Sistemas Homogéneos: Si analizamos las

Sistemas Homogéneos: Si analizamos las propiedades intensivas de una muestra de agua
(punto de ebullición, punto de fusión, densidad o viscosidad, por ejemplo) veremos que
ellas permanecen constantes para cualquier porción de agua que se considere. Lo mismo
sucede, por ejemplo, con una porción de cloruro de sodio (sal común).
Si ahora disolvemos cierta cantidad de sal en agua, obtenemos un sistema denominado
solución; podemos comprobar que para el sistema material así obtenido, las propiedades
intensivas son las mismas en todos los puntos, pero diferentes a las medidas para el sistema
formado solamente por agua y para el sistema formado por cloruro de sodio sólo. Decimos
entonces que el agua, el cloruro de sodio y la solución de cloruro de sodio en agua
constituyen sistemas homogéneos.
“Sistemas Homogéneo es aquel que presenta las mismas propiedades intensivas en todos
sus puntos”
Todo sistema homogéneo se caracteriza por presentar continuidad cuando se lo observa a
simple vista, al microscopio y aún al ultramicroscopio. Por ejemplo, con ninguno de estos
instrumentos es posible distinguir la sal del agua cuando se observa la solución, el sistema
se observa como un todo homogéneo. Otros ejemplos de sistemas homogéneos: muestras
de azufre, yodo, alcohol, alcohol yodado, el aire puro y seco, entre muchos otros.
Sistemas Heterogéneos: Si analizamos un sistema constituido por agua y nafta,
comprobaremos que no constituyen un sistema homogéneo a simple vista, la nafta se
presenta como una capa definida por encima del agua, también podemos comprobar que
otras propiedades intensivas, además del color, como por ejemplo la densidad, no se
mantienen constantes cuando pasamos de una porción ocupada por el agua a otra ocupada
por la nafta.
La madera, con anillos alternativos blandos y duros, es evidentemente un material no
homogéneo, así como el granito, en el cual pueden verse granos de tres especies que
difieren en el color, correspondientes a los minerales cuarzo, mica y feldespato.
Los sistemas analizados constituyen ejemplos de sistemas heterogéneos:
es aquel que presenta por lo menos una propiedad intensiva diferente en al menos dos de
sus puntos
Fases de un sistema material:
Un sistema material heterogéneo puede describirse en función de las fases que lo
constituyen.
“Una fase, es una parte homogénea de un sistema, separada de las otras partes por límites
físicos”
Esta zona que separa las fases de un sistema heterogéneo se denomina superficie de
discontinuidad ya que en ella varían bruscamente las propiedades intensivas. El sistema
formado por agua y nafta es un sistema heterogéneo formado por dos fases: agua y nafta.
Las propiedades de los Sistemas dispersos, y también su estabilidad, dependen del tamaño
de las partículas dispersas. Si éstas son muy grandes, los sistemas dispersas son inestables
y en poco tiempo se produce la separación de las fases. Por ejemplo: en una dispersión de
arena y agua la fase sólida se deposita rápidamente; si la dispersión es de partículas de
aceite en agua, la fase dispersa acaba por sobrenadar sobre el agua, por tener una menor
densidad.
Para expresar las dimensiones de las partículas dispersas, se utiliza la unidad denominada
“micrón” (µ), 1 micrón equivale a 10-6 m ó 10-3 mm es decir: 1 μ = 10-6 m = 10-3 mm.
Según el grado de división de las partículas dispersas, las dispersiones heterogéneas como
las homogéneas, reciben la siguiente se clasificación.
Las dispersiones heterogéneas pueden ser:
• Groseras o macroscópicas: Son sistemas heterogéneos que se caracterizan porque la fase
dispersa puede ser observada a simple vista o con una lupa. Las dimensiones de las
partículas dispersas son mayores que 50 µ. Ejemplo: Talco y agua, azufre y limaduras de
hierro, soda servida en un vaso.
• Finas: Son sistemas heterogéneos en los cuales la fase dispersa no es visible a simple vista,
pero si lo es, observada al microscopio. Las dimensiones de las partículas dispersas oscilan
entre 50 µ y 0,1 µ. Por ejemplo la leche se presenta a simple vista como un líquido blanco
homogéneo, pero observada al microscopio resulta ser un sistema heterogéneo constituido
por la dispersión de partículas de materia grasa en un medio líquido. Cuando hablamos de
una dispersión fina, si ambas fases son líquidas, la dispersión se llama emulsión; si la fase
dispersa es sólida y la dispersante es líquida, la dispersión se llama suspensión. Un ejemplo
de suspensión es la tinta china, formada por pequeñas partículas de carbón dispersas en el
agua, que se revelan al ser observado el sistema al microscopio.
Las suspensiones son frecuentes en la naturaleza. Las aguas de los ríos contienen partículas
en suspensión que, al depositarse en los lugares donde la corriente es más lenta, forman
sedimentos de arena, arcilla, materiales calcáreos entre otros materiales arrastrados por
ellos.
Coloidales y soles: Son sistemas heterogéneos cuya fase dispersa posee un alto grado de
división y solamente es visible al ultramicroscopio. Este aparato se diferencia
fundamentalmente del microscopio óptico común ya que en él la luz no incide directamente
sobre las partículas sino en forma lateral. Así observadas las partículas dispersas se aprecian
como puntos luminosos debido a la luz que difunden. Este fenómeno de difusión de la luz
se llama “Efecto Tyndall”, y es observable cuando un rayo de luz penetra en una habitación
a oscuras o en penumbras: las partículas de polvo atmosférico son visibles como puntos
luminosos.
Son ejemplos de dispersiones coloidales: la gelatina, el agua jabonosa, la clara de huevo en
agua. Las partículas de la fase dispersa reciben en esto caso el nombre de micelas, y sus
dimensiones oscilan entre 0,1µ y 0,01µ. Las micelas se mueven en el seno de la fase
dispersante en forma desordenada, con gran rapidez y en zig-zag (movimiento browniano).
Dada su pequeñez, pueden atravesar los filtros comunes,
Las dispersiones coloidales más comunes son los “hidrosoles”, en los que la fase dispersante
es el agua.
Soluciones. Cuerpos puros y sustancias
Las soluciones son sistemas homogéneos formados por dos o más componentes. Por
ejemplo el aire es una solución de gases cuyos componentes principales son nitrógeno (N2)
y Oxígeno (O2). Los gases, por estar las partículas que los constituyen (moléculas) muy
alejadas entre sí, siempre, cuando se mezclan, forman soluciones, es decir, sistemas
homogéneos.
El alcohol que usamos habitualmente para desinfectar heridas, es una solución líquida
cuyos componentes son etanol (C2H6O) y agua.
Cuando a un volumen determinado de agua le agregamos azúcar, es posible observar como
el azúcar “desaparece” al mezclarse con el agua y se obtiene un sistema homogéneo líquido
incoloro que sabemos no es agua, porque su sabor es más dulce. Se forma una solución en
estado líquido, de azúcar en agua, compuesta por dos componentes: azúcar (sólido) y agua
(líquido).
Cuando a un volumen determinado de agua le agregamos sal, es posible observar, al igual
que en el caso anterior, cómo la sal “desaparece” al mezclarse con el agua y se obtiene un
sistema homogéneo líquido incoloro que sabemos no es agua, porque su sabor es salado.
La solución de sal en agua, como todas las soluciones formadas por agua y por sal, son
sistemas homogéneos, pero mientras la solución de sal en agua puede fraccionarse, la sal y
el agua no pueden hacerlo por aplicación de ningún método de fraccionamiento.
Fase
disuelta
dispersa
o
Medio
continuo
Solución
mezcla
Gas
Gas
Dispersión gruesa
Ninguno
Ninguno
de
gases: aire (oxígeno y
otros
Coloide
gases
en nitrógeno)
Aerosoles
de
partículas
Líquido
Gas
Ninguno
líquidas:2 niebla,
bruma, vapor, ae
rosol
para
Aerosol
el
cabello
Aerosoles
de
partículas
Sólido
Gas
Ninguno
sólidas:2 humo, n Aerosol sólido: polvo
ube,partículas en
el aire
Espuma líquida: c
Gas
Líquido
Solución:
oxígeno rema
en agua
batida, crema de
Espuma
afeitar
Líquido
Líquido
Solución:
bebidas
alcohólicas
Emulsión: minie Emulsión: leche, mayo
mulsión, microe nesa, crema para las
mulsión
manos
Suspensión: partículas
Sólido
Líquido
Solución: azúcar en
agua
Líquido sol: tinta
con pigmentos, s
angre
de barro (tierra, arcilla
o limosuspendidas en
agua),
polvo
de tiza suspendido en
agua
Espuma
Gas
Sólido
Solución: hidrógeno e
n metales
sólida: aerogel, P
oliestireno
Espuma: esponja seca
extruido,piedra
pómez
Solución: amalgama (
Líquido
Sólido
mercurio enoro), hex
ano en cera parafina
Gel: agar, gelatin
a, silicagel, ópalo
Esponja mojada
Solución: aleaciones,
Sólido
Sólido
plastificantesen plásti
cos
Sol sólido: vidrio
rubino oro
Tomado de:
http://democritus.me/2009/09/19/materia-y-sistemas-materiales/
Grava, granito