Sustancias Puras.

SUSTANCIAS PURAS

Se considera una sustancia pura aquella que mantiene la misma composición química en todos los estados. Una sustancia pura puede estar conformada por mas de un elemento químico ya que lo importante es la homogeneidad de la sustancia. El aire se considera como una sustancia pura mientras se mantenga en su estado gaseoso, ya que el aire está conformado por diversos elementos que tienen diferentes temperaturas de condensación a una presión específica por lo cual al estar en estado líquido cambia la composición respecto a la del aire gaseoso.

Ejemplos de sustancias puras son: el agua, el nitrógeno, el helio y el dióxido de carbono.

Nota: recordar que es incorrecto hablar de estado sólido, líquido y gaseoso. Esas son "fases" de una sustancia. Podemos tener infinitos "estados" en una sustancia con el solo hecho de variar las propiedades intensivas independientes que lo determinan.

Conclusión: si una sustancia está como hielo está en "fase" sólida. Si una sustancia está a presión atmosférica, digamos agua, a una temperatura de -15ºC, tendremos que está en un estado 1, y si aumentamos la temperatura hasta -10ºC, aún a presión atmosférica, tendremos un estado 2 diferente al estado 1, y tendremos dos estados distintos para la misma fase ya que en ambos casos la sustancia se mantuvo como hielo, es decir, en fase sólida.

PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS PURAS

LIQUIDO COMPRIMIDO O LIQUIDO SUBENFRIADO

En una sustancia pura significa que está en estado líquido y que no está a punto de evaporarse sino que le falta una adición de calor o un cambio negativo en la presión para hacerlo.

Si hablamos de líquido subenfriado entendemos que la sustancia está como líquida a una temperatura menor que la temperatura de saturación ( T <>

Si hablamos de líquido comprimido entendemos que la sustancia está como líquida a una presión mayor que la presión de saturación (P > Psat) a una temperatura determinada.

LIQUIDO SATURADO

Es aquel que está a punto de evaporarse. Es importante notar que cuando una sustancia pura está como líquido saturado ésta se halla totalmente en ese estado, como líquido, nada de vapor ya que está a punto de comenzar a crearse a partir del agua líquida saturada.

VAPOR SATURADO O VAPOR SATURADO SECO

Es un vapor que está a punto de condensarse. En esta fase la sustancia está toda como vapor y es necesario retirar calor o aumentar la presión para provocar que se generen gotas de líquido.

VAPOR SOBRECALENTADO

Es vapor que está a una temperatura más alta que la temperatura de vapor saturado, por lo cual la sustancia sigue estando toda como vapor pero ya no estará a punto de condensarse o de formar pequeñas gotas de líquido.

Si hablamos de vapor sobrecalentado entendemos que la sustancia está como toda vapor a una temperatura mayor que la temperatura de saturación ( T > Tsat) para una presión determinada.

TEMPERATURA DE SATURACIÓN Y PRESIÓN DE SATURACIÓN

La forma más simple de entender estos conceptos es por medio de un ejemplo:

Siempre hemos sabido que el agua ebulle, o se comienza a evaporar, a 100ºC, pero lo hace a esa temperatura porque la presión a la que se encuentra es la presión atmosférica que es 1 atmósfera. Conclusión: la temperatura a la cual una sustancia pura comienza a cambiar de fase, bien sea comenzando a transformarse de agua a vapor (líquido saturado) o de vapor a líquido (vapor saturado), se llama temperatura de saturación, y esta temperatura de saturación siempre va a tener ligada una presión que se llamará presión de saturación.

Ahora, volviendo al ejemplo, si preguntan en una clase cual es la temperatura de saturación para el agua a una presión de 1 atm = 101.325 kPa, la respuesta correcta sería 100ºC. Y si preguntan sobre la presión de saturación para una temperatura de 100ºC la respuesta correcta sería 1 atmósfera.

En pocas palabras, presión de saturación es la temperatura de ebullición para una presión determinada y la presión de saturaciónes la presión de ebullición para una temperatura determinada.

Características:

SUSTANCIAS SIMPLES

H2 Hidrógeno	Ca Calcio	K Potasio
O2 Oxígeno	Pb Plomo	P Fósforo
C Carbono	Na Sodio	Au Oro

SUSTANCIAS COMPUESTAS

H2o Agua	Na2O óxido de Sodio
NH3 Amoníaco	CaS Sulfuro de Calcio
CO Monóxido de Carbono	KBr Bromuro de Potasio

Existen porciones mínimas de las sustancias que no pueden fraccionarse más sin que pierdan las características de las sustancias; en el caso de los Elementos se le conoce como ATOMO y en los Compuestos se le denomina MOLECULA.

Las fórmulas de las sustancias compuestas nos dicen claramente si el compuesto está formado por átomos de un sólo elemento, de dos, tres o más; de acuerdo a esto podemos clasificarlas en: COMPUESTOS BINARIOS cuando son dos elementos diferentes los que lo integran, COMPUESTOSTERNEARIOS al ser tres y COMPUESTOS CUATERNARIOS en el caso de que los constituyentes sean cuatro ; esta diferenciación guarda también regular importancia en la NOMENCLATURA.

MOLECULAS SENCILLAS:

Están formadas por un átomo o por la asociación de átomos de un sólo tipo.

O2 molécua de Oxígeno	He molécula de Helio
O3 molécua de Ozono	Na molécula de Sodio
Cl2 molécula de Cloro	C molécula de Carbono

* La condición de una molécula es que pueda existir en forma libre por ello es que si un átomo puede cumplir con esto se le considera una molécula.

MOLECULAS COMPUESTAS:

son las formadas por asociación entre átomos de elementos diferentes; y se pueden clasificar en:

COMPUESTOS BINARIOS: están formados por átomos de dos elementos diferentes. Se escribe primero el menos electronegativo.

H2o Agua	K2O óxido de Potasio
NaCl Cloruro de Sodio	LiI Yoduro de Litio

COMPUESTOS TERNARIOS:

Formados por tres elementos diferentes. En este tipo de compuestos suelen formarse grupos de elementos que deben escribirse encerrados en paréntesis para representar el número de veces que se repita dicho grupo, al igual que en los BINARIOS se escribe primero el elemento o grupo de elementos menos electronegativo.

(NH4)2S Sulfuro de Amonio

Ca(OH)2 Hidróxido de Calcio

Al2(SO4)3 Sulfato de Aluminio

COMPUESTOS CUATERNARIOS:

constituidos por más de tres elementos diferentes.

(NH4)2CO3 Carbonato de Amonio

KNaLiPO4 Fosfato de Litio Sodio y Potasio

· En este caso, la escritura de las formulas sigue los mismos criterios que en los anteriores, pero existen algunos en que es necesario modificarlos para que la fórmula sea más representativa de la forma en que los átomos se encuentran unidos en la molécula.