La materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio. En la naturaleza, la encontramos en forma de sustancias puras y mezclas.
Clasificación de la Materia
La materia se clasifica en dos categorías principales:
- Sustancias puras: Tienen una composición fija y un conjunto único de propiedades.
- Mezclas: Están compuestas por dos o más sustancias puras.
Las sustancias puras se dividen en elementos y compuestos, mientras que las mezclas pueden ser homogéneas o heterogéneas.
Elementos Químicos
Un elemento químico se refiere a una clase de átomos con el mismo número de protones en su núcleo. Tradicionalmente, se define como una sustancia que no puede descomponerse en otras más simples mediante una reacción química.
Compuestos
Un compuesto es una sustancia formada por la unión de dos o más elementos de la tabla periódica en una proporción fija. Posee una fórmula química. Por ejemplo, el agua (H₂O) es un compuesto formado por hidrógeno y oxígeno en una proporción de 2 a 1 (en número de átomos).
Mezclas
Una mezcla es una combinación de dos o más sustancias donde no ocurre una transformación química. Las sustancias conservan su identidad y propiedades. Un ejemplo es la arena con limaduras de hierro, donde ambos componentes mantienen sus características. Existen dos tipos de mezclas:
- Mezclas heterogéneas: Su aspecto varía de una parte a otra, formadas por dos o más fases distinguibles a simple vista. Ejemplos: madera, granito, rocas, arena con agua, aceite, sopa de verduras, ensaladas.
- Mezclas homogéneas: Tienen una apariencia uniforme y sus componentes no se distinguen a simple vista. Muchas se conocen como disoluciones.
Métodos de Separación de Mezclas
Existen diversas técnicas para separar los componentes de una mezcla:
- Filtración: Se utiliza para separar sólidos de fluidos mediante un medio poroso.
- Decantación: Se basa en la diferencia de densidad entre los componentes de una mezcla, permitiendo que se separen por gravedad.
- Centrifugación: Utiliza la fuerza centrífuga para separar sólidos de líquidos de diferente densidad.
- Destilación: Se emplea para purificar un líquido o separar líquidos de una mezcla, mediante la evaporación y condensación.
Leyes Fundamentales de la Química
Ley de la Conservación de la Masa (Lavoisier)
En una reacción química, la suma de las masas de las sustancias reaccionantes es igual a la suma de las masas de los productos. La materia no se crea ni se destruye, solo se transforma.
Ley de las Proporciones Constantes (Proust)
Para formar un compuesto, dos o más elementos químicos se unen siempre en la misma proporción ponderal.
Ley de las Proporciones Múltiples (Dalton)
Cuando dos o más elementos pueden formar más de un compuesto, las cantidades de uno que se combinan con una cantidad fija del otro guardan una relación de números enteros sencillos.
Teoría Atómica de Dalton
John Dalton propuso una teoría atómica que resume las leyes cuantitativas de la química:
- Los elementos están formados por partículas indivisibles llamadas átomos.
- Todos los átomos de un elemento son idénticos en masa y propiedades.
- Los átomos de diferentes elementos son distintos, especialmente en masa.
- Los átomos son indestructibles y conservan su identidad en los cambios químicos.
- Los compuestos se forman cuando átomos de diferentes elementos se combinan en relaciones de números enteros sencillos.
Conceptos Clave
Masa molecular relativa: Indica cuántas veces mayor es la masa de una molécula con respecto a la unidad de masa atómica.
Masa atómica: Es la masa de un átomo en reposo, expresada en unidades de masa atómica unificada.
Masa molar: Es la masa de un mol de una sustancia, expresada en gramos por mol (g/mol).
Mol: Es la unidad de cantidad de sustancia en el Sistema Internacional de Unidades.
Composición centesimal: Indica el porcentaje en masa de cada elemento en un compuesto.
Fórmula empírica: Representa la proporción más simple de los átomos en un compuesto químico.