Composición de Mezclas

Definición de mezcla

Antes de hablar de los distintos tipos de mezclas, debemos definir qué es una mezcla .

Vemos diferentes tipos de mezclas todos los días, desde ensaladas hasta agua salada, ¡e incluso el aire que respiramos son todas mezclas! Hay dos tipos de mezclas: homogéneas y heterogéneas. Primero explicaremos las mezclas homogéneas.

Mezclas homogéneas

Un buen ejemplo de mezcla homogénea es el agua salada. Cuando la sal se disuelve, se dispersa uniformemente por el agua. La cantidad de sal que se disuelve en el agua puede cambiar, pero la distribución es la misma.

Aquí tienes un diagrama para ilustrarlo:

Elagua salada es una mezcla homogénea independiente de laconcentración de sal. StudySmarter Original

Aunque cada mezcla tenga una concentración diferente de sal, la distribución es la misma. Si cortas cada muestra por la mitad, la composición dentro de cada una sería la misma para ambas mitades.

Mezclas heterogéneas

Hablemos ahora de las mezclas heterogéneas.

Las muestras heterogéneas se componen de dos o más fases. Un gran ejemplo de mezcla heterogénea son las galletas con pepitas de chocolate. La distribución de las pepitas de chocolate es esencialmente aleatoria.

Considera las galletas de chocolate como ejemplo, las dos fases son la galleta y las pepitas de chocolate. La galleta y las pepitas de chocolate individualmente se consideran homogéneas, ya que sus ingredientes son uniformes (por ejemplo, la galleta tiene una mezcla homogénea de harina, huevo, azúcar, etc.). Sin embargo, cuando se combinan, forman una mezcla heterogénea.

Separación de mezclas

A diferencia de los compuestos químicos, las mezclas pueden separarse utilizando medios no químicos. Los métodos de separación se basan en los distintos atributos físicos de cada componente, como la densidad, el punto de ebullición y el tamaño de las partículas.

Hay 4 formas habituales que utilizan los químicos para separar mezclas:

1. Evaporación

2. Destilación

3. Filtración

4. Separación mediante un embudo de separación

En primer lugar, tenemos la evaporación. Esta técnica se utiliza normalmente para separar un disolvente líquido (sustancia que se disuelve) y un soluto sólido (sustancia disuelta). El disolvente se evapora y el soluto queda en estado sólido.

Lo siguiente es la destilación. Este proceso se centra en las diferentes volatilidades (probabilidad de evaporarse) de los distintos líquidos de la mezcla. A continuación se muestra el aspecto de un aparato de destilación:

Experimento de destilación. Wikimedia commons.

Se coloca la mezcla en el matraz de fondo redondo y se calienta. El líquido más volátil se evaporará primero, luego se condensará y se recogerá como líquido.

El tercer método es la filtración, que se utiliza para separar un sólido (no disuelto) de un líquido.

Montaje de filtración. Wikimedia commons.

Se coloca un papel de filtro dentro de un embudo sobre un matraz. El sólido quedará atrapado por el papel de filtro, y el líquido pasará a través de él al matraz.

Por último, tenemos la separación mediante un embudo de separación. Este método utiliza las diferentes densidades de los líquidos de una mezcla.

Un embudo de separación. Wikimedia commons

Se vierte la mezcla líquida en el embudo. El embudo (cerrado) se agita y se invierte hasta que los líquidos se hayan separado en fases, como verás arriba. Se gira la llave de paso (manivela) para abrir el embudo y dejar salir la fase inferior

Composición de las mezclas: Ejemplos

Al observar una mezcla, es frecuente querer conocer su composición. Esto es especialmente importante en la industria farmacéutica, porque siempre queremos saber el porcentaje de un fármaco dentro de una pastilla.

Al calcular la composición, utilizamos la composición porcentual.

Veamos un ejemplo de cómo determinar la composición de una sustancia dada en una mezcla.

Hagamos otro ejemplo:

Mezclas de gases y presión parcial

Aunque en el ejemplo anterior hemos calculado la composición de una mezcla gaseosa, normalmente medirías los gases por su presión o cantidad molar. En lugar de utilizar la composición porcentual, utilizamos la fracción molar.

Así es como relacionamos estas dos variables, PV = nRT, utilizando la ley de los gases ideales:

$$\frac{P_{A}}{P_{tot}}=\frac{\frac{n_{A}R}{T}}{\frac{n_{tot}R}{T}}=\frac{n_A}{n_{tot}}=\chi_A$$ Rearranging this we get: $$P_A=\chi_AP_{tot}$$ Ahora que tenemos nuestras fórmulas vamos a trabajar en un problema.