Teoria Sistemas materiales
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Sistemas materiales Sistemas materiales un cuerpo o un conjunto de cuerpos, o de partes de un cuerpo, o de una porción de Universo que aislamos convenientemente para someterlo a estudio. Cambios de estado de la materia Sistema homogéneo Es aquel que en todos los puntos de su masa posee iguales propiedades intensivas. Agua destilada, hielo, oxígeno, etc. Clasificación de los sistemas homogéneos Sustancias puras Son sistemas homogéneos que están formados por una sola sustancia. Poseen propiedades intensivas constantes, propias y exclusivas de ellas. Resisten los procedimientos mecánicos y físicos del análisis. Ninguno de éstos permiten obtener porciones que no sean de esa sustancia pura. Soluciones Las soluciones también son sistemas homogéneos, pero éstos se hallan formados por más de una sustancia. Por eso pueden resolverse en fracciones (agua y sal) por medios físicos (destilación) Sustancias puras Soluciones Homogéneas Homogéneas No fraccionables: formadas por una sola sustancia Fraccionables: formada por varias sustancias Propiedades invariables y características Sus propiedades varían. Una sola clase de moléculas Dos o más clases de moléculas Fraccionamiento de los sistemas homogéneos Destilación Es la separación de un líquido cualquiera de otro con el cual está formando una solución (agua y sal; agua y alcohol) Esta operación consiste en transformar un líquido en vapor y condensar el vapor por enfriamiento. A) Destilación simple Se emplea este método para separar un disolvente de las sustancias sólidas disueltas en él. B) Destilación fracionada Se emplea para separar dos o más líquidos mezclados que tienen diferentes puntos de ebullición Sistema heterogéneo Es aquel que en distintos puntos de su masa posee diferentes propiedades intensivas. Fase Es cada uno de los sistemas homogéneos que componen un sistema heterogéneo. Las fases están separadas unas de otras, por superficies llamadas interfases. Fases, interfases y componentes de los sistemas heterogéneos 1. En el caso de un sistema formado por: hielo,agua y aire A) Tres fases: fase aire, fase hielo y fase agua. B) Dos componentes: agua (líquida y sólida) y aire. C) Tres interfases: hielo-agua; hielo-aire; agua-aire. 2. En el caso del sistema agua-aceite A) Dos fases: fase agua y fase aceite B) Dos componentes: agua y aceite C) Una interfase: agua-aceite Los sistemas heterogéneos se pueden clasificar en: Dispersiones Dispersiones groseras: sus fases se distinguen a simple vista yodo y arena hierro y azufre agua y aceite Dispersiones finas: sus fases se distinguen con ayuda de una lupa o un microscopio. Emulsiones: cuando las fases son líquidas. Ejemplo: leche (crema y suero). Suspensiones: cuando una fase es líquida y la otra sólida finamente dividida. Ejemplo: negro de humo en agua(tinta china). Dispersiones coloidales: sus fases pueden observarse con el ultramicroscopio. Ejemplo: clara de huevo dispersa en agua, gelatina. Métodos de separación de fases Las fases de un sistema heterogéneo pueden separarse por diferentes métodos Métodos mecánicos Se realizan sin que ocurra entre el sistema y el ambiente que lo rodea un intercambio apreciable de calor(energía). Imantación Permite separar un sistema formado por arena-hierro. El método consiste en colocar el sistema sobre un vidrio o papel y deslizar por debajo de él un imán, siempre en el mismo sentido,hasta separar el hierro. Filtración Por este método se separa un sólido insoluble de un líquido. Ejemplo arcilla y agua. El sólido queda retenido en el papel de filtro, el líquido pasa a través de él. Levigación El método se emplea para separar por medio de una corriente de agua o aire, dos sólidos. Las partículas más livianas son arrastradas por la corriente. Ejemplo: para separar pepitas de oro, de arcilla se pasa una corriente de agua que arrastre la arcilla, quedando el oro. Tamización Sirve para separar dos sólidos de distinto tamaño de granos, valiéndose de un tamiz. Ejemplo: separación de arena y canto rodado; arena y harina Decantación Permite separar dos líquidos no miscibles (que no se mezclan), aprovechando su distinta densidad. Ejemplo: aceite y agua. También para separar un líquido de un sólido insoluble, como el caso de la arena y el agua. Centrifugación Se usa para separar una dispersión fina. Permite acelerar la decantación. Ejemplo: polvo de carbón disperso en agua Métodos físicos Se realizan cuando existe un intercambio de energía entre el sistema y el medio que lo rodea. Lixiviación Es un método donde intervienen procesos mecánicos y físicos, y mediante él se pueden separar dos sólidos, de los cuales uno de ellos es soluble en un líquido. Ejemplo: el sistema are-sal, se puede separar adicionando agua Evaporación Se emplea para separar un sistema sólido-líquido. Ejemplo: sal y agua Sublimación Se pueden separar dos sólidos, de los cuales uno volatiliza y luego sublima. Ejemplo : arena-yodo Clasificación de los fenómenos Fenómeno es todo cambio que en sus propiedades, en su estructura o en sus relaciones presentan las sustancias o los cuerpos. Fenómeno físico Fenómeno químico La combustión de una vela. La asimilación clorofílica(transformación por el vegetal del anhídrido carbónico que toma del aire) Oxidación de un metal Si al trozo de hierro con el realizamos el fenómeno físico, como fue someterlo al calor, lo dejamos un tiempo en contacto con el oxígeno del aire, la sustancia hierro se convierte gradualmente en otra sustancia. Se convertirá en óxido de hierro y no puede volver a ser hierro. La reacción entre un ácido y una base. Fenómeno químico El fenómeno no se puede repetir con la misma sustancia con la que se inicio. El cambio que experimenta la sustancia es permanente. Se modifica su estructura molecular Sistemas dispersos o mezclas Mezcla: son sistemas homogéneos o heterogéneos formados por más de una molécula A los sistemas dispersos homogéneos se los denomina soluciones ( una sola fase). A los sistemas dispersos heterogéneos se los denomina dispersiones (varias fases) Caracteres de los sistemas dispersos o mezclas Los componentes de las mezclas conservan sus propiedades. Intervienen en proporciones variadas. En ellos hay diferentes clases de moléculas. Cuando son homogéneos se pueden fraccionar. Cuando son heterogéneos se pueden separar en fases. En la solución de azúcar y agua, aunque no existe más que una fase, el agua se lo considera dispersante y al azúcar medio (no fase) disperso. Dispersante Mezclas Gaseosos Gas en gas: aire Líquido en gas: niebla Sólido en gas: humo Líquidos Gas en líquido: oxígeno en agua Líquido en líquido: agua y alcohol Sólido en líquido: sal en agua Sólidos Gas en sólido: hielo con aire Líquido en sólido: azúcar húmeda Sólido en sólido: arena y azufre en polvo Clasificación de los sistemas dispersos 1. Dispersiones macroscópicas: son sistemas heterogéneos. Las partículas dispersas se perciben a simple vista: agua con arena. 2. Dispersiones finas: son sistemas heterogéneos visibles al microscopio : a) Emulsiones: dispersiones finas con ambos medios líquidos: leche constituida por suero y crema. b) Suspensiones: son dispersiones con el medio dispersante líquido y el disperso sólido : tinta china, agua más negro de humo 3. Dispersiones coloidales: son visible con ultramicroscopio
