1. Taller de Ciencias Métodos de separación y fraccionamiento
Sustancias puras: elementos y compuestos.
Debemos en primer lugar definir QUÍMICA para saber que vamos a estudiar en esta
unidad del taller.
Muy sintéticamente podemos decir que la QUÍMICA es la ciencia que estudia la
composición de la materia, sus transformaciones en distintas sustancias y las
uniones que se presentan en ellas.
Debemos ahora definir materia.
MATERIA es todo aquello que nos rodea y ocupa un lugar en el espacio.
O sea que todo lo que nos rodea en esta aula, es materia: los libros, el aire, las
ventanas, etc.
Los distintos tipos de materia, están formados por distintas sustancias.
Las sustancias están formadas por partículas (átomos o moléculas) iguales, tienen una
composición fija, no pueden separase por medios físicos.
Se representan mediante símbolos formados por una o dos letras.
Todos los símbolos de los distintos tipos de elementos, están representados en la tabla
periódica de los elementos.
Cuando una sustancia formada por dos o más átomos entonces hablamos de
moléculas
Las sustancias puras a su vez se clasifican en sustancias simples y sustancias
compuestas.
En las sustancias simples son las formadas por un solo tipo de átomos (o sea que su
fórmula química tendrá una sola letra que represente al nombre del átomo de ese
elemento)
Las sustancias simples, a su vez, pueden ser moleculares o atómicas, y no se
descomponen en otras sustancias distintas.
Ejemplo: atómicas: helio (He) sodio (Na) aluminio (Al) potasio (K)
moleculares: oxígeno(O2), nitrógeno (N2),cloro (Cl2), ozono (O3),
En las sustancias compuestas encontramos que su fórmula química está formada
por 2 ó más átomos distintos (o sea que su fórmula química tendrá dos o más letras
que representaran al nombre de cada uno de los átomos de cada elemento que la
forman)
Los compuestos están formados por moléculas y éstas están formadas por unión de
átomos de distintos elementos.
Todas las moléculas del mismo compuesto son iguales entre sí. Los compuestos
químicos pueden separarse por medios químicos.
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Ejemplo:
 El agua (sustancia pura compuesta) (H2O) estará formado solamente por
moléculas de agua. El agua puede descomponerse en sus elementos Hidrógeno
(H2) y Oxígeno (O2) por un medio químico (la electrólisis).
 El dióxido de carbono (sustancia pura compuesta) (CO2) estará formado
solamente por moléculas
de dióxido de carbono. El dióxido de carbono puede descomponerse en sus
elementos Carbono
(C) y Oxígeno (O2) por un medio químico.
PROPIEDADES FUNDAMENTALES DE LA MATERIA
Las propiedades de la materia se pueden dividir en dos clases. Las propiedades
extensivas y las intensivas.
Las propiedades extensivas varían dependiendo de la cantidad de sustancia que
estamos estudiando.
Estas propiedades se encuentran en todas las sustancias. Ejemplo: la masa, el peso, la
longitud, el volumen, etc.
Las propiedades intensivas se mantienen constantes independientemente de la
cantidad de sustancia que estamos estudiando.
Son aquellas que sirven para diferenciar a una sustancia de otra. Su valor es específico
y no depende de la cantidad de masa que se estudia.
Por ejemplo, cada muestra de una sustancia, sin importar su tamaño, tiene la misma
densidad en todas sus partes. Otras propiedades intensivas son: temperatura de fusión,
temperatura de ebullición, viscosidad, color, textura, solubilidad, dureza, brillo, etc.
CONCEPTO DE MEZCLA Y COMPUESTO QUÍMICO
La materia puede estar formada por moléculas diferentes y en ese caso se llama una
MEZCLA o por moléculas que son todas iguales que es lo que llamaríamos un
COMPUESTO QUÍMICO, o una SUSTANCIA QUÍMICAMENTE PURA.
Ejemplos importantes relacionados con
la vida diaria son el aire y el agua.
MEZCLA DE AIRE
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El aire está formado, en su mayor proporción, por moléculas de nitrógeno y de oxígeno,
esto significa que el oxígeno y el nitrógeno son dos sustancias completamente
independientes, entre las cuales no existe ninguna unión. Los enlaces químicos son en
este caso de átomos de oxígeno con otros átomos de oxígeno, los de los átomos de
nitrógeno son con otros átomos de nitrógeno, por eso el aire es una mezcla. En el aire
hay más sustancias solo nos hemos referido a las dos más importantes.
Como entre N2 y O2 no hay enlace químico los puedo separar por procedimientos
FÍSICOS (cambios de estado, cromatografía, solubilidad, etc.)Utilizamos el oxigeno del
aire en la respiración.
Sin embargo el agua es un compuesto
químico en el que cada átomo de El agua es un
oxígeno está unido con dos de compuesto
hidrógeno compartiendo sus
químico
electrones, si quiero separarlos hay
que aportar energía que rompa
primero el enlace.
El oxígeno del agua no lo podemos utilizar para respirar, primero tendríamos que
romper la unión con el hidrógeno y para ello se necesita una energía y unas
condiciones que nuestro organismo no puede realizar.
En la naturaleza es muy difícil encontrar compuestos químicos o sustancias
químicamente puras, en general lo que tenemos son mezclas.
Las mezclas pueden ser homogéneas y heterogéneas.
En las Homogéneas, como indica su nombre, no se distinguen a simple vista los
componentes y se conocen con el nombre de disoluciones o soluciones.
Ejemplos:
 El aire sería una solución.
 Si echamos sal en el agua la sal desaparece formando una mezcla homogénea,
se trata de una disolución y como es una mezcla podremos separar los
componentes por un procedimiento físico, en esta caso bastaría con dejar
evaporar el agua.
SEPARACIÓN DE MEZCLAS:
Técnicas de separación de mezclas heterogéneas
Independiente del tipo de mezcla, los componentes de la misma, pueden ser separados
con cierta facilidad a través de las técnicas de laboratorio, sin que cambien las
propiedades físicas y químicas que estos tienen. A continuación describiremos las
técnicas más usadas por los químicos:
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Tria: Permite separar sustancias de una mezcla que tienen un tamaño considerable,
utilizando una pinza o simplemente los dedos.
Imantación: Permite separa mediante un imán, sistemas donde una de las
fases tiene propiedades magnéticas. Ej.: arena con limaduras de hierro,
partículas de hierro que puedan acompañar a los cereales ; recoger agujas o
alfileres, etc.
Flotación: Se emplea para separar solamente y se agrega un líquido con peso
específico que no altere a los cuerpos que forman al sistema. Ej.: aserrín y arena,
corcho con minerales.
Filtración: A través de
materiales porosos como el papel
filtro, algodón o arena se puede
separar un sólido que se
encuentra suspendido en un
líquido. Estos materiales
permiten solamente el paso del
líquido reteniendo el sólido.
Decantación: Esta técnica de
separación se basa en las diferentes
densidades de los componentes de las
mezclas líquidas y no solubles entre sí.
Esta técnica utiliza un embudo especial
llamado embudo o ampolla de
decantación.
de distinto tamaño, a través de un
Tamizado: Este método de separación tamiz. Los granos más pequeños
es uno de los más sencillos y consiste atraviesan el tamiz y los más grandes
en hacer pasar una mezcla de sólidos, son retenidos
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Técnicas de separación de mezclas homogéneas
Destilación: Técnica utilizada para
purificar un líquido o separar los
líquidos de una mezcla líquida.
Comprende dos etapas: transformación
del líquido en vapor y condensación del
vapor.
Cromatografía: Técnica que permite separar Se pueden utilizar muchos
los componentes de una mezcla haciéndola medios adsorbentes: tiza,
pasar a través de un medio adsorbente arena, papel filtro, etc.
(adhesión a una superficie). Una de las más
sencillas es la cromatografía en papel que
emplea como medio adsorbente papel filtro y
como solvente un líquido. Los distintos
componentes se separan debido a que cada uno
de ellos manifiesta diferentes afinidades por el
papel filtro o por el disolvente. La tinta de la
lapicera de pluma, a simple vista parece
totalmente homogénea, pero está formada por
distintos componentes que se pueden
separar con facilidad, basta dejarla correr en un
medio adsorbente por acción de un disolvente.
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