Question

Ejemplos de SISTEMAS HOMOGÉNEOS, y qué MÉTODO DE FRACCIONAMIENTO se puede utilizar para separar sus componentes.

Answer 1

Entre los sistemas homogéneos debemos diferenciar aquellos que están constituidos por una sustancia pura (agua destilada, cloruro de sodio), de otros que están formados por dos o más sustancias (agua salada) y que se denominan soluciones. En éstas últimas es posible separar las sustancias que las componen, es decir, proceder al fraccionamiento del sistema homogéneo. 
Para fraccionar una solución es necesario escoger el método más apropiado para cada caso: 
a) Cuando el sistema está formado por una sustancia sólida disuelta en otra líquida, como el agua salada, para separar el agua de la sal, se realiza una destilación simple. 
Para ello se usa un aparato constituido por un balón con tubo de desprendimiento, un termómetro, un refrigerante y un recipiente colector. (Véase dibujo más adelante.) 
En el balón se coloca el agua salada y luego se calienta hasta la ebullición. Los vapores de agua que se forman ascienden y salen por el tubo de desprendimiento. Al chocar con la superficie fría del refrigerante se condensan, cayendo gota a gota como agua líquida en el recipiente colector. Como la sal no se vaporiza queda retenida en el balón, y de ese modo se separa el agua de la sal. 
En consecuencia: 
La destilación comprende, primero, la vaporización de un líquido y luego, la condensación de los vapores por enfriamiento. 
b) En ciertas ocasiones, como para separar los pigmentos de una solución coloreada, se utiliza la técnica denominada cromatografía. Este método admite diferentes variantes, siendo una de las más usadas la cromatografía de partición sobre papel. 
Consiste en una tira de papel de filtro suspendida en un recipiente, cuya extremidad inferior está sumergida en un solvente orgánico (éter de petróleo, butanol, etanol, etc.) La muestra a analizar se deposita sobre el papel próxima al solvente. Este asciende por capilaridad y arrastra las sustancias que forman la muestra, las cuales van alcanzando distintas alturas de acuerdo con su masa molecular, afinidad con el solvente, etcétera. De ese modo se lo­gra la separación de los diferentes componentes de una solución. 
c) En el caso de que los componentes de un sistema sean solubles en un mismo solvente a la temperatura de ebullición, pero uno de ellos es insoluble o poco soluble en frío, se procede a realizar una cristalización fraccionada, la cual consiste en disolver el sistema en el solvente hirviendo y luego, se deja enfriar. 
De esta forma el componente menos soluble se cristaliza y sus cristales se separan por filtración. 
Las técnicas que permiten separar los componentes de una solución, como la destilación, la cromatografía y la cristalización fraccionada, reciben la denominación de métodos de fraccionamiento. 
Soluciones y sustancias puras 
De acuerdo con lo que se ha expresado, si se aplica un método de fraccionamiento adecuado a una solución, se obtienen porciones o fracciones que tienen propiedades intensivas distintas entre sí y con relación a dicha solución. Cada una de esas fracciones corresponde a una sustancia diferente.
Entonces se puede afirmar que: 
Soluciones es todo sistema homogéneo fraccionable. 

En cambio, si se trata de fraccionar una sustancia pura, no hay posi­bilidades de hacerlo. Todas las porciones que se obtienen presentan las mismas propiedades intensivas. Por lo tanto: 
Sustancia pura es todo sistema homogéneo no fraccionable. 
Cuando en un recipiente se encuentra una sustancia pura, todas las moléculas tienen la misma composición. Así, una muestra de agua es pura si todas las moléculas que la forman están constituidas por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. Por el contrario, si además de moléculas de agua hay otras compuestas por un átomo de cloro y otro de sodio (cloruro de sodio) el agua no es pura, pues contiene sal y entonces es agua salada. 

Por lo tanto: 
Una sustancia es pura cuando todas las moléculas que la cons­tituyen son iguales. 
En el caso de tener varias sustancias diferentes mezcladas entre sí, hay tantas clases de moléculas como sustancias constituyen la mezcla. 
En razón de que las moléculas no son visibles, se plantea un problema: ¿Cómo se puede comprobar si una sustancia es pura o no? 
Experimentalmente se ha comprobado que ciertas propiedades intensivas, como el punto de ebullición, el punto de fusión, la densidad, etcétera, tienen valores constantes para cada sustancia pura. Así, en el caso del agua su punto de fusión es de O °C y el de ebullición de 100 °C (a la presión normal), la densidad es de 1 g/ml a los 4 °C de temperatura; mientras que el alcohol etílico (etanol) tiene un P.F. de -114 °C, P.E. de 78,4 °C y una densidad de 0,79 g/ml a 20 °C de temperatura. 
Sobre la base de estos datos se deduce que determinando esas propiedades, también llamadas constantes físicas, se puede verificar si la sustancia es pura o no.