Mezcla, combinación y descomposición

Proyecto Salón Hogar

Ahora que conocemos la clasificación de la materia, es importante diferenciar algunos términos muy comunes usados en química y que serán útiles cuando veamos las reacciones químicas.

Aparte de la definición y clasificación de las mezclas, es conveniente tener presente que a ellas se puede agregar dos, tres o más sustancias, en cantidades indefinidas. Al final de cualquier mezcla seguiremos teniendo las sustancias que agregamos y en las mismas cantidades, es decir, no surgirá nada nuevo. Es el caso de una ensalada, por ejemplo, la que solo es una mezcla de verduras o frutas, o del aire, que es una mezcla de gases, o de la sal disuelta en agua, que es una mezcla de agua y sal, al igual que el aceite y agua, que se pueden separar utilizando los medios adecuados.

Otro concepto que hay que saber es el de combinación, que es un cambio químico donde, a partir de dos o más sustancias, se puede obtener otra (u otras) con propiedades diferentes. Para que esto suceda, debemos agregar las sustancias que queremos combinar en cantidades perfectamente definidas. Además, para que se produzca efectivamente la combinación, también se necesitará liberar o absorber calor (intercambio de energía). Este calor se le puede suministrar, por ejemplo, con un mechero. Un ejemplo es el cobre, donde cierta cantidad de él reaccionará con el oxígeno del aire cuando se le acerque la llama de un mechero. Entonces se combinan el cobre y el oxígeno, y se formará óxido de cobre gracias a la energía proporcionada por el calor de la llama del mechero.
 

En esta reacción, el Cu y el O2 son los reactantes y el CuO es el producto de la reacción química.

Además de los mencionados anteriormente, la descomposición también es otro cambio químico, por medio de la cual se pueden obtener dos o más sustancias con diferentes propiedades, a partir de una sustancia compuesta (formada por dos o más átomos).

Un ejemplo es cuando se calienta óxido de mercurio y se consigue oxígeno y mercurio; o se hace reaccionar el dicromato de amonio para obtener nitrógeno, óxido crómico y agua.

En resumen, tanto en la combinación como en la descomposición, y con la necesaria intervención del calor (al liberar y absorber energía), al final del proceso tendremos sustancias distintas a las originales.

Separando mezclas

Hasta ahora hemos abordado diferentes tipos de mezclas y conocemos sus clases; pero también es importante poder reconocer los elementos que la integran, porque eso facilita su separación una vez que se han mezclado. Para este propósito, te mostraremos y explicaremos los distintos métodos de separación que existen y que se basan en las diferencias entre las propiedades físicas de los componentes de una mezcla. Algunas de estas propiedades son: punto de ebullición, densidad, punto de fusión, solubilidad, presión de vapor, etc.

Los métodos más conocidos de separación son: filtración, decantación y destilación.

La filtración consiste en retener partículas sólidas por medio de una barrera, la cual puede consistir en mallas, fibras, material poroso o un relleno sólido. Un ejemplo es hacer pasar una mezcla de arena con agua por una malla; en la malla queda atrapada la arena, mientras que en un recipiente recuperamos el agua.

Con el experimento de las uvas te debe haber quedado claro cómo funciona la filtración. En ese ejercicio pudiste observar cómo, después de exprimir manualmente las uvas en un recipiente de plástico y obtener el jugo, el colador actuó como una barrera que separó el jugo de uvas al caer este hacia el vaso, mientras que en la malla quedaron retenidas pepas y algunas fibras de la uva. De esta forma, quedaron aparte los componentes sólidos (pepas y fibra) de los líquidos (jugo).

Glosario Densidad: propiedad de la materia que mide la relación entre la masa y el volumen de un determinado cuerpo.

Por otra parte, la decantación consiste en dividir los componentes que contienen diferentes fases, como, por ejemplo, dos líquidos que no se mezclan (agua y aceite). La condición básica para usar este tipo de separación es que exista una diferencia significativa entre las densidades (ver glosario) de las fases. Eso se puede comprobar claramente en el experimento del agua y aceite que te mostramos. Al principio se puede ver que se forman dos fases: una superior, en donde se ubica el aceite, y otra inferior, donde se encuentra el agua.

La explicación de por qué el agua está abajo es que es más pesada que el aceite o, en otras palabras, posee más densidad. Y el aceite, como es menos denso, se mantiene arriba. Así, se ha producido la separación de los componentes por decantación. Incluso, puedes lograr separar ambos líquidos si viertes cuidadosamente el aceite a otro tubo de ensayo o recipiente, de forma que en el primer tubo permanezca solo el agua de la mezcla, recuperando los componentes originales de ella.

Glosario Punto de ebullición: temperatura a la cual una sustancia pasa del estado líquido al gaseoso.

Otro método de separación conocido es la destilación, la cual consiste en apartar los componentes de una mezcla basándose en las diferencias en los puntos de ebullición (ver glosario) de dichos componentes.

Un compuesto de punto de ebullición bajo se considera volátil, es decir, que puede convertirse más fácilmente en vapor, en relación con otros componentes de punto de ebullición mayor. Esto queda claro cuando se desea separar el alcohol del agua.

¿Sabías que? El azúcar se disuelve mejor en té caliente que en agua fría, debido a que, por lo general, la solubilidad (la capacidad para disolverse) de un sólido aumenta con el incremento de la temperatura, y de esta forma obtendremos una mezcla homogénea. Las peligrosas arenas movedizas son una mezcla que está conformada principalmente por agua y polvo de sílice.

El alcohol es más volátil que el agua (su punto de ebullición es cercano a los 78ºC, mientras que el de agua es más alto, de 100ºC); por lo tanto, al destilar una mezcla de partes iguales de estos líquidos, como el alcohol es más volátil que el agua, al calentar la mezcla se volatilizará (evaporará) más rápido que el agua, y podrá ser recuperado en otro recipiente. Después de que la temperatura aumente a 100 grados, se detiene el proceso y el agua queda en el recipiente inicial de la mezcla.

Podrás apreciar una situación similar en el experimento de destilación para separar el agua de la sal en una solución salina, es decir, agua salada. Al encender el mechero y calentar la olla que contiene la solución salina, el agua se va evaporando, y al llegar a la superficie de la tapa, que está colocada inclinada hacia el borde de la olla, se condensa. Debido a la inclinación de la tapa, las gotas de agua comienzan a precipitarse en el molde de vidrio. De esta manera se obtiene el agua, y en la olla se recobra la sal que inicialmente se utilizó para la mezcla.