BLOQUE DE CONTENIDO FÍSICA Y QUÍMICA.

Una mezcla homogénea es aquella en la que sus componentes están mezclados de forma tal que es imposible diferenciarlos a simple vista, estando distribuidos de manera uniforme. Este tipo de mezcla se encuentra en una fase (estado de la materia) y se le conoce también como solución o disolución. Un ejemplo de una mezcla homogénea o solución es una taza de café caliente.

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La cualidad de ser homogénea implica que no importa de dónde se retire una muestra de la mezcla, la distribución de sus componentes se mantendrá uniforme. Es decir, las partículas que componen la mezcla se encuentran distribuidas en la misma forma en toda la solución.

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Los componentes de una mezcla se encuentran de forma tal que no es posible diferenciar cada uno de ellos a simple vista. Esto significa que, para poder observar cada componente de una mezcla, se hace necesario tener algún tipo de aparato (por ejemplo, un microscopio).

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Características de una mezcla homogénea

• La mezcla de sus componentes es uniforme.

• Se encuentra en una sola fase o estado de la materia.

• No es posible diferenciar las sustancias que la componen a simple vista.

• Está formada por uno o más solutos y un solvente.

• Permanece estable siempre que se presenten las mismas condiciones (temperatura, presión).

• Soluto y solvente son miscibles, particularmente en estado líquido.

Fases o estados de la materia en una mezcla homogénea

Al ocurrir la disolución de sus componentes, el soluto en el solvente, la mezcla homogénea presenta una única fase. Cuando se habla de mezclas, una fase es el estado de la materia en que se encuentran sus componentes, ya sea líquido, sólido o gas.

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Cada fase que forma un estado de la materia mantiene sus propiedades y composición química en condiciones de temperatura y presión específicas. Si estas condiciones cambian, la fase se modifica, pasando a otro estado de la materia diferente. Un ejemplo de esto ocurre cuando la roca se derrite por un aumento de temperatura.

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Componentes de una mezcla homogénea

Una mezcla homogénea o solución está compuesta por al menos dos sustancias que se encuentran en diferentes cantidades en la misma. El soluto y el solvente.

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El soluto: un soluto es la sustancia que se encuentra en menor proporción en la mezcla homogénea, adquiere la forma y las características del solvente (ya que se disuelve en este) y tiene un punto de ebullición superior a este. La fase más común en la que se encuentra es el estado sólido (aunque también se encuentra en los otros estados).

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Un ejemplo de soluto es el café molido que se mezcla con agua caliente para preparar una taza de café.

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El otro componente de una mezcla homogénea o solución es el solvente.

El solvente: que es la sustancia que disuelve al soluto. El solvente se encuentra en mayor proporción que el soluto en una solución y determina en cual fase o estado de la materia se encontrará esta. Generalmente se trata de un líquido, siendo el solvente por excelencia el agua.

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Propiedades de una mezcla homogénea

Las mezclas homogéneas, como las soluciones o disoluciones, poseen varias propiedades. En las mezclas homogéneas se presenta el fenómeno de: 

 

La solvatación, el cual consiste en la disolución del soluto en el solvente. Las moléculas del soluto son rodeadas por las moléculas del solvente, cediendo sus iones a este último.

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Se presenta el principio de que lo similar disuelve lo similar, lo que significa que las moléculas de solutos polares solo interactúan con moléculas de solventes polares. Así mismo, los solutos no polares solo interactúan con solventes no polares.

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La solubilidad de una solución, que es el punto máximo en el que un solvente y un soluto ya no se pueden disolver. En este caso la solución puede estar:

• Saturada: el solvente es incapaz de disolver más al soluto.

• Sobresaturada: se agrega más soluto a la solución y este permanece en su estado original.

• Insaturada: cuando la cantidad de soluto es menor a la que el solvente es capaz de disolver.

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Separación de mezclas homogéneas

Las técnicas de separación de mezclas homogéneas son procesos que modifican las propiedades físicas y químicas de la sustancia, de manera que sus componentes se separen y dejen de tener la cualidad de uniformidad que las caracteriza. Las técnicas más comunes en soluciones son la cristalización, la evaporación, destilación y la cromatografía, en las soluciones, y la fusión térmica en aleaciones.

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La cristalización: Es un proceso químico que ocurre en mezclas de soluciones sobresaturadas, en donde las moléculas o iones de una sustancia (sea sólida, gaseosa o líquida) forman enlaces químicos y toma la estructura de un cristal. Lo anterior da como resultado una mezcla heterogénea de dos componentes: la sustancia que mantiene su forma original y el cristal que se desprende de ella.

En las soluciones este proceso puede ser llevado a cabo añadiendo más soluto a la solución, de manera que la solución cambie su concentración y pase al estado sobresaturado. En este estado el cristal se deposita al fondo del recipiente y la separación puede efectuarse realizando una filtración.

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La evaporación: es el proceso físico en donde un líquido cambia a la fase gaseosa, cuando se le aplica el calor suficiente para alcanzar su punto de ebullición. La evaporación es un mecanismo excelente para separar soluciones (mezclas homogéneas) que contengan sustancias con diferentes temperaturas de ebullición: la sustancia con el punto de ebullición más bajo se evapora y se obtiene el componente restante en su forma pura.

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La destilación: es una forma de separar mezclas homogéneas compuestas por líquidos miscibles (solubles) o un líquido y un sólido. En este caso, los líquidos se separan mediante ebullición. Una vez se llega al punto de ebullición de uno de los componentes, este se evapora, separándose del otro. Un ejemplo de esto sucede cuando se destilan bebidas alcohólicas.

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La cromatografía: separa los componentes de una solución haciendo que estas se dividan en una fase móvil y una fase estacionaria, donde la fase móvil es el solvente y puede ser un gas o un líquido y la fase estacionaria es el sistema cromatográfico. Este método consiste en tomar una muestra de la solución y colocarla sobre el sistema de cromatografía, cuando esto ocurre, los componentes de la mezcla viajan a diferentes velocidades, logrando su disolución. Entre las técnicas de cromatografía se encuentran, la cromatografía sobre papel, columna, de gases, y TLC.

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Ejemplos de mezclas homogéneas

• El aire.

• El agua mezclada con azúcar o sal de mesa.

• El vinagre (agua + ácido acético).

• El acero (carbono + cromo + hierro).

• El bronce (cobre + estaño).

• Mayonesa

• Café con leche.

• Vino

• Leche

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