Sustancias Puras

• En primer lugar, exploraremos cuál es la definición de sustancia pura y cómo puede diferir para los químicos.
• Después veremos cómo podemos analizar una sustancia pura.
• Por último, exploraremos qué es una mezcla y en qué se diferencia de una sustancia pura.

Sustancia pura: definición

Generalmente, cuando oyes la palabra puro, automáticamente se relaciona con algo limpio, seguro de usar o beber. Si volvemos a nuestro ejemplo anterior del agua del grifo, sabemos que en el Reino Unido se ha procesado hasta el punto de que es pura y, por tanto, lo bastante segura para que la consumamos. Otro ejemplo que podemos explorar es el zumo de naranja. Puede que veas en tu supermercado que hay una gran variedad de tipos diferentes, y los que se anuncian como producidos a partir de zumo recién exprimido se consideran puros.

Ésta es una definición más general de puro, y hay una diferencia significativa cuando examinamos la definición de puro dentro de la química.

Sustancia pura en química

Para los químicos, las sustancias puras son las que están formadas por una sola sustancia. Ésta puede ser un elemento o un compuesto. De nuevo, si miramos el agua del grifo, en ciencia no la consideraríamos pura. Esto se debe a que tiene algo más que moléculas formadas por dos hidrógenos y un oxígeno (_H2O). Además, si prosigues tus estudios de química, verás que al realizar prácticas no utilizarás simplemente agua del grifo, sino agua preparada especialmente por los técnicos.

Otro ejemplo de sustancia pura en química se puede ver en los distintos productos químicos que puedes utilizar en tu reacción. Digamos que estamos haciendo reaccionar ácido clorhídrico diluido con un poco de carbonato cálcico; ambos serán puros cuando los utilicemos. Las sustancias deben ser puras, ya que si contienen compuestos adicionales, sobre todo si son desconocidos, pueden suponer un peligro potencial, ya que pueden producirse subproductos tóxicos.

Análisis de sustancias puras

Para poder investigar si las sustancias son puras o impuras, utilizamos dos factores importantes:

• Punto de fusión.
• Punto de ebullición.

Lospuntos de fusión y ebullición de las distintas sustancias son diferentes. Si nos fijamos en el agua, en concreto, el punto de fusión es 0℃ y el punto de ebullición del agua es 100℃. También puedes investigarlo tú mismo en casa. Te darás cuenta de que tu congelador está puesto a menos de 0℃ y si metes un poco de agua líquida en el congelador, se convertirá en hielo sólido. Luego, si lo sacas, como lo más probable es que tu entorno general esté por encima de 0 ℃, el hielo se derretirá. Es importante recordar que esto es sólo el punto de fusión y ebullición del agua.

Para encontrar estos datos para otras sustancias hay muchas bases de datos donde se pueden consultar y para las mezclas, al tener composiciones diferentes, el punto de fusión y ebullición puede variar ligeramente.

Ahora bien, cuando analizamos una sustancia, es aquí donde podemos utilizar nuestra base de datos de puntos de fusión y ebullición. Esto se debe a que, si una mezcla no es pura, el punto de fusión tiende a ser más bajo, y también puede significar si la sustancia es únicamente pura o una mezcla de distintas sustancias. Cuando realizamos el experimento y si la sustancia es impura, observar a qué distancia está el punto de fusión o ebullición en comparación con nuestros datos nos indica lo impura que puede ser una sustancia. Por ejemplo, con el agua, si una muestra se fundió a una temperatura mucho mayor o menor que 0 ℃ podemos suponer que es bastante impura o que se había mezclado con ella otra sustancia.

El experimento

Para comprobar la pureza de una sustancia utilizamos un aparato de punto de fusión que puedes ver arriba. Observarás que tiene un termómetro, que nos permite seguir la temperatura a lo largo de la reacción, también tiene un tubo capilar para nuestra muestra y, por último, un líquido como aceite o agua que se calienta, de modo que aumenta la temperatura.

Análisis

Después de calentar nuestra mezcla, para seguir determinando si nuestro producto es puro o impuro, podemos seguir cómo se enfría. Tenemos que registrar la temperatura de la muestra a medida que se congela. A continuación, utilizamos estos datos para elaborar un gráfico de enfriamiento.

Si observas nuestro primer diagrama, verás que el punto en el que se congela la muestra es de unos 44℃ y el punto de fusión es bastante agudo. En cambio, si observas nuestro segundo diagrama, verás que el punto de fusión tiene un descenso más gradual y el punto de congelación es ligeramente superior. Esto significa que nuestro segundo diagrama es impuro, ya que las sustancias puras tienen un punto de fusión agudo.

Diferencia entre sustancia pura y mezcla

Si volvemos a nuestra definición científica de sustancia pura, sabemos que está formada por un elemento o una sustancia. Un elemento es una sustancia formada por átomos, que tienen el mismo número de electrones, neutrones y protones.

Tras explorar los elementos y las sustancias por sí mismos, podemos ver cómo son sustancias químicamente puras.

Esto es muy distinto de una mezcla, que puede estar formada por varios elementos o sustancias. Se diferencia de los compuestos porque las mezclas no se combinan químicamente y pueden separarse mediante métodos físicos.

Hay muchos tipos diferentes de mezcla, y la que tenemos que aprender en concreto se llama formulación.

Formulaciones

Formulaciones son mezclas que se elaboran para que sean productos útiles, como los medicamentos. Los medicamentos son mezclas, ya que se componen de múltiples sustancias, y el fármaco activo constituye alrededor del 5% - 10% de todo el medicamento. El fármaco activo es la parte que, cuando se consume, facilita el alivio de los síntomas y, en algunos casos, ayuda a curar la enfermedad. Aparte del fármaco activo, cualquier otra cosa que se añada se denomina excipiente. Esto incluye si se ha añadido un edulcorante, cualquier colorante y, si se trata de un comprimido, para hacerlo suave, de modo que se pueda tragar.

Ejemplos de formulaciones

Laspinturas también son otro tipo de formulación: Contienen pigmentos que les dan el color, un aglutinante, para que pueda adherirse a la superficie que se está pintando y, por último, un disolvente que ayuda a que el pigmento y el aglutinante se extiendan, ya que ayuda a diluirlos.

Los productos químicos que utilizamos para limpiar también son un tipo de formulación. Si nos fijamos sólo en el líquido lavavajillas, tenemos: un tensioactivo que ayuda a eliminar la grasa de los platos sucios, color y fragancia para hacerlo atractivo a los consumidores y también agua, para que se pueda desechar fácilmente de su envase.

El maquillaje, algunos productos alimentarios e incluso el combustible de los coches también son tipos de formulaciones.