La mayor parte de las formas de materias con las que nos topamos – por ejemplo, el aire que respiramos (un gas), la gasolina para los autos (un líquido) y la acera por la que caminamos (un sólido) – no son químicamente puras. No obstante, podemos descomponer, o separar, estas clases de materia en diferentes sustancias puras. Una sustancia pura es materia que tiene propiedades definidas y una composición que no varía de una muestra a otra, son elementos o compuestos.Un elemento es cualquier material que no se puede dividir a materiales más simples a través de un proceso químico. Posiblemente estás familiarizado con muchos elementos como son hidrógeno, oxígeno, zinc, oro o helio. Otros elementos como estroncio y berilio son más exóticos y hay menos probabilidad de que estés familiarizado con ellos. Cada tipo de materia que observas en tu vida diaria está hecha de elementos químicos. Hay solamente alrededor de cien tipos diferentes de elementos químicos.
Este es un descubrimiento asombroso de la química –todo lo que observas en el mundo está hecho de diferentes combinaciones de cientos de elementos. La química es el estudio de cómo los elementos se combinan y las características de estas combinaciones.
Los elementos están representados por símbolos. El símbolo es de una, dos o tres letras que representan al nombre. Es más fácil escribir O que escribir oxígeno. Es más fácil escribir H que escribir hidrógeno. Los símbolos vienen de muchas fuentes diferentes. Sin embargo, los mismos símbolos son usados para cada elemento en todos los países del mundo.
Símbolos para algunos elementos | Los primeros símbolos propuestos por los alquimistas eran difíciles de interpretar. En el siglo XIX, John Dalton trató de unificarlos con círculos diferentes, algunos de los cuales encerraban letras. Los símbolos químicos modernos fueron propuestos por el químico Sueco Jöns J. Berzelius, quien considero que deberían usarse una o dos letras provenientes del latín o alemán. La Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC), es el encargado de reglamentar estos símbolos hoy en día. El símbolo del elemento químico se deriva, por lo general, de su nombre latino: la primera letra del símbolo se escribe siempre en mayúscula y el resto en minúscula. | |
Nombre del elemento | Símbolo | |
Aluminio | Al | |
Calcio | Ca | |
Yodo | I | |
Magnesio | Mg | |
Fierro | Fe | |
Oxígeno | O | |
Hidrógeno | H | |
Fósforo | P | |
Potasio | K | |
Cobre | Cu | |
Helio | He | |
El agua es un ejemplo de un compuesto. Una molécula de agua, H2O, está compuesta de dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. (Por ahora, piensa en un átomo como la partícula más pequeña de un elemento y una molécula como la unidad más pequeña del compuesto). El compuesto tiene muchas características diferentes de los elementos de los cuales está hecho.
Los compuestos están representados por fórmulas químicas. Una fórmula química muestra los símbolos de los elementos que son combinados para hacer un compuesto. Si hay más de un átomo en un elemento, un número (subíndice) será añadido después del símbolo, indicando cuántos átomos hay de ese elemento.
Ejemplos de algunas fórmulas químicas | ||
Compuesto | Fórmula química | Nombre común |
Carbonato de calcio | CaCO3 | Tiza |
Dióxido de carbono | CO2 | Hielo seco |
Ácido clorhídrico | HCl | Ácido muriático |
Ácido sulfhídrico | H2S | Gas de huevos podridos |
Bicarbonato de sodio | NaHCO3 | Polvo de hornear |
Cloruro de sodio | NaCl | Sal de mesa |
Nitrato de sodio | NaNO3 | Fertilizante |
Ácido sulfúrico | H2SO4 | Ácido de baterías |
De la tabla de fórmulas químicas, puedes observar que el dióxido de carbono es un compuesto de carbono y oxígeno. Hay dos átomos de oxígeno por cada átomo de carbono. Bicarbonato de sodio es un compuesto de sodio, hidrógeno, carbono, y oxígeno. Hay tres átomos de oxígeno por cada átomo de los otros elementos. También, hay un total de tres átomos en la fórmula de dióxido de carbono y un total de seis átomos en bicarbonato de sodio.
Casi toda la materia que nos rodea, al igual que los materiales hechos por el hombre consisten en mezclas de sustancias puras. Cada sustancia de una mezcla conserva su identidad química, y por tanto, sus propiedades. Estas propiedades se deben tomar en cuanta cuando se piensa en separar los componentes de la mezcla.
Las mezclas homogéneas también son llamadas soluciones verdaderas o disoluciones, coloides y suspensiones y van a caracterizarse por el tamaño de la partícula que los forma.
Por conveniencia, en una solución, el componente que se encuentra en mayor cantidad se denomina disolvente y los otros son los solutos. Las partículas que se disuelven son tan pequeñas que no se pueden ver a simple vista y por tanto la luz que las atraviesa pasa libremente. Cuando añades leche al agua, esta aparece nublada o turbia. Sin embargo, las pequeñas gotas de leche se mantienen suspendidas en el agua y no se asientan con el tiempo. Este tipo de mezcla es un coloide.
En los coloides las partículas del soluto son más grandes que las del disolvente y podrían ser visibles con un microscopio. Cuando la luz pasa a través de un coloide, se dispersa y se puede ver por dónde pasa el rayo de luz. Esto se conoce como Efecto Tyndall.
Ahora bien, las suspensiones tienen las más grandes de todas las partículas dispersas. Las partículas son visibles a simple vista y flotan con el tiempo. Un rayo de luz brillando a través de una suspensión se puede dispersar, pero no es transparente.
| Mezclas homogéneas | ||
Soluciones verdaderas | Coloides | Suspensiones |
Agua con sal | Pinturas | Negro de humo en agua (tinta china) |
Agua con alcohol | Lodo | |
Plata y mercurio (amalgama) | Mayonesa | Antibióticos |
Zinc y cobre (bronce) | Mantequilla | Leche de magnesia |
Aire | Leche | Sangre |
Agua y bióxido de carbono | Humo | |
Vapor de agua y aire | Niebla | |
El prefijo hetero significa “diferente”. Una mezcla heterogénea puede llevarse a cabo entre sustancias con diversos estados de agregación y no tiene propiedades uniformes en toda su extensión.
Las diversas partículas que constituyen a la mezcla heterogénea se pueden distinguir. Estas partículas se pueden separar por métodos físicos: filtración, decantación, decantación, etc.
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