Introducción a las Mezclas Químicas

Definición y Clasificación de Mezclas

Como ya se vio en la asignatura de Química, cuando dos o más sustancias se mezclan entre sí sin que tenga lugar una reacción química, se forma una mezcla. Las mezclas son aquellos sistemas que no poseen composición química definida; es decir, están formadas por dos o más componentes, donde estos conservan sus propiedades características, mientras que las propiedades del sistema son variables y dependen de la relación de las cantidades en las que se encuentra cada uno de los componentes.

Las mezclas, a su vez, se clasifican en homogéneas y heterogéneas.

• Una mezcla es homogénea cuando presenta propiedades iguales en todos los puntos de su masa y no se observan en ella superficies de discontinuidad, incluso al examinarla con un ultramicroscopio. Las mezclas homogéneas se conocen con el nombre de soluciones. Así, por ejemplo, la agitación prolongada de una porción de cloruro de sodio con agua en un vaso de precipitados dará lugar a la formación de una solución de cloruro de sodio en agua.
• Los sistemas heterogéneos se conocen también con el nombre de dispersiones, y se caracterizan por poseer propiedades diferentes cuando se consideran al menos dos puntos de su masa; además, presentan superficies de discontinuidad. Un ejemplo común de mezcla heterogénea lo constituye un trozo de granito; claramente, en él se diferencian sus componentes: cuarzo, feldespato y mica. Cada una de estas partes representa sistemas homogéneos con propiedades distintas, separadas entre sí por límites bien definidos, conocidos como interfases, mientras que cada una de estas porciones homogéneas se denominan fases.

Resumiendo, es posible decir que los sistemas homogéneos son monofásicos (formados por una sola fase), mientras que los heterogéneos son polifásicos (dos o más fases).

Componentes de un Sistema

Otro término importante a considerar es el de componente, denominándose así a cada una de las sustancias que constituyen una mezcla. El número de componentes que posee un sistema es independiente de su homogeneidad o heterogeneidad.

Existen sistemas heterogéneos de varias fases, formados por un solo componente, como ocurre cuando tenemos agua líquida en equilibrio con hielo y vapor de agua. Hay tres fases (sólida, líquida y gaseosa), pero solo un componente: agua.

Por otro lado, existen sistemas homogéneos constituidos por numerosos componentes; por ejemplo, podemos disolver NaCl, NaNO₃ y KNO₃ en un vaso de precipitados con agua. Se formará una solución homogénea y tendremos 4 componentes y una sola fase.

Sistemas Dispersos: Soluciones, Coloides y Suspensiones

Concepto de Sistema Disperso

Un sistema disperso es aquel en el cual una o más sustancias (fase dispersa, FDI) se encuentran distribuidas en el interior de otra (fase o medio dispersante, FDE) en forma de pequeñas partículas.

Importancia en la Vida Diaria y Tecnología de Alimentos

Numerosos fenómenos de la naturaleza se relacionan con sistemas dispersos, especialmente con las disoluciones y los sistemas coloidales, ambos de gran importancia en la Tecnología de Alimentos, como han podido observar en esta asignatura y en las que han cursado en sus estudios de la especialidad. Todos los alimentos constituyen sistemas dispersos.

Clasificación de Dispersiones

La clasificación de un sistema disperso se puede hacer de acuerdo con:

Dispersiones: Fase Dispersora y Fase Dispersa

Las sustancias puras que pueden encontrarse en la superficie terrestre son muy pocas. Tal vez por esto, la búsqueda y el hallazgo del oro en el pasado eran todo un acontecimiento. El ser humano ha tenido que conocer las propiedades de las mezclas, que son lo que abunda, ya sea para separarlas o para producirlas con ciertas características. Muchas mezclas forman parte de nuestra vida diaria. Algunas son disoluciones, como la limonada o el agua de mar; otras son sistemas coloidales, como la leche o la gelatina; y otras más son suspensiones, como una atmósfera polvorienta.

En una mezcla homogénea existe una sustancia que se presenta en mayor cantidad y otra en menor, la cual se encuentra dispersa en la primera. Así, hablamos de una fase dispersora y una fase dispersa. Por lo tanto, las dispersiones se clasifican en soluciones o disoluciones, coloides y suspensiones, en función del tamaño de las partículas de la fase dispersa.

Soluciones y Disoluciones

Se denomina solución o disolución a la mezcla homogénea de dos o más componentes. En una disolución, el componente que está en exceso se denomina disolvente, y el o los componentes que se encuentran en menor proporción se llaman solutos. Las mezclas en las que las partículas de los componentes se mezclan íntimamente se llaman soluciones.

Las soluciones son mezclas de sustancias en las que una se disuelve en la otra para formar una sola fase. Las partículas de los componentes de una solución no se pueden ver a simple vista. Por ejemplo: en una mezcla de aceite y agua se observan dos fases líquidas, mientras que en una solución de azúcar en agua solo se aprecia una fase.

Generalmente, las soluciones se preparan disolviendo una sustancia en otra. Cuando se prepara una solución usando dos sustancias de fases diferentes, la sustancia cuya fase es igual a la de la solución resultante recibe el nombre de solvente, y la sustancia que se disolvió en esta se llama soluto.

Si preparamos una solución líquida disolviendo azúcar en agua, esta será el solvente y el azúcar será el soluto. Si dos sustancias son de la misma fase, se considera como solvente a la sustancia que se utiliza en mayor cantidad. La relación entre soluto y solvente se llama concentración.

De acuerdo con este concepto, las soluciones se clasifican en:

• De acuerdo con el estado de agregación: Las soluciones pueden ser sólidas, líquidas o gaseosas.
• Estados de agregación y disoluciones: Las partículas del soluto se encuentran dispersas en el medio gaseoso, líquido o sólido del disolvente.