El agua salada es una mezcla homogénea, porque está formada por agua y sales disueltas que se distribuyen de manera uniforme. Sus componentes no pueden distinguirse a simple vista, pero pueden separarse mediante métodos físicos, como la evaporación o la destilación.
El agua del mar 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.
Por qué el agua salada no es una sustancia pura
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.
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.
El agua salada no cumple estas características, porque no está constituida por una sola sustancia con composición fija. Contiene agua y sales, y la cantidad de sal puede cambiar de una muestra a otra. Por eso, sus propiedades también pueden variar según la concentración de sus componentes.
Qué tipo de mezcla es el agua salada
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. Esta diferencia permite distinguir una mezcla de una sustancia pura y analizar el comportamiento de sus componentes.
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.
- Mezclas homogéneas. Los componentes que constituyen estas mezclas se distribuyen de manera muy uniforme y no pueden ser discernidos a simple vista.
El agua salada pertenece a las mezclas homogéneas cuando la sal está completamente disuelta. En una muestra de agua salada no se observan por separado los cristales de sal, porque sus partículas se encuentran distribuidas por todo el líquido.
Las mezclas homogéneas se denominan a menudo disoluciones químicas o simplemente soluciones, ya que sus componentes -soluto y solvente- no son fácilmente separables. Por tanto, el agua salada puede describirse también como una disolución acuosa de sales.
Soluto y solvente en el agua salada
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.
En el agua salada, el agua actúa generalmente como solvente, porque se encuentra en mayor proporción, mientras que la sal actúa como soluto, porque se encuentra en menor proporción y se disuelve en el agua. La proporción exacta puede variar, ya que las mezclas se caracterizan por tener componentes en cantidades variables.
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.
Este ejemplo explica lo que ocurre cuando se incorpora sal al agua: los cristales dejan de verse después de disolverse, pero la sal no desaparece ni se convierte en agua. Sus partículas permanecen presentes en la disolución, aunque estén distribuidas de forma uniforme.
Cómo comprobar que el agua salada es una mezcla
La posibilidad de separar los componentes mediante métodos físicos es una de las pruebas más claras de que el agua salada es una mezcla. Si evaporamos el agua, la sal queda en el recipiente; si condensamos el vapor, podemos recuperar agua con un grado mucho mayor de pureza.
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.
En el caso del agua de mar, el calor del Sol provoca que el agua se evapore gradualmente, mientras que las sales disueltas no pasan al estado gaseoso en esas condiciones y permanecen en el recipiente. Al finalizar el proceso, se observan residuos sólidos de sal.
| Aspecto | Agua salada |
|---|---|
| Clasificación | Mezcla homogénea |
| Solvente principal | Agua |
| Soluto principal | Sal |
| Componentes visibles a simple vista | No |
| Separación física | Posible mediante evaporación o destilación |
Diferencia entre agua pura, sal pura y agua salada
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).
El agua destilada es una sustancia pura. En cambio, el agua que bebemos contiene sales minerales que son buenas para el organismo, por eso decimos que es una mezcla.
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.
Esta diferencia es fundamental: la sal puede ser una sustancia pura compuesta cuando se considera el cloruro de sodio (NaCl) con un alto grado de pureza, pero al disolverse en agua deja de constituir una muestra de una sola sustancia y pasa a formar parte de una mezcla.
La sal es un compuesto, no una mezcla
Las sustancias puras 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).
El cloruro de sodio (NaCl) es una sustancia compuesta, porque está formado por átomos de cloro y sodio unidos químicamente. Que contenga dos elementos diferentes no significa que sea una mezcla de dos sustancias: sus componentes están integrados en una estructura química definida.
Efectivamente, la sal es una sustancia pura a la que llamamos compuesto. Está formada por varios átomos diferentes, pero no por varias sustancias diferentes.
Cuando el cloruro de sodio se mezcla con agua, se obtiene una disolución. En ella, el agua y el cloruro de sodio conservan una relación de mezcla y pueden separarse mediante procedimientos físicos.
Qué ocurre cuando se añade demasiada sal
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.
El mismo principio se aplica al agua salada: mientras el agua pueda disolver la sal, la disolución permanece homogénea. Cuando se alcanza el límite de concentración, la sal añadida en exceso permanece en el fondo como un sólido visible.
En ese caso, el recipiente contiene una mezcla cuya parte líquida es una disolución homogénea y cuya sal no disuelta aparece como una fase sólida diferenciada. Por ello, la presencia de sal acumulada en el fondo puede hacer que el sistema observado presente características heterogéneas.
Agua de mar y agua salada preparada
El agua salada preparada al disolver sal en agua es una mezcla homogénea si la sal se disuelve por completo. El agua de mar también es una mezcla, pero su composición es más compleja, porque además de agua y sales contiene otras sustancias.
El agua del mar está formada por al menos dos sustancias puras: agua y sal, luego es una mezcla.
El agua marina puede contener sales y sustancias procedentes de procesos naturales, de la vida y de las actividades humanas. Aunque muchas de estas sustancias no sean visibles, siguen formando parte de la composición de la mezcla.
Comparación con otras mezclas
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.
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.
El azúcar en un vaso de agua también forma una mezcla homogénea mientras el azúcar está disuelto. El agua salada funciona de manera semejante: el sólido se distribuye en el líquido sin que sus cristales puedan observarse directamente.
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.
A diferencia del agua salada con sal completamente disuelta, el agua sucia suele ser una mezcla heterogénea, porque sus partículas pueden observarse o separarse por filtración. La apariencia visible de los componentes no es el único criterio, pero ayuda a distinguir ambos tipos de mezcla.
Respuesta a las afirmaciones
- «El agua del mar es una sustancia pura»: falso. El agua del mar está formada por al menos dos sustancias puras: agua y sal, luego es una mezcla.
- «La sal es una mezcla porque está formada por cloro y sodio»: falso. Efectivamente, la sal es una sustancia pura a la que llamamos compuesto. Está formada por varios átomos diferentes, pero no por varias sustancias diferentes.
- «El agua que bebemos es una mezcla y el agua destilada es una sustancia pura»: verdadero. El agua que bebemos contiene sales minerales que son buenas para el organismo, por eso decimos que es una mezcla. El agua destilada es una sustancia pura.
Por tanto, el agua salada no es una sustancia pura: es una mezcla homogénea formada principalmente por agua y sales disueltas, cuyos componentes pueden separarse mediante métodos físicos como la evaporación y la destilación.
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