InDaGaCIoN 3 (¿QuE iMpOrTaNcIa TiEnEn LaS mEzClAs En NuEsTrA VidA?)

La separación de un sistema material en los componentes que lo forman puede llevarse a cabo por métodosfísicos o por métodos químicos. Los primeros incluyen una serie de operaciones tales como filtración, destilación o centrifugación, en las cuales no se produce ninguna alteración en la naturalezade las sustancias, de modo que un simple reagrupamiento de los componentes obtenidos tras la separación dará lugar, nuevamente, al sistema primitivo. Los segundos, sin embargo, llevan consigo cambios químicos; la materia base sufre transformaciones que afectan a su naturaleza, por lo que una vez que se establece la separación, la simple reunión de los componentes no reproduce la sustancia original.

Las nociones científicas de combinación, mezcla y disolución tienen en común el hecho de que, en todos los casos, intervienen dos o más componentes, a pesar de lo cual presentan diferencias notables. Una combinación química es una sustancia compuesta formada por dos o más elementos cuyos átomos se unen entre sí mediante fuerzas de enlace.

Sus entidades elementales, ya sean moléculas, ya sean pares iónicos, son iguales entre sí, y sólo mediante procedimientos químicos que rompan tales uniones es posible separar los elementos componentes de una combinación.

Las mezclas son sistemas materiales que pueden fraccionarse o separarse en sus distintos componentes por métodos físicos. Cuando los buscadores de oro lavan sobre el cedazo las arenas auríferas, procuran, mediante un procedimientofísico, separar el barro y los granos de arena de las pepitas del precioso metal. En las salinas, por efecto de la intensa evaporación, el aguadel mar se separa en dos componentes: agua propiamente dicha, que en forma de vapor se incorpora al aire, y un conjunto de sales mineralesque se acumulan en el fondo hasta que se completa la desecación.

En cierto tipo de mezclas la materia se distribuye uniformemente por todo el volumen constituyendo un sistema homogéneo. Cuando una sustancia sólida se mezcla con un líquido de tal forma que no puede distinguirse de él, se dice que la sustancia ha sido disuelta por el líquido. A la mezcla homogénea así formada se la denomina disolución. En este caso la sustancia sólida recibe el nombre de soluto y el líquido se denomina disolvente. La noción de disolución puede generalizarse e incluir la de gases en gases, gases en líquidos, líquidos en líquidos o sólidos en sólidos. En general, el soluto es la sustancia que se encuentra en menor proporción en la disolución y el disolvente la que se encuentra en mayor proporción. Cuando dos sustancias líquidas pueden dar lugar a mezclas homogéneas o disoluciones, se dice que son miscibles.

Una parte homogénea de un sistema se denomina fase. La colonia constituye una disolución en agua y alcoholde ciertas esencias, sin embargo, no es posible determinar dónde está la parte de alcohol, dónde la de agua y dónde la de esencia. Por tal motivo las disoluciones, al igual que las sustancias puras en un estado de agregación determinado, se consideran formadas por una única fase.

En la naturaleza existen sustancias en diferentes estados físicos, que pueden intercambiar de uno al otro al variar la temperatura, dichos fenómenos se conocen como cambios de estado o transformaciones de fase estos son:

Por calentamiento, un sólido pasa al estado liquido, el proceso se llama fusión. Como es endotérmico, a la cantidad de calor requerido para fundir un gramo de sustancia se le llama calor latente de fusión. La temperatura a la cual un sólido funde se conoce como punto de fusión y tiene un valor particular para cada sustancia. El proceso inverso de la fusión se denomina solidificación. El cambio es exotérmico, lo que significa que pierde calor. La temperatura a la cual un liquido se solidifica se le llama punto de solidificación o de congelación, y permanece constante durante el cambio, tiene un valor especifico para cada sustancia.

Cuando se calienta lo suficiente un liquido, este hierve y se convierte en vapor. El proceso se llama evaporación, y la temperatura a la cual hierve, se le llama punto de ebullición, el proceso inverso de la evaporación se llama condensación, lo que significa que por enfriamiento, el vapor se convierte en liquido. La temperatura durante el cambio permanece constante y recibe el nombre de punto de condensación.

La cantidad requerida para que un sólido pase al estado gaseoso es significativamente mayor que la necesaria para vaporizarlo además que se requiere el concurso de otro factor, la presión, que coadyuve a acortar la distancia y reducir la energía cinética de las partículas gaseosas. A este proceso se le llama gasificación. El proceso inverso de la gasificación es la licuefacción. La temperatura a la cual tiene lugar el cambio se llama punto de licuefacción.

Algunos sólidos tienen la propiedad de cambiar de forma directa al estado gaseoso, sin pasar por el estado liquido, el proceso se llama sublimación y es endotérmico. Cabe destacar que este cambio de estado es poco frecuente, y suele ocurrir sin la intervención de gran cantidad de energía. La temperatura de sublimación constituye una constante física de gran valor, el fenómeno inverso de la sublimación es la deposición. El cambio es en extremo muy difícil de lograr y requiere del manejo de técnicas, en las cuales se conjuguen el enfriamiento brusco a presiones elevadas, para conseguir que el gas se convierta en sólido sin pasar por el estado liquido.