Dispersiones Coloidales y sus Propiedades
Una dispersión coloidal es un sistema donde un componente (fase dispersa) se encuentra disperso de manera permanente en otro (fase continua). Las partículas coloidales tienen un tamaño intermedio entre las de las disoluciones y las suspensiones, lo que las hace no visibles a simple vista.
Efecto Tyndall
Una característica importante de los coloides es el Efecto Tyndall. Las partículas coloidales dispersan el haz de luz incidente, haciéndolo visible. A simple vista, una dispersión coloidal puede parecer una mezcla homogénea. Ejemplos comunes incluyen: mayonesa, gelatina, niebla, leche en agua, agua con arcilla y almidón en agua.
Descenso Crioscópico: El Impacto de las Impurezas en el Punto de Fusión
El descenso crioscópico se observa cuando una sustancia disuelta disminuye el punto de fusión de un solvente. Por ejemplo, el agua con sal tiene un punto de fusión más bajo que el agua pura. Los iones (Na+ y Cl-) disueltos en agua interfieren con la formación de enlaces fuertes entre las moléculas de agua, disminuyendo su punto de congelación. Esta propiedad se utiliza para añadir sal a las carreteras en invierno, manteniendo el agua en estado líquido a temperaturas bajo cero. La temperatura de fusión del agua con sal puede llegar a ser de -6ºC.
Formación de Nubes, Condensación y Precipitación
Las nubes se forman principalmente por la evaporación intensa del agua. El enfriamiento del vapor de agua al ascender (debido a la disminución de la presión atmosférica) es crucial para su formación.
Condensación vs. Precipitación
La condensación es el proceso por el cual el vapor de agua se transforma en líquido. Para que se produzca la precipitación, las gotas de agua en las nubes deben aumentar de tamaño significativamente (entre 10 y 100 veces) hasta que la gravedad las haga caer. Si la temperatura del aire es relativamente alta, los cristales de hielo (nieve) en la nube pueden fundirse durante el descenso, resultando en lluvia. Es común observar precipitaciones en forma de nieve en alta montaña y en forma de lluvia en regiones más bajas.
Medición de la Humedad Relativa del Aire
La humedad relativa del aire se puede determinar utilizando dos termómetros: uno seco y otro húmedo. El termómetro húmedo se mantiene en contacto con agua. Cuando el aire está seco, el agua se evapora, extrayendo energía del agua restante y enfriando el termómetro. La diferencia de temperatura entre ambos termómetros es mayor cuanto más seco está el aire, indicando una menor humedad relativa.
Teoría Atómica de Dalton
La teoría atómica de Dalton postula lo siguiente:
- La materia está formada por partículas indivisibles llamadas átomos.
- Los átomos de un mismo elemento son idénticos en masa y propiedades.
- Los átomos de diferentes elementos tienen masas y propiedades diferentes.
- Los átomos permanecen inalterados durante las reacciones químicas; solo se recombinan.
- Los átomos se combinan en relaciones simples para formar compuestos.
- Los átomos de diferentes elementos pueden combinarse en proporciones distintas para formar múltiples compuestos (ej: Fe2O3, FeO; CO, CO2).
Por ejemplo, en la reacción 2H2 + O2 → 2H2O, los átomos de hidrógeno y oxígeno se recombinan para formar agua, pero no se crean ni se destruyen.
Reacciones Químicas: Transformación de la Materia
Una reacción química es un proceso en el cual las sustancias se combinan para formar otras nuevas con propiedades diferentes. Durante una reacción química, los enlaces entre los átomos se rompen y se forman nuevos enlaces. Las moléculas se transforman, pero los átomos permanecen inmutables, simplemente se reordenan en nuevas moléculas.
Ley de Conservación de la Masa
Durante una reacción química, la masa se conserva (Ley de Conservación de la Masa). La suma de la masa de los reactivos es igual a la suma de la masa de los productos. Para que una reacción ocurra, se necesita energía de activación para romper los enlaces existentes. En toda reacción química hay un intercambio energético con el medio, ya que la energía almacenada en los enlaces de los reactivos es diferente a la de los productos.
Por ejemplo, al quemar madera, la suma de la masa de los reactivos (madera y oxígeno) debe ser igual a la suma de la masa de los productos (cenizas, dióxido de carbono, agua, etc.).
Fermentación: Procesos Anaeróbicos
La fermentación es un proceso catabólico de oxidación incompleta, totalmente anaeróbico, donde el producto final es un compuesto orgánico.
Fermentación Alcohólica
En la fermentación alcohólica (ej: glucosa), se obtiene energía y el producto de desecho es un alcohol. La ecuación general es:
Azúcares + levaduras → Alcohol etílico + CO2 + Calor + Otras sustancias
C6H12O6 → 2C2H6O + 2CO2 + 57 kcal (consumidas por las levaduras)
Glucosa → Etanol + Dióxido de carbono
Fermentación Láctica
La fermentación láctica es un proceso donde microorganismos (o los músculos) utilizan glucosa para obtener energía, produciendo ácido láctico como desecho (responsable de las agujetas). Un ejemplo común es la producción de yogurt.
Desnaturalización de Proteínas
La desnaturalización de las proteínas implica la pérdida de su actividad biológica debido a factores como la temperatura, el pH o la acción de enzimas (a veces es reversible). Al añadir un ácido (vinagre, limón, etc.) a la leche, la leche se corta y se coagula, desnaturalizando la caseína, un proceso utilizado en la fabricación de quesos. De manera similar, al añadir alcohol o calentar la clara de huevo, la albúmina se desnaturaliza, volviéndose opaca y blanca.