20 Ejemplos de
Sustancias puras y mezclas

Toda la materia que conocemos del universo puede clasificarse de acuerdo a su constitución en dos categorías (aunque también existen otras clasificaciones): las sustancias puras y las mezclas.

Las sustancias puras son aquellas que tienen una composición química constante, es decir, una composición que no varía aunque cambien las condiciones físicas a las que son sometidas estas sustancias.

Este tipo de sustancias se pueden diferenciar en:

• Sustancias simples. Están formadas por átomos del mismo elemento químico. Por ejemplo: el helio (He) y el dinitrógeno (N₂).
• Sustancias compuestas o compuestos químicos. Están formadas por átomos de distintos elementos químicos. Por ejemplo: el agua (H₂O).

También se pueden distinguir según la cantidad de átomos que forman su estructura en:

• Sustancias monoatómicas. Están compuestas por un solo átomo. Por ejemplo: el helio (He) y el neón (Ne).
• Sustancias poliatómicas. Están compuestas por varios átomos: Por ejemplo: el dicloro (Cl₂) y el amoníaco (NH₃).

Una sustancia pura conserva siempre las mismas propiedades físicas y químicas, por lo que responde siempre de idéntica manera a un estímulo o reacción determinados. Es decir, a una misma presión y temperatura, las propiedades físicas como el punto de ebullición, el punto de fusión y la densidad de una sustancia pura no varían. Por otra parte, las sustancias puras no se pueden separar en sus elementos constitutivos empleando métodos físicos de separación, solo podrán ser descompuestas o transformadas en otras sustancias por medio de reacciones químicas.

Por otro lado, una sustancia pura siempre carecerá de añadidos suplementarios o de cualquier tipo de contaminante que altere su estructura fundamental. Igualmente, se debe aclarar que la pureza absoluta no existe, todas las sustancias tienen al menos una muy pequeña cantidad de alguna impureza, a pesar de que el avance tecnológico ha permitido purificar en un alto grado a las sustancias.

Ejemplos de sustancias puras

1. El helio puro. Se utiliza contenido en estado gaseoso en el relleno de los globos de fiesta, o entre los elementos producidos en las reacciones nucleares del hidrógeno. Es un gas noble, es decir, un gas con bajísima reactividad y que, por lo tanto, no suele combinarse con otras sustancias para formar nuevas estructuras químicas.
2. El agua pura. A menudo referida como agua destilada, se la obtiene mediante procesos de purificación y destilación en laboratorios químicos, donde se le eliminan impurezas como sales minerales, microorganismos, entre otras, de esta forma quedan solo las moléculas de agua (H₂O).
3. El oro puro. El oro puro, de 24 kilates, es un bloque elemental único, constituido por átomos de oro (Au) única y exclusivamente.
4. Los diamantes. Aunque no lo parezca, los diamantes (una de las materias más duras conocidas) están compuestos por átomos de carbono (C) únicamente, dispuestos de una manera tan particular que sus enlaces resultan casi irrompibles.
5. El azufre. Este elemento de la tabla periódica se halla en muchas sustancias simples o compuestas, ya que es un elemento muy reactivo. Con una pureza del 99,9%, se usa como materia prima en muchos procesos industriales.
6. El ozono. Es un compuesto de rara aparición en nuestro ambiente cotidiano, pero abundante a las presiones y temperaturas de la alta atmósfera. Consiste en una molécula semejante a la del oxígeno (O₂), pero de tres átomos de dicho elemento (O₃) y se emplea a menudo para purificar aguas.
7. El benceno (C₆H₆). Es un hidrocarburo aromático, es decir, que está compuesto por átomos de carbono e hidrógeno, y tiene enlaces simples y dobles alternados entre los átomos de carbono. Es incoloro, con un olor dulce, inflamable y tóxico, pero obtenible en estado de bastante pureza, conservando sus propiedades y reacciones.
8. El cloruro de sodio (NaCl). La sal común que tenemos en casa es una sustancia compuesta que se puede obtener bastante pura. Se integra por dos elementos: cloro y sodio. En cambio, cuando la añadimos a la sopa, formará parte de una mezcla bastante compleja.
9. El dióxido de carbono (CO₂). Es el gas que expulsamos luego de la respiración y que las plantas requieren para el proceso de fotosíntesis. Compuesto por carbono y oxígeno, suele estar disuelto (mezclado) en la atmósfera junto a otros gases, pero cuando es tomado por las plantas o se obtiene en laboratorio, se halla con un alto grado de pureza.
10. El grafito. Es otra de las apariciones puras del carbono, semejante al diamante químicamente, aunque no tanto en lo físico. Está compuesto por átomos de carbono únicamente, en una alineación molecular mucho más débil y maleable que la de los diamantes.

Mezclas

Las mezclas son la combinación de dos o más sustancias, en proporciones variables y reteniendo muchas de sus propiedades individuales. A partir de esta combinación se obtiene una sustancia mixta cuyos componentes pueden ser separados mediante métodos físicos y/o químicos. Sin embargo, algunas propiedades como la densidad, el punto de ebullición y fusión de una mezcla por lo general son distintas de las que tienen sus componentes por separado.

De acuerdo a la naturaleza de dichos componentes, las mezclas pueden ser de dos tipos:

• Mezclas heterogéneas. En ellas se puede observar. ya sea a simple vista o con instrumentos de medición, la presencia de los componentes mezclados ya que se distribuyen de manera irregular o en fases discernibles. Estas mezclas pueden ser, a su vez, suspensiones (partículas físicas observables en el solvente) o coloides (las partículas físicas son tan diminutas que no son observables con facilidad, pero se pueden observar utilizando un microscopio).
• Mezclas homogéneas. Los componentes que constituyen estas mezclas se distribuyen de manera muy uniforme y no pueden ser discernidos a simple vista. Se las denomina a menudo disoluciones químicas o simplemente soluciones, ya que sus componentes (soluto y solvente) no son fácilmente separables.

Soluto y solvente

Las soluciones son mezclas homogéneas, es decir, no se pueden distinguir sus componentes (denominados soluto y solvente). Actualmente es un poco arbitraria esta clasificación: por lo general, el soluto es el componente que se encuentra en menor proporción en la mezcla, mientras que el solvente es el que tiene mayor proporción.

Por ejemplo: Si en un líquido A se añaden unos pocos gramos del sólido B, puede que se disuelvan y no podamos verlos a simple vista, como sí podremos hacer todavía con el líquido que los contiene. En caso de que el sólido B tenga cierto color y el líquido A sea transparente, el líquido tomaría el color de B pero aún así no podríamos ver a B de forma individual. No obstante, si evaporamos o hacemos ebullir el líquido, los gramos del sólido quedarán en el recipiente. A este tipo de procesos se los denomina métodos de separación de la materia.

Ejemplos de mezclas

1. La gelatina. Esta mezcla coloidal de colágenos provenientes de materia cartilaginosa animal, se compone mezclando agua y un sólido en presencia de calor. Una vez obtenida una mezcla uniforme, se la enfría hasta que se transforma en un gel y se obtiene gelatina.
2. Los gases de la cocina. Los gases que empleamos para encender la cocina o el horno no son discernibles (son una mezcla homogénea). Usualmente son una mezcla de propano y butano, y comparten su punto de ignición, pero perfectamente podrían ser separados en laboratorio aprovechando algunas diferencias químicas o físicas entre los dos.
3. El aire ambiental. El aire es una mezcla indiscernible de gases, entre los que figuran el oxígeno (O₂), el hidrógeno (H₂), el helio (He), entre otros. Si bien a simple vista no son distinguibles, es posible separarlos en laboratorio y obtener cada uno con un alto grado de pureza.
4. El agua del mar. El agua marina dista mucho de ser pura: contiene sales, sustancias compuestas producto de procesos químicos, residuos químicos de la vida o de las actividades humanas. Es una mezcla más o menos uniforme de sus componentes. Sin embargo, si ponemos agua de mar a secar al sol, obtendremos en el fondo del recipiente la sal a medida que el líquido se evapore.
5. La sangre. En la sangre hay disueltas muchísimas sustancias orgánicas, células, enzimas, proteínas, nutrientes y gases (como el oxígeno). Sin embargo, en una gota no podemos discernir nada de ello, a menos que la veamos en un microscopio.
6. La mayonesa. La mayonesa es una salsa emulsionada fría, mezcla de huevo y aceite vegetal, ninguno de los cuales es, a su vez, una sustancia pura. Se trata entonces de una mezcla muy compleja de sustancias complejas en la que resulta imposible distinguir sus componentes.
7. Azúcar en un vaso de agua. En principio, el azúcar es soluble en agua, por lo que podemos perder de vista sus cristales a medida que los echemos dentro del vaso y revolvamos con una cuchara. No obstante, si seguimos añadiendo azúcar (saturando la solución), llegaremos a un límite de concentración tal que el exceso de azúcar permanezca en el fondo, es decir, no se disuelva más.
8. Agua sucia. El agua contaminada con tierra u otras sustancias de desecho permite ver a simple vista muchos de los solutos que enturbian su transparencia. Estos componentes se hallan en suspensión dentro del líquido, por lo que pueden ser removidos mediante un proceso de filtrado.
9. El bronce. Como todas las aleaciones, el bronce es la mezcla de dos metales distintos, como el cobre y el estaño (sustancias bastante puras). Esto permite la construcción de piezas metálicas maleables, dúctiles y resistentes. La invención del bronce fue una verdadera revolución para la humanidad antigua.
10. Arroz con frijoles. Por más que los revolvamos en el plato o en la olla, los frijoles y el arroz serán distinguibles a simple vista.

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