Mezclas y sus variaciones: homogénea, heterogénea PDF

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Resumen completo sobre las mezclas heterogéneas y homogéneas....

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Mezclas

Previamente, debemos recordar que en la formación de un compuesto químico se unen dos o más elementos en cantidades fijas. El producto de esta unión es una nueva sustancia, cuyas propiedades son diferentes a las de cada elemento químico por separado. Pero existe otra forma en que los elementos y los compuestos pueden unirse: las mezclas . A diferencia de lo que ocurre con los compuestos, cada componente de una mezcla conserva sus propiedades específicas, porque la unión es física y no química . Además, en una mezcla las cantidades en que se unen los componentes son variables. Una mezcla se caracteriza porque hay dos o más sustancias o elementos que se encuentran unidos, pero no combinados químicamente, y porque es posible separarlos. Una mezcla homogénea es aquella en la que sus componentes están mezclados de forma tal que es imposible diferenciarlos a simple vista, estando distribuidos de manera uniforme. Este tipo de mezcla se encuentra en una fase (estado de la materia) y se le conoce también como solución o disolución. Un ejemplo de una mezcla homogénea o solución es una taza de café caliente. Por el contrario, los elementos de una mezcla heterogénea son distinguibles a simple vista y su distribución no es uniforme. Las mezclas heterogéneas presentan al menos dos fases diferenciadas (sólido y sólido, por ejemplo). Un tazón de cereal con leche es un ejemplo de una mezcla heterogénea. Ejemplos: agregar azúcar a la limonada añadir chocolate a la leche mezclar agua con aceite agregar diluyente a una pintura poner tintura en el agua. A la luz delos ejemplos, podemos reconocer dos tipos de mezclas: homogéneas y heterogéneas. Mezclas homogéneas Son aquéllas en las que los componentes de la mezcla no son identificables a simple vista .

Una de las mezclas homogéneas más importantes de nuestro planeta es el aire . Está formado por varios componentes entre los que se destacan: oxigeno (elemento) nitrógeno (elemento) dióxido de carbono (compuesto) Como podemos apreciar, el aire posee componentes que son elementos y otros que son compuesto; sin embargo, ellos no se distinguen a simple vista, más aún, las cantidades en que se encuentran cada uno de los componentes de la mezcla puede variar y el aire sigue siendo aire. Entre las mezclas homogéneas se distingue una de tipo especial: la disolución o solución . Ésta cumple las características de una mezcla homogénea, pero es especial cuando los constituyentes de la mezcla son dos y éstos varían en las cantidades en que se combinan. Al componente que se encuentra en mayor cantidad se le denomina solvente o disolvente , y al que se encuentra en menor cantidad se le denomina soluto . Una mezcla homogénea es una mezcla que se encuentra en un estado de la materia específico (en una fase), en la que los elementos que la componen están mezclados uniformemente y de tal forma que no es posible diferenciarlos a simple vista. A este tipo de mezcla también se le conoce como solución o disolución. La cualidad de ser homogénea implica que no importa de dónde se retire una muestra de la mezcla, la distribución de sus componentes se mantendrá uniforme. Es decir, las partículas que componen la mezcla se encuentran distribuidas en la misma forma en toda la solución. Los componentes de una mezcla se encuentran de forma tal que no es posible diferenciar cada uno de ellos a simple vista. Esto significa que, para poder observar cada componente de una mezcla, se hace necesario tener algún tipo de aparato (por ejemplo, un microscopio). Características de una mezcla homogénea 

La mezcla de sus componentes es uniforme.



Se encuentra en una sola fase o estado de la materia.



No es posible diferenciar las sustancias que la componen a simple vista.



Está formada por uno o más solutos y un solvente.



Permanece estable siempre que se presenten las mismas condiciones (temperatura, presión).



Soluto y solvente son miscibles, particularmente en estado líquido.

Fases o estados de la materia en una mezcla homogénea Al ocurrir la disolución de sus componentes, el soluto en el solvente, la mezcla homogénea presenta una única fase. Cuando se habla de mezclas, una fase es el estado de la materia en que se encuentran sus componentes, ya sea líquido, sólido o gas. Cada fase que forma un estado de la materia mantiene sus propiedades y composición química en condiciones de temperatura y presión específicas. Si estas condiciones cambian, la fase se modifica, pasando a otro estado de la materia diferente. Un ejemplo de esto ocurre cuando la roca se derrite por un aumento de temperatura. Una mezcla homogénea o solución está compuesta por al menos dos sustancias que se encuentran en diferentes cantidades en la misma. El soluto y el solvente. Un soluto es la sustancia que se encuentra en menor proporción en la mezcla homogénea, adquiere la forma y las características del solvente (ya que se disuelve en este) y tiene un punto de ebullición superior a este. La fase más común en la que se encuentra es el estado sólido (aunque también se encuentra en los otros estados). Propiedades de una mezcla homogénea Las mezclas homogéneas, como las soluciones o disoluciones, poseen varias propiedades. En las mezclas homogéneas se presenta el fenómeno de la solvatación, el cual consiste en la disolución del soluto en el solvente. Las moléculas del soluto son rodeadas por las moléculas del solvente, cediendo sus iones a este último. Se presenta el principio de que lo similar disuelve lo similar , lo que significa que las moléculas de solutos polares solo interactúan con moléculas de solventes polares. Así mismo, los solutos no polares solo interactúan con solventes no polares. Otra propiedad es la solubilidad de una solución, que es el punto máximo en el que un solvente y un soluto ya no se pueden disolver. En este caso la solución puede estar: 

Saturada: el solvente es incapaz de disolver más al soluto.



Sobresaturada: se agrega más soluto a la solución y este permanece en su estado original.



Insaturada: cuando la cantidad de soluto es menor a la que el solvente es capaz de disolver.

Entre los factores que afectan la solubilidad se encuentra la polaridad y el volumen (tamaño) de las moléculas de una sustancia, la presión y la temperatura. Separación de mezclas homogéneas La destilación es una forma de separar mezclas homogéneas compuestas por líquidos miscibles (solubles) o un líquido y un sólido. En este caso, los líquidos se separan mediante ebullición. Una vez se llega al punto de ebullición de uno de los

componentes, este se evapora, separándose del otro. Un ejemplo de esto sucede cuando se destilan bebidas alcohólicas. Otra forma de separación de mezclas homogéneas es la cristalización. En esta, se busca que el soluto en fase no sólida pierda solubilidad, mediante su transformación en un sólido. Esto se puede conseguir evaporando el líquido, enfriándolo, provocando una reacción en este o adicionando algún otro elemento. Un ejemplo de esto se encuentra en la elaboración de sal a partir de agua del mar. Otros métodos de separación son la cromatografía, la evaporación y la extracción por medio de un disolvente.

Mezclas heterogéneas Son aquéllas cuyos componentes se pueden distinguir a simple vista. Por ejemplo: arena en un vaso de agua, harina tostada con agua, agua y aceite. En todos estos casos corresponden a una mezcla heterogénea, ya que se detectan dos fases diferentes. Como ya dijimos, en este tipo de mezclas las cantidades en que se encuentran los componentes no son fijas, a diferencia de lo que ocurre en el caso de los compuestos químicos. Ahora bien, lo característico de una mezcla es que sus componentes pueden separarse mediante diferentes procedimientos . Dichos métodos son físicos ya que no alteran las propiedades de los componentes de la mezcla y con ellos se logra aislar cada uno de ellos sin cambiar su composición. Una mezcla heterogénea es una mezcla que se encuentra en al menos dos estados de la materia distintos (dos fases), sus componentes están mezclados de manera no uniforme y es posible diferenciarlos a simple vista. Mientras que en una mezcla homogénea los componentes están distribuidos de la misma forma, en cualquier región de la mezcla, en una mezcla heterogénea los componentes están distribuidos en cantidades distintas. Es decir, una porción o ejemplar que se tome de una mezcla heterogénea puede contener más o menos de alguno de sus elementos. Las propiedades de cada componente de una mezcla heterogénea no se modifican al mezclarlos. Cuando sus componentes se mezclan, particularmente en estado líquido, estos son inmiscibles. La miscibilidad significa que un elemento es soluble en otro (por ejemplo, sal de mesa en agua en una mezcla homogénea). Entonces, en el caso de las mezclas heterogéneas, cuando se mezclan dos líquidos, estos mantienen sus propiedades, sin que haya solubilidad. Es decir, sus elementos son inmiscibles. Por ejemplo, la mezcla entre el aceite y el agua, es una mezcla heterogénea de líquidos inmiscibles.

Características de una mezcla heterogénea 

No hay una distribución uniforme de los elementos que la conforman.

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Es común que sus componentes se puedan distinguir a simple vista.

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Toda mezcla que presenta dos estados de la materia es heterogénea.

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Sus componentes no son miscibles y se mantienen separados físicamente.

Fases o estados de la materia en una mezcla heterogénea Una mezcla heterogénea se encuentra en al menos dos fases distintas de la materia. Esto significa que cada elemento mantiene sus propiedades intactas. Es decir, una mezcla heterogénea puede estar formada por dos líquidos que pueden ser separados y diferenciados a simple vista, debido a que cada uno mantiene su fase y propiedades particulares. Lo mismo ocurre si se mezclan dos o más sólidos, como en el caso de una mezcla de pimientos en polvo. Tipos de mezclas heterogéneas Cuando los componentes de una mezcla heterogénea se encuentran en diferentes fases (por ejemplo, un líquido y un sólido), a esta mezcla se le conoce como suspensión. Las suspensiones se caracterizan porque el sólido no se disuelve en el otro componente, sea este un gas o un líquido. Aun si se revuelven sus componentes, eventualmente estos se encontrarán en porciones separadas de la mezcla. Las partículas que forman el sólido de una suspensión son de tal tamaño que la gravedad terrestre tiene un efecto sobre ellas, superando la fuerza que las uniría a la otra sustancia. Además, es posible separar la mezcla por medio de la filtración. Arena mezclada con agua es un ejemplo de una suspensión. Si se colocan en un recipiente y se agita, la arena eventualmente se depositará en el fondo del recipiente. Otro tipo de mezclas heterogéneas es conocido como coloides. En estos, las partículas son de menor tamaño que en las suspensiones, solo podrán ser observadas a través de un microscopio y no es posible separarlas por medio de la filtración. Estas se caracterizan porque sus partículas son capaces de dispersar la luz cuando pasa a través de una mezcla coloidal, haciéndose visible, creando el efecto Tyndall (en honor al físico irlandés John Tyndall, 1820-1893). Este fenómeno se debe al tamaño de las partículas de las mezclas coloides. La mayonesa es un ejemplo de coloide. Específicamente de una emulsión, ya que sus componentes principales se encuentran en estado líquido y uno de sus elementos funciona como emulsificante. Los ingredientes que normalmente se utilizan para elaborar mayonesa son aceite, agua, huevo, etc. El agua y el aceite no son solubles entre sí, lo que quiere decir que son inmiscibles.

Separación de mezclas heterogéneas Las mezclas heterogéneas se pueden separar empleando diferentes métodos como la filtración, la decantación, la sedimentación, la centrifugación, el secado o la separación magnética. En el caso de la filtración, esta consiste en separar los componentes de una mezcla que se encuentran en diferentes fases o estados de la materia, específicamente un sólido no soluble y un líquido. Un ejemplo sería utilizar un filtro para separar la pulpa u otras partes de una fruta, del zumo resultante. Cuando una mezcla está compuesta por dos líquidos que no se disuelven entre sí y con diferente densidad, esta mezcla puede separarse por medio del método de la decantación. Esta consiste en dejar reposar la mezcla en un recipiente y, cuando uno de los líquidos quede sobre la superficie, utilizar un embudo para verterlo en otro recipiente. Por ejemplo, si se desea separar agua y aceite, se espera a que el aceite se sitúe en superficie, para luego colocarlo en otro recipiente. Entre otras formas de separar mezclas heterogéneas se encuentran la sedimentación (esperar que uno de los componentes se sedimente), la centrifugación (separar los componentes mediante rotación).

Cuadro comparativo:

Definición Características

Mezcla homogénea

Mezcla heterogénea

Es una mezcla cuyos componentes están mezclados de forma uniforme, encontrándose en una sola fase.

Es una mezcla en la cual sus elementos no están distribuidos de manera uniforme y presenta al menos dos fases.

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Las sustancias que la componen están distribuidas uniformemente.

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Sus componentes no se encuentran distribuidos de forma uniforme.

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No es posible distinguir sus componentes por separado a simple vista.

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Es posible distinguir sus componentes a simple vista.

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Se encuentra en una sola fase (estado de la materia).

Se encuentra en al menos dos fases (estados de la materia).

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Mantiene la misma composición química a lo largo de toda la solución.

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La composición química de sus elementos varía según la región de la mezcla.

Mezcla homogénea 

Mezcla heterogénea

A sus componentes en una solución se les conoce como soluto y solvente.

Solubilidad

Al mezclar sus componentes (particularmente líquidos) estos son miscibles (solubles).

Sus componentes son inmiscibles entre sí (no son solubles).

Métodos de separación

Destilación, cristalización, cromatografía, extracción por disolvente, evaporación.

Filtración, decantación, sedimentación, centrifugación.

Ejemplos

Aire, aleaciones como el bronce o el acero, agua mezclada con azúcar o sal de mesa.

Aderezos (vinagre + aceite), ensaladas, mezcla de concreto, cubos de hielo en una bebida....