Sistemas materiales coloides

T3. QUÍMICA.- SISTEMAS MATERIALES

• Porción de materia que se aísla física y mentalmente para facilitar su estudio experimental.

• Heterogéneos → aspecto no uniforme, sus sustancias se distinguen a simple vista
• Homogéneos → aspecto uniforme, tengan una o más sustancias.

SISTEMAS MATERIALES HETEROGÉNEOS: mezcla heterogénea

• Sus componentes se distinguen a simple vista: puede ser varias sustancias o la misma en diferentes estados (agua y hielo)
• No presentan la misma composición ni las mismas propiedades en todos sus puntos.
• Cada componente conserva sus propiedades físicas características (ej: densidad, temperatura de ebullición) → facilita su separación mediante procedimientos físicos.
• SEPARACIÓN MAGNÉTICA:

• Un componente presenta propiedades magnéticas
• Es decir, ese componente puede atraerse por un imán quedando el otro separado.
• Ejemplo: limaduras de hierro con arena. El imán atrae al hierro, separándose de la arena

• SEPARACIÓN POR FILTRACIÓN:

• Un sólido insoluble en un líquido (no se mezcla disolviéndose)
• Es decir, se usa un filtro que deja pasar el líquido y retiene al sólido
• Ejemplo: agua y arena

• SEPARACIÓN POR DECANTACIÓN:

• Dos líquidos inmiscibles (no se mezclan) y con diferente densidad.
• Poner la mezcla en embudo de decantación y dejar reposar (se separan por la diferente densidad). Se abre la llave pasando el líquido más denso (queda debajo) y se cierra para que quede el menos denso en el embudo
• Ejemplo: agua y aceite

SISTEMAS MATERIALES HOMOGÉNEOS: mezcla homogénea

• Sus componentes no se distinguen a simple vista: puede estar formado por un solo componente (sustancia pura) o por varios (disolución).
• Presentan la misma composición y propiedades en todos sus puntos
• SUSTANCIA PURA:

• Sistema material homogéneo formado por un único componente
• Mantiene sus propiedades características constantes (densidad, temp. fusión, temp. ebullición…)

• DISOLUCIÓN:

• Sistema material homogéneo formado por dos o más sustancias puras que pueden mezclarse en proporciones variables.
• No mantiene las propiedades características de los componentes, sino que tiene unos propios.
• Componente en mayor proporción → DISOLVENTE
• Componente en menor proporción → SOLUTO
• Las partículas del soluto quedan distribuidas entre las del soluto, quedando un aspecto homogéneo. (no se unen las partículas a nivel atómico formando otro producto diferente)
• Según número de componentes → disoluciones binarias, ternarias, cuaternarias…
• Ejemplo: aire → 80% nitrógeno (disolvente) + 20% oxígeno (soluto)
• ALEACIÓN:

• Disolución sólida formada por dos o más elementos químicos, siendo al menos uno de ellos metálico.
• Se obtiene por fusión (aquí se mezclan) y posterior solidificación de sus componentes.
• Ejemplos: acero (hierro-carbono), bronce (cobre-estaño), latón (cobre-zinc), oro blanco (oro  y metal blanco, como plata, níquel…), acero inoxidable (acero-cromo o zinc)

• Líquidas (disolvente líquido – soluto variable)

• Agua + sólido (agua de mar-sales) / agua + líquido (alcohol 96º) /agua+gas (refrescos)

• Sólidas o aleaciones (al menos una sustancia metálica) → acero, bronce…
• Gaseosas (disolvente es un gas) → niebla

CONCENTRACIÓN DE UNA DISOLUCIÓN

• Es la cantidad de soluto que hay disuelta en una determinada cantidad de disolvente o de disolución.

• CONCENTRACIÓN EN TANTO POR CIENTO EN VOLUMEN:

• El tanto por ciento en volumen de un soluto es el número de unidades de volumen del soluto disuelto en 100 unidades de volumen de disolución (si tuvieras 100 unidades de un volumen, es ver cuántas unidades de soluto hay. Usas la regla de 3)
• [pic 1]

[pic 2]

• CONCENTRACIÓN EN TANTO POR CIENTO EN MASA:

• El tanto por ciento en masa de un soluto será la masa del soluto (g) disuelta en 100g de disolución.
• [pic 3]

• CONCENTRACIÓN EN MASA:

• Informa sobre la masa del soluto disuelta en cada unidad de volumen de disolución.
• (g/cm3  Kg/m3)[pic 4]

• PREPARACIÓN DE DISOLUCIÓN DE CONCENTRACIÓN CONOCIDA:

• Preparar: 250mL de disolución de sal en agua con una concentración de 4g/L.
• Concentración 4g/L → 1 L de agua debe contener 4g de sal →  En 250mL disolución, habrá 1g sal

1. Pesar 1g de sal en un vaso de precipitados, con la balanza digital
2. Añadir unos 100mL de agua destilada al vaso de precipitados.
3. Disolver usando varilla de vidrio
4. Trasvasar la disolución a un matraz aforado (con medidas), usando una varilla y un embudo.
5. Añadir agua destilada, poco a poco, hasta enrasar los 250mL en el matraz.

SOLUBILIDAD DE LAS SUSTANCIAS

• La cantidad de soluto que puede disolverse en una sustancia (concentración)  es limitada. Si pasamos ese límite ya no se puede disolver más, ya no queda hueco para las partículas de soluto entre las del disolvente, y acaban viéndose las partículas de soluto como separadas.
• Disolución saturada: aquella que ya no admite disolver más soluto en un volumen determinado de disolvente  (ha llegado a su límite)
• Solubilidad de un soluto a una determinada temperatura y en un determinado disolvente: es la cantidad en gramos de ese soluto que se puede disolver en 100g de disolvente a esa temperatura.

• Es una propiedad característica de la materia.

• Curva de solubilidad: representación gráfica de los datos de solubilidad de un determinado soluto en 100g de disolvente a diferentes temperaturas

• Interpretación de las curvas de solubilidad: ejercicio resuelto

1. Solubilidad de X en agua: 102g de soluto en 100g de agua/ o ver “g” a cierta T./ o regla de 3
2. Enfriamos → baja la solubilidad (se ve en la gráfica). Había 102g a 20º. Caben 76g a 0º → la resta: 26g superan límite solubilidad → se quedan en el fondo del vaso visibles, sin disolver.

LOS COLOIDES

• Es un sistema material cuyas partículas tienen un tamaño intermedio, comprendido entre los 10 y 100 nm.
• Está compuesto por: las partículas dispersas o fase dispersa y por el medio de dispersión.
• No tienen que ver con el tipo de sustancias que contienen, sino con su tamaño. No se ven a simple vista o con un microscopio pero sí pueden verse las sustancias con un ultramicroscopio. Es decir, que parece una disolución, pero con el ultramicroscopio vemos que no están disueltas realmente, están solo mezcladas.
• Sistemas heterogéneos: sustancias de más de 100nm
• Sistemas homogéneos: verdaderas disoluciones → entre 0,1 y 10nm

TIPOS DE COLOIDES:

• Según el estado de agregación del medio de dispersión y de las partículas dispersas:

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