Química 2

¿Que es una sustancia pura?

Llamamos sustancia pura a cualquier material que tiene unas propiedades características que la distinguen claramente de otras. Algunas de estas propiedades son difíciles de medir como color, olor, sabor;pero otras se pueden determinar con exactitud, por ejemplo la densidad o las temperaturas de fusión y ebullición en unas condiciones dadas. Como ejemplo, el agua pura obtenida en la investigación inicial sería transparente, sin olor ni sabor. Además, su densidad sería 1 g/ml a la temperatura de 15ºC, su temperatura de fusión 0ºC y la ebullición se produciría a 100ºC (todo ello a la presión de una atmósfera).

A veces no es fácil afirmar si una sustancia es pura o no. Realiza el ejercicio adjunto para comprobarlo.

Tampoco debemos confundir sustancia pura y sustancia simple. Algunas sustancias puras son simples (se denominan elementos), pero otras, que llamamos compuestos, se pueden descomponer en elementos.

¿Que es una mezcla?

Una mezcla es la agregación de varias sustancias o cuerpos que no se combinan químicamente entre sí. A cada una de las sustancias que conforman una mezcla se le llama componente, los cuales al estar juntos o separados conservan sus propiedades características, e intervienen en proporciones variables.

Las mezclas pueden ser homogéneas y heterogéneas, en las primeras los componentes no se pueden distinguir, debido a que están distribuidos uniformemente por toda la mezcla; es decir, que la composición es la misma en toda ella. A este tipo de mezcla se le conoce como solución; por ejemplo, cuando una cucharada de azúcar se disuelve en agua.

Las mezclas homogéneas son soluciones verdaderas ya que experimentalmente sus dos componentes tienen las propiedades de una sola fase. En cambio, las mezclas heterogéneas experimentan dos fases con sus componentes, y pueden ser soluciones coloidales o coloides, y suspensiones.

Evaporación

La evaporación es un proceso físico que consiste en el paso lento y gradual de un estado líquido hacia un estado gaseoso, tras haber adquirido suficiente energía para vencer la tensión superficial. A diferencia de la ebullición, la evaporación se puede producir a cualquier temperatura, siendo más rápido cuanto más elevada sea esta. No es necesario que toda la masa alcance el punto de ebullición. Cuando existe un espacio libre encima de un líquido, una parte de sus moléculas está en forma gaseosa, al equilibrarse, la cantidad de materia gaseosa define la presión de vapor saturante, la cual no depende del volumen, pero varía según la naturaleza del líquido y la temperatura. Si la cantidad de gas es inferior a la presión de vapor saturante, una parte de las moléculas pasan de la fase líquida a la gaseosa: eso es la evaporación. Cuando la presión de vapor iguala a la atmosférica, se produce la ebullición. En hidrología, la evaporación es una de las variables hidrológicas importantes al momento de establecer el balance hídrico de una determinada cuenca hidrográfica o parte de esta. En este caso, se debe distinguir entre la evaporación desde superficies libres y la evaporación desde el suelo. La evaporación de agua es importante e indispensable en la vida, ya que el vapor de agua, al condensarse se transforma en nubes y vuelve en forma de lluvia, nieve, niebla o rocío.

Destilación sencilla

Se usa para separar de líquidos con puntos de ebullición inferiores a 150ºC de impurezas no volátiles, o bien para separar mezclas de dos componentes que hiervan con una diferencia de puntos de ebullición de al menos 60-80°C. Mezclas de sustancias cuyos puntos de ebullición difieren de 30-60°C se pueden separar por destilaciones sencillas repetidas, recogiendo durante la primera destilación fracciones enriquecidas en uno de los componentes, las cuales se vuelven a destilar. Para que la ebullición sea homogénea y no se produzcan proyecciones se introduce en el matraz un trozo de plato poroso (o agitación magnética).

El líquido que se quiere destilar se pone en el matraz (que no debe llenarse mucho más de la mitad de su capacidad) y se calienta con la placa calefactora. Cuando se alcanza la temperatura de ebullición del líquido comienza la producción apreciable de vapor, condensándose parte del mismo en el termómetro y en las paredes del matraz. La mayor parte del vapor pasa al refrigerante donde se condensa debido a la corriente de agua fría que asciende por la camisa de este. El destilado (vapor condensado) escurre al matraz colector a través de la alargadera.

Destilación fraccionada

Es una técnica que permite la realización de una serie de destilaciones sencillas en una sola operación continua. Se usa para separar componentes líquidos que difieren menos de 25ºC en el punto de ebullición. Es un montaje similar a la destilación simple en el que se ha intercalado entre el matraz y la cabeza de destilación una columna que puede rellenarse con cualquier tipo de sustancia inerte que posea gran superficie, por ejemplo anillos o hélices de vidrio, alambre, trozos de arcilla, fragmentos de porcelana, etc

Cromatografía

La cromatografía es un método físico de separación para la caracterización de mezclas complejas, la cual tiene aplicación en todas las ramas de la ciencia; es un conjunto de técnicas basadas en el principio de retención selectiva, cuyo objetivo es separar los distintos componentes de una mezcla, permitiendo identificar y determinar las cantidades de dichos componentes. Diferencias sutiles en el coeficiente de partición de los compuestos dan como resultado una retención diferencial sobre la fase estacionaria y, por tanto, una separación efectiva en función de los tiempos de retención de cada componente de la mezcla.

La cromatografía puede cumplir dos funciones básicas que no se excluyen mutuamente:

• Separar los componentes de la mezcla, para obtenerlos más puros y que puedan ser usados posteriormente (etapa final de muchas síntesis).
• Medir la proporción de los componentes de la mezcla (finalidad analítica). En este caso, las cantidades de material empleadas suelen ser muy pequeñas 

Decantación

La decantación es un método físico para la separación de mezclas heterogéneas, se separa un sólido o líquido más denso de otro fluido menos denso y que por lo tanto ocupa la parte superior de la mezcla.

Es un proceso importante en el tratamiento de las aguas residuales

No debe ser confundida con la sedimentación, que es la separación por gravedad de los sólidos suspendidos en el agua (arena y materia orgánica).

Existen diferentes tipos de decantación:

• Decantación sólido-líquido: Se utiliza cuando un componente sólido se encuentra depositado en un líquido.
• Decantación líquido-líquido: se separan líquidos que no pueden mezclarse y tienen densidades diferentes; el líquido más denso se acumula en la parte inferior del sistema. En el laboratorio se usa un embudo de bromo, también conocido como embudo de decantación, o inclusive, embudo de separación.

En un sistema formado por agua y aceite, por ejemplo, el agua, por ser más densa, se ubica en la parte inferior del embudo y es separada abriendo una llave de paso de forma controlada. Una decantación puede ser hecha de una manera más rudimentaria, utilizando un bufón.

Filtración

Se denomina filtración al proceso de separación de partículas sólidas de un líquido utilizando un material poroso llamado filtro. La técnica consiste en verter la mezcla sólido-líquido que se quiere tratar sobre un filtro que permita el paso del líquido pero que retenga las partículas sólidas.

Centrifugación

La centrifugación es uno de los métodos de separación de mezclas que puede usarse cuando la sedimentación es muy lenta; para acelerar esta operación la mezcla se coloca en un recipiente que se hace girar a gran velocidad; por acción de la fuerza centrifuga los componentes mas pesados se sedimentan mas rápidamente y los livianos quedan como sobrenadante. Luego la operación que se sigue es la decantación.

Centrifugación

Es un procedimiento que se utiliza cuando se quiere acelerar la sedimentación.

Cristalización

La cristalización es un proceso por el cual a partir de un gas, un líquido o una disolución los iones, átomos o moléculas establecen enlaces hasta formar una red cristalina.

la operación de cristalización es el proceso cual se separa un componente de una solución liquida transfiriendo a la fase solida en forma de cristales que precipitan.

Sublimación

Es una técnica muy usada,Consiste en que un sólido se calienta y se transforma en vapor sin pasar por el estado líquido y el vapor se vuelve a solidificar en contacto con una superficie fría.Si este proceso sólo lo sufre el sólido que se quiere purificar y no sus impurezas, el resultado puede ser altamente satisfactorio.La capacidad de una sustancia para sublimar dependerá por tanto de la presión de vapor a una temperatura determinada y será inversamente proporcional a la presión externa.Por lo general para que una sustancia sea adecuadamente sublimada las atracciones intermoleculares deben ser débiles.Así los compuestos que subliman fácilmente tienen un forma esferica.la sublimacion es un método excelente para la purificación de las sustancias volátiles.El método de sublimación va acompañado de una absorción de energía térmica.El ejemplo más común para ilustrar sublimación es a través de hielo seco, que es el nombre común que se le da al CO2 congelado. Cuando el hielo seco se expone al aire, éste se comienza a sublimar, o a convertirse en vapor, ante nuestros ojos. Esto le pasa al hielo seco porque a temperatura ambiente el gas congelado prefiere ser gas y no sólido congelado.

¿Qué son las disoluciones?

Por su concentración, la disolución puede ser analizada en términos cuantitativos o cualitativos dependiendo de su estado.

Disoluciones Empíricas

También llamadas disoluciones cualitativas, esta clasificación no toma en cuenta la cantidad numérica de soluto y disolvente presentes, y dependiendo de la proporción entre ellos se clasifican de la siguiente manera:

• Disolución diluida: Es aquella en donde la cantidad de soluto que interviene está en mínima proporción en un volumen determinado.
• Disolución concentrada: Tiene una cantidad considerable de soluto en un volumen determinado.

• Disolución insaturada: No tiene la cantidad máxima posible de soluto para una temperatura y presión dadas.
• Disolución saturada: Tienen la mayor cantidad posible de soluto para una temperatura y presión dadas. En ellas existe un equilibrio entre el soluto y el solvente.
• Disolución sobresaturada: contiene más soluto del que puede existir en equilibrio a una temperatura y presión dadas. Si se calienta una solución saturada se le puede agregar más soluto; si esta solución es enfriada lentamente y no se le perturba, puede retener un exceso de soluto pasando a ser una solución sobresaturada. Sin embargo, son sistemas inestables, con cualquier perturbación el soluto en exceso precipita y la solución queda saturada esto se debe a que se mezclaron

Disoluciones Cuantitativas

Unidades de concentración de las disoluciones.

Las unidades de concentración cuantitativa tiene por objeto establecer una relación cuantitativa entre soluto y solvente. Existen diversos tipos de unidades de concentración. Esto se debe a la conveniencia que se tenga de acuerdo a las variables comprometidas. A continuación se presentan algunas de uso corriente:

a) Porcentaje peso – peso [%p/p]: Gramos de soluto en 100 gramos de disolución.

b) Porcentaje peso – volumen [% p/v]: Gramos de soluto en volumen de disolución.

c) Molaridad [ ] o ‘M’: moles de soluto en un litro de solución.

d) Molaridad ‘m’: moles de soluto en un Kilogramo de disolvente.

e) Normalidad ‘N’: equivalente gramo de soluto en un litro de solución.

f) Fracción molar ‘x_i’: moles de cada componente en un mol de disolución.

g) Partes por millón ‘ppm’ y partes por billón ‘ppb’, muy usadas cuando uno se refiere a trazas.

DISOLUCIÓN ISOTÓNICAS

Las disoluciones isotónicas son aquellas donde la concentración del soluto es la misma en ambos lados de la membrana de la célula por lo tanto la presión osmótica en la misma disolucion isotónica es la misma que en los líquidos del cuerpo y no altera el volumen de las células.

Por ejemplo si se coloca un eritrocito en una disolucion isotónica retiene su volumen normal debido a que hay flujo igual de agua hacia el interior y exterior de la célula.

¿Qué es la presión osmótica y ósmosis?

Se conoce como presión a la consecuencia de aplicar compresión o apretar algo. Estos verbos describen actividades como estrechar, ajustar, apiñar u oprimir. Esto significa que una presión es una fuerza que se destina a una cosa. El término también se emplea para nombrar una magnitud de raíz física que da cuenta de la fuerza que ejerce un objeto o elemento respecto a la unidad de superficie.

¿Que es la composición iónica?

El agua es una molécula neutra con la fórmula H2O y el agua tan pura debe contener teóricamente iones. Sin embargo, incluso en agua pura de un número muy pequeño de moléculas de agua de forma espontánea a descomponer para formar el ion hidrógeno, H +, y de iones de hidróxido, OH-. Los iones de hidrógeno se combinan con las moléculas de agua para formar un tercio de iones neutro: H3O +. Si bien existen estos iones, están presentes en un nivel tan bajo que son superados en número por las moléculas de agua neutra con un factor de uno a dos mil millones.

¿Qué son los coloides?

En física y química un coloide, sistema coloidal, suspensión coloidal o dispersión coloidal es un sistema formado por dos o más fases, normalmente una fluida (líquido) y otra dispersa en forma de partículas generalmente sólidas muy finas, de diámetro comprendido entre 10^-9 y 10^-5 m.La fase dispersa es la que se halla en menor proporción. Normalmente la fase continua es líquida, pero pueden encontrarse coloides cuyos componentes se encuentran en otros estados de agregación.

Clasificación

• Coloides Hidrofilacios:

Las proteínas, como la hemoglobina, portadora del oxígeno, forman soles hidrofílicos cuando están suspendidas en disoluciones acuosas de los fluidos biológicos como el plasma sanguíneo. 

• Coloides Hidrofobicos: 
  Los coloides hidrofóbicos no pueden existir sin la presencia de “agentes emulsionantes” o “sustancias emulsivas” que recubran las partículas de la fase dispersa e impidan la coagulación en una fase separada.
• Coloides Orgánicos: 
  Son coloides moleculares producidos naturalmente en reacciones bioquímicas, menos sencillas, que en su mayoría son lio fóbicos, debido a que las sustancias son insolubles en agua.
•  Coloides Esféricos Y Laminares: representa muchos casos reales. Es la forma que adquieren las partículas esencialmente fluidas, como las gotitas de un líquido dispersas en otro para formar una emulsión.
•  Coloides Moleculares y Miselares: Las partículas de los coloides moleculares son macromoléculas sencillas y su estructura es esencialmente la misma que la de estructuras de pequeñas moléculas, los átomos serán unidos por ligaduras químicas verdaderas, a estos coloides moleculares se los llama verdaderos.
• Coloides Intrinsecos:

Son sustancias sólidas que formas dispersiones coloidales al ser puestas en contacto, o calentadas en un medio de dispersión adecuado, y son compuestos de macromoléculas, este tipo de coloides por lo general tiene un carácter liofilo.

• Coloides Extrinsecos: Se le llama a las dispersiones de pequeñas partículas de materiales insolubles de bajo peso molecular. Este tipo de dispersiones son casi invariablemente soles liofobos y deben ser reparados mediante métodos especiales que produzcan partículas de tamaño adecuado.

    

¿Que es una suspensión?

En química, una suspensión o un sólido en suspensión es una mezcla heterogénea formada por un sólido en polvo o por pequeñas partículas no solubles (fase dispersa) que se dispersan en un medio líquido (fase dispersante o dispersora). Cuando uno de los componentes es líquido y los otros son sólidos suspendidos en la mezcla, son conocidas como suspensiones mecánicas. Las partículas que forman parte de una suspensión pueden ser microscópicas, y de distintos tamaños, dependiendo del tipo de sustancia.De igual manera este tipo de suspensiones puede promover distintas formas de energías, para la elaboración de mezclas homogéneas  y coloides distintos entre sí.  

 Las suspensiones se definen como dispersiones heterogéneas sólido-líquido constituidas por dos fases:

• Fase sólida: Fase interna, discontinua, o dispersa: está formada por partículas sólidas insolubles finamente divididas suspendidas en el vehículo o medio dispersante.
• Fase líquida: Fase externa, continua o dispersante: consiste en un líquido, acuoso o un semisólido, que tiene cierta consistencia y que puede ser acuoso o graso.
• Tensioactivos: agentes dispersantes: los tensoactivos son sustancias que impiden que las partículas se agreguen, ya que a mayor tamaño, las partículas tienen mayor tendencia a sedimentar. Una suspensión estable suele tener en su fórmula algún agente tensioactivo.
• Estabilizantes: cualquier sustancia que se incluye en la formulación de la suspensión que impida que ésta pierda su estabilidad. Aquí se incluyen espesantes, anticongelantes, conservantes...

Son sistemas que, con el tiempo, decantan las partículas sólidas dispersas en el medio dispersante. Para evitar este proceso, las suspensiones químicas metaestables suelen tener una viscosidad alta para evitar que estas partículas sedimenten.                   

               

   Tipos de Contaminación Natural y Antropogénica 

Contaminantes naturales pueden ser tanto de naturaleza inorgánica como orgánica 

Inorgánica: Un contenido elevado de metales pesados u otros elementos y sales en suelo y agua. Loa contenidos en el agua pueden alcanzar valores que no permiten un uso como agua potable o que limitan el uso del agua para algunas aplicaciones.

Orgánicas:Loa residuos vegetales en el suelo y el agua producido por la descomposición natural de la celulosa, ligninas, peptinas y excrementos de animales con posible efectos nocivo y también organismos vivos como algas y bacterias

La contaminación antropogénica es aquella producida por los humanos, alguna de las más importantes son de industria.Según el tipo de industria se producen distintos tipos de residuos las mas peligrosas son  las que producen contaminantes más peligrosos, como metales tóxicos.

Contaminación (Tipos)

-Contaminación del agua

-Contaminación acústica

-Contaminación sonora

-Contaminación biológica

-Contaminación química

-Contaminación oceánica

Contaminación Aire

El transporte, los autos, camiones y autobuses, así como los aviones

Combustible Fósiles

Existen diversas formas de obtener energía. Algunas son limpias, es decir que provocan la mínima cantidad de contaminación durante su consumo

Deforestación

Cuantas menos superficies verdes existan en el planeta, mayor sera la contaminación y menor la producción de oxígeno.

Pesticidas 

Los pesticidas contaminan principalmente el suelo, y en algunos casos incluso los alimentos que intentan proteger.

Origen de la contaminación del agua 

1.- Arrojar basura al agua

2.-Echar a ríos los desechos químicos de las fabricas

3.-Aguas residuales junto con otros residuos que demandan oxígenos

4.-Contaminaciones microbiológicas: bacterias,virus, protozoarios, etc

5.-Explotaciones mineras

6.-Contaminaciones químicas como el uso de pesticidas

Efecto Invernadero

El efecto invernadero es un proceso en el que la radiación térmica emitida por la superficie planetaria es absorbida por los gases de efecto invernadero (GEI) atmosféricos y es irradiada en todas las direcciones. Ya que parte de esta radiación es devuelta hacia la superficie y la atmósfera inferior, resulta en un incremento de la temperatura superficial media respecto a lo que habría en ausencia de los GEI.

Inversion Termica

El fenómeno de inversión térmica se presenta cuando, en las noches despejadas, el suelo se enfría rápidamente por radiación. El suelo a su vez enfría el aire en contacto con él que se vuelve más frío y pesado que el que está en la capa inmediatamente superior

 

Smog

es una combinación de humo, niebla y diversas partículas que se encuentra en la atmósfera de los lugares con elevados índices de contaminación. El fenómeno se produce cuando el aire se estanca por un periodo extendido de alta presión y las partículas contaminantes quedan flotando en las capas atmosféricas inferiores por su mayor densidad.


Lluvia Acida
Se forma cuando la humedad del aire se combina con óxido de nitrógeno el dióxido de azufre y el trióxido de azufre emitidos por fábricas, centrales eléctricas, calderas de calefacción y vehículos que queman carbón o productos derivados del petróleo que contengan azufre.



Contaminación y Sociedad
Concientizar a la comunidad y público en general 
reciclar desde botellas de refresco para llevar agua o guardar líquidos... como papel en contacto con empresas que lo usen como materia prima
no tirar basura 
no tirar cigarrillos a la calle o desde el carro, al igual que la basura son principalmente la fuente número 1 de incendios en bosques y sabanas, poniendo en riesgo a áreas protegidas.