Mezclas homogéneas

Propiedades de mezclas homogéneas

Las mezclas homogéneas (también llamadas mezclas uniformes) se caracterizan por el hecho de que sus componentes no pueden reconocerse ni a simple vista ni con instrumentos ópticos simples, como una lupa. La transformación de sustancias individuales en mezclas homogéneas o el proceso inverso, es decir, la separación de una mezcla en sus componentes individuales, se produce mediante procesos físicos denominados mezcla y separación. Todas las sustancias que forman una mezcla mantienen sus propiedades originales. Se caracterizan por el hecho de que no existen enlaces químicos entre ellos. Sin embargo, los componentes de mezclas homogéneas pueden tener diferentes estados físicos. Las soluciones son ejemplos de tales mezclas homogéneas. Su principal componente es el disolvente en el que se disuelven (o dispersan) los demás componentes de la mezcla. En soluciones líquidas, el solvente está en forma de líquido, sin embargo, en soluciones gaseosas el solvente es un gas y en aleaciones metálicas es un sólido.

Métodos de separación de componentes de mezclas homogéneas.

Las mezclas homogéneas se forman combinando sus componentes mediante métodos físicos. La elección de un método de separación adecuado depende principalmente del estado físico de los componentes individuales de la mezcla. Cuando se mezclan, los componentes de las mezclas homogéneas conservan sus propiedades originales. Estas propiedades también influyen en el método de separación de la mezcla. Estos incluyen la densidad, la solubilidad y el punto de ebullición. A continuación se proporcionan varios ejemplos de métodos para separar mezclas homogéneas.

Destilación

La destilación es un método efectivo para separar componentes líquidos de mezclas homogéneas. La destilación requiere puntos de ebullición relativamente bajos de los componentes individuales y su estabilidad térmica (para evitar la degradación a altas temperaturas). Para destilar las sustancias individuales, la mezcla debe calentarse gradualmente en un matraz de destilación conectado a un condensador. Cuando la temperatura aumenta gradualmente, los siguientes componentes de la mezcla homogénea comienzan a hervir (en una secuencia que depende de sus puntos de ebullición). Pasan de un estado líquido a un estado de vapor, que se dirige a un condensador. El agua de refrigeración que fluye en él (a contracorriente) enfría los vapores y los condensa. De esta forma se destilan todos los componentes de la mezcla.

cristalización

El proceso de cristalización es el opuesto a la destilación. Se utiliza para precipitar en cristales los componentes de mezclas homogéneas, mediante la evaporación controlada del disolvente. En el primer paso del proceso de cristalización, se debe evaporar la mayor cantidad de solvente posible para obtener una solución saturada. Luego, la solución se enfría. A medida que baja la temperatura, se sobresatura y los cristales de la sustancia original disuelta en la solución comienzan a crecer lentamente. En condiciones estrictamente definidas y controladas, el proceso de cristalización da como resultado la obtención de cristales de gran tamaño, forma deseada y alta pureza (incluso superior al 99%).

Adsorción

La separación de mezclas homogéneas (gaseosas o líquidas) también se puede lograr por adsorción. El proceso utiliza la capacidad de ciertas sustancias para absorber otros componentes (por ejemplo, los constituyentes de la mezcla). Tal "absorbente" se llama adsorbente. Se une a las moléculas del adsorbato (la sustancia disuelta que se adsorbe) en su superficie como resultado de interacciones de naturaleza física (adsorción física) o química (adsorción química o quimisorción). Los sólidos que tienen un área de superficie específica altamente desarrollada se usan con mayor frecuencia como adsorbentes (lo que aumenta la eficiencia de separación). El carbón activado se usa a menudo para este propósito.

Cromatografía en papel

Es una técnica cromatográfica que se puede utilizar eficazmente para separar los componentes de una mezcla homogénea. Permite, por ejemplo, separar los componentes de la tinta en rotuladores. Para ello, la mezcla se debe aplicar en el fondo de un papel cromatográfico especial (línea de partida). Luego, el sustrato con la mezcla aplicada se coloca en cámaras llenas de un solvente (llamado eluyente) en la parte inferior. Gracias a las fuerzas capilares, el eluyente sube a lo largo del papel secante, llevándose consigo la mezcla. Sus componentes específicos interactúan tanto con el sustrato como con el solvente de manera diferente, lo que eventualmente conducirá a la separación.

Mezclas homogéneas: ejemplos

La gasolina es un ejemplo común de una mezcla homogénea líquida. Está formado por hidrocarburos cuyas moléculas contienen de 5 a 12 átomos de carbono. Estos incluyen principalmente alcanos , compuestos tan saturados. La gasolina también contiene compuestos alifáticos insaturados -tienen enlaces dobles o triples entre los átomos de carbono- y compuestos cíclicos. Una mezcla homogénea que es esencial para la vida humana es el aire. El aire limpio y no contaminado es una combinación de varios elementos y compuestos químicos. Sus componentes básicos incluyen nitrógeno, oxígeno y gases nobles . Los componentes restantes de esta mezcla gaseosa varían en contenido dependiendo de una serie de factores. Estos incluyen monóxido de carbono (IV), ozono, óxidos de azufre y nitrógeno, vapor de agua, hidrógeno y metano. Las soluciones químicas de sal en un solvente también son mezclas homogéneas. Un ejemplo de tal mezcla es la salmuera. Se forma como resultado de un proceso físico de disolución de cloruro de sodio (sal de mesa) en agua. La salmuera se usa ampliamente, por ejemplo, en la industria alimentaria. Las cantidades de cada componente (NaCl y H ₂ O) se pueden especificar indicando su concentración en la solución.