación de sólidos en suspensiones finas o turbias, difíciles de filtrar; por medio de la aplicación de la fuerza centrifuga, así se consigue mas rápidamente la separación del sólido y el liquido, que la filtración o la decantación. Algunos tipos de centrifugas son:
– Centrífuga tamiz, se utiliza para separar cristales de las aguas madres(azúcar, sales) o para el escurrido de fibras (lana, ropa)
– Centrifuga de tazón y centrifuga de tambor.
Cromatografía: este método consiste en separar mezclas de gases o líquidos por el paso de estas a través de un medio poroso adecuado, con ayuda de solventes. Por este proceso se separan y analizan mezclas de: aire, productos extraídos de plantas, etc., o bien productos elaborados como tintas, lápices labiales, etc.