Clasificacion De La Materia

CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA

La química se conoce como el estudio de la materia y los cambios que experimenta.

La materia es cualquier cosa que se puede ver y tocar (como el agua, tierra y árboles) o no (como el aire). Así, cada cosa del universo tiene una relación “química”.

Los químicos distinguen varios subtipos de materia según su composición y propiedades. La clasificación de la materia comprende las sustancias, las mezclas, los elementos y los compuestos, así como los átomos y las moléculas.

Toda muestra de matera se clasifica como sustancia pura o como mezcla. Una sustancia pura puede ser un elemento o un compuesto.

SUSTANCIAS Y MEZCLAS

Una sustancia es una forma de materia que tiene una composición definida (constante) y propiedades características. Algunos ejemplos son el agua, el amoniaco, el azúcar (sacarosa), el oro y el oxígeno. Las sustancias difieren entre sí en su composición y pueden identificarse por su apariencia, olor, sabor y otras propiedades.

Una sustancia pura es una sustancia química particular compuesta de la misma clase de materia, con partículas del mismo tipo en toda su extensión. La composición de una sustancia pura es definida y fija. No pueden separarse en sus componentes por métodos físicos.

Según la composición química, las sustancias puras se clasifican en: sustancias simples o elementos químicos, y sustancias compuestas o compuestos químicos.

Una mezcla es una combinación de dos o más sustancias en la cual las sustancias conservan sus propiedades características. Algunos ejemplos familiares son el aire, las bebidas gaseosas, la leche y el cemento. Las mezclas no tiene una composición constante, por lo tanto las muestras de aire recolectadas de varias ciudades probablemente tendrán una composición distinta debido a sus diferencias en altitud y contaminación, entre otros factores. También, el jugo de naranja es una mezcla que contiene jugo, pulpa, agua y diversas sustancias químicas naturales y aditivos químicos, según la marca de jugo. También es mezcla un pastel, una galleta, un vaso de té o un refresco.

En una mezcla, la sustancia que se encuentra en mayor proporción recibe el nombre de fase dispersante o medio, y la que se encuentra en menor proporción recibe el nombre de fase dispersa. De acuerdo con la fuerza de cohesión entre las sustancias, el tamaño de las partículas de la fase de dispersa y la uniformidad en la distribución de estas partículas las mezclas pueden ser homogéneas o heterogéneas.

TIPOS DE MEZCLAS: homogéneas y heterogéneas

Cuando una cucharada de azúcar se disuelve en agua obtenemos una mezcla homogénea, es decir, la composición de la mezcla es la misma en toda disolución. Sin embargo, si se juntan arena y virutas de hierro permanecerán como tales. Este tipo de mezcla se conoce como mezcla heterogénea debido a que su composición no es uniforme.

Las mezclas homogéneas son aquellas mezclas que poseen la máxima fuerza de cohesión entre las sustancias combinadas; es uniforme en toda su extensión, tienen partículas que no se pueden diferenciar a simple vista, con una lupa o un microscopio, es decir, se perciben como en una sola fase. El tamaño de estas partículas es inferior a 10-5cm.

Una sustancia pura es un material homogéneo que siempre tiene la misma composición fija e invariable y cuyas propiedades físicas y químicas son siempre las mismas.

Las disoluciones también son mezclas homogéneas, que tienen partículas menores de 10-8cm; sus componentes se conocen como soluto y solvente: el soluto se disuelve en el solvente y se encuentra generalmente en menor proporción. Los sólidos como el azúcar y la sal se disuelven en agua y forman soluciones. Las mezclas de líquidos miscibles, como el alcohol y el agua, son soluciones; son uniformes en su totalidad. Casi todas las alteraciones metálicas, como el bronce, el latón y el acero, son soluciones de un sólido disuelto en otro sólido; son homogéneas.

Las mesclas heterogéneas son aquellas mezclas en las que la fuerza de cohesión entre las sustancias es menor; las partículas de la fase dispersa son más grandes que en las soluciones y dichas partículas no se encuentran distribuidas de manera uniforme. De esta forma, sus componentes se pueden distinguir a simple vista, con una lupa o microscopio. El tamaño de estas partículas es superior a 10-5cm. El prefijo hetero significa “diferente”. En una mezcla heterogénea la composición de una zona o fase difiere de la composición de otra zona o fase. Una mezcla de aceite y agua o la reunión de arena y piedras son ejemplos de mezclas heterogéneas.

Tipos de mezclas heterogéneas. Estas pueden ser:

Las mezclas groseras: tienen tamaños de partículas muy grandes, como es el caso del granito que tiene feldespato, mica y cuarzo diferenciables.

Suspensiones: tienen partículas más pequeñas que las mezclas groseras, las cuales quedan suspendidas en un líquido por un tiempo y posteriormente precipitan. Generalmente están formadas por una fase dispersa sólida insoluble en la fase dispersante liquida, por lo cual tienen un aspecto opaco y, si se dejan en reposo, las partículas de la fase dispersa se sedimentan. El tamaño de las partículas de la fase dispersa es mayor que en las disoluciones y en los coloide, como es el caso de mezcla de agua y arena.

Coloides: son mezclas heterogéneas en las cuales las partículas de la fase dispersa tiene un tamaño intermedio entre las disoluciones y las suspensiones y no se sedimentan. Las partículas coloidales se reconocen porque pueden reflejar y dispersar la luz. Por ejemplo, la clara de huevo y el agua jabonosa son coloides.

Si la mezcla se encuentra en estado líquido y parece homogénea, se recurre al criterio óptico, identificando la presencia del efecto Tyndall. Este criterio de clasificación en las mezclas, consiste en hacer pasar luz a través de ella, y observar si el rango de luz se hace visible o no. Cuando el haz de luz pasa por una disolución no se verá reflejado a través de ella, es invisible, sin embargo, al pasar por un coloide el haz de la luz se ve reflejado.

ELEMENTOS Y COMPUESTOS

Las sustancias pueden ser elementos o compuestos. Un elemento es una sustancia que no se puede separar en sustancias más simples por medios químicos. Hasta la fecha, se han identificado 117 elementos. La mayoría de ellos se encuentran en forma natural en la Tierra, Los demás se han obtenido por medios científicos a través de procesos nucleares. El hierro, el oro y el oxígeno son ejemplos de elementos químicos, ya que no pueden descomponerse en otras sustancias diferentes a ellos.

Por conveniencia, los químicos representan a los elementos mediante símbolos de una o dos letras, la primera letra siempre es mayúscula, pero la siguiente siempre es minúscula. Por ejemplo, Co es el símbolo del elemento cobalto, mientras que CO es la fórmula de la molécula de monóxido de carbono. Los símbolos de algunos elementos derivan de sus nombres en latín, por ejemplo, Au de aurum (oro), Fe de ferrum (hierro) y Na de natrium (sodio), pero la mayoría derivan de sus nombres en inglés.

Los elementos químicos se clasifican en dos grandes grupos: los metales y los no metales.

Los átomos de la mayoría de los elementos pueden interactuar con otros para formar compuestos. Por ejemplo, el agua se forma por la combustión del hidrógeno gaseoso en presencia de oxígeno gaseoso. El agua tiene propiedades muy diferentes de aquellas de los elementos que le dieron origen: está formada por dos partes de hidrógeno y una parte de oxígeno. Esta composición no cambia, sin importar si el agua proviene de un grifo de EEUU, de un lago de Mongolia o de las capas de hielo de Marte. En consecuencia, el agua es un compuesto, una sustancia formada por átomos de dos o más elementos unidos químicamente en proporciones definidas. A diferencia de las mezclas, los compuestos sólo pueden separarse en sus componentes puros por medios químicos.

Cada compuesto tiene una formula química que indica las proporciones en que se combina cada elemento. La fórmula química del amoníaco es NH, lo que indica que un átomo de nitrógeno está combinado con tres átomos de hidrógeno. Las propiedades de los compuestos son diferentes de las propiedades de los elementos individuales que los forman.

Por ejemplo, la sal común puede descomponerse fundiéndola primero y luego haciendo pasar una corriente eléctrica a través del líquido, para obtener los elementos sodio y cloro. La sal común es un compuesto, y tiene una composición definida: 39.3% de sodio y 60.7% de cloro en masa. Los compuestos tienen propiedades características únicas, diferentes de las propiedades de los elementos en cuestión.

Los compuestos se pueden clasificar en dos grandes grupos:

Los compuestos orgánicos: son aquellos que tienen al carbono como elemento principal. Los carbohidratos, los lípidos y las proteínas son ejemplos de compuestos orgánicos.

Los compuestos inorgánicos: son aquellos que no tienen al carbono como elemento principal. El agua (H_2 O) y el cloruro de sodio (NaCl) son ejemplos de compuestos inorgánicos.

TÉCNICAS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS

Teniendo en cuenta la clasificación de la materia, las mezclas son materiales susceptibles de separación por métodos físicos y mecánicos, hasta recuperar sus componentes en forma pura, o parcialmente pura, para su determinación analítica, o para eliminar otros componentes no deseados.

Pueden encontrarse en cualquier estado físico,

...