Sistemas Homogéneos y Heterogéneos: 100% fácil de entender.

¿Qué es un sistema material?

            Se denomina sistema material a un cuerpo único, una parte de ese cuerpo, un conjunto de cuerpos o parte de ese conjunto de cuerpos que la Química los considera para estudiarlos. Por ejemplo, el agua con azúcar diluido, un trozo de hielo o arena con virutas de hierro son sistemas materiales.

Los sistemas materiales pueden ser clasificados en:

SISTEMAS HOMOGÉNEOS       /      SISTEMAS HETEROGÉNEOS 

Existe otro tipo de sistema clasificado como sistema inhomogéneo, en el cual si se examinan porciones próximas poseen propiedades semejantes, pero no la tendrán si se analizan puntos muy alejados unos de otros. Es el caso de la atmósfera terrestre. En muchos libros, se considera a la atmósfera un sistema heterogéneo dada la cantidad de smog y partículas no disueltas que presenta.

Vean cada uno de ellos. Pero antes… ¿No te gustaría leerlo y prefieres verlo? Te aconsejamos el siguiente video en nuestro canal, en donde explicamos todo esto y mucho más.

SISTEMAS HOMOGÉNEOS

             Un sistema homogéneo presenta en todas sus porciones (cualquiera que sea analizada) iguales propiedades cualitativas. Esto significa que si se examina una parte determinada de agua con sal diluida y luego se repite la misma operación con otra parte, sus cualidades son las mismas. El sistema, cuando es homogéneo, no presenta discontinuidad en el mismo. Pertenecen a esta clasificación aquellos sistemas en los que en toda su masa posee iguales propiedades químicas y físicas.

¿Qué significa esto en palabras más simples?

Muy sencillo: si analizamos un sistema material y vemos que todos sus puntos presentan iguales características, listo, es un sistema homogéneo.

Acá te dejamos un ejemplo:

Veamos solamente el contenido de la copa. ¿Ven que el líquido es igual en todos los puntos y que no podemos diferenciar otras características? Todo parece tener el mismo color, no hay burbujas de aire que resalten, todo es perfectamente uniforme. Eso es, sin duda, un sistema homogéneo.

Sigan observando, un poco más, la bebida de la copa. Recién mencionamos que todo presenta un mismo color. Esa “zona” que presenta propiedades idénticas se llama fase y es un concepto muy importante en química, pues todo sistema homogéneo presenta SÓLO una sola fase. Pero cuidado, muchas veces esa fase puede estar formada por más de un componente. De esta manera, la bebida que está dentro del vaso de la fotografía puede estar formada por alcohol, agua y un montón de ingredientes más. Pero todo, en su conjunto, forman una sola fase. Por ello, es un sistema homogéneo. (Por favor, relee este párrafo una vez más, pues es fundamental para entender la diferencia entre sistemas homogéneos y heterogéneos.)

SISTEMAS HETEROGÉNEOS

Pertenecen a esta clasificación los sistemas en los que en diferentes partes del mismo tiene propiedades químicas y físicas distintas, presentando superficies de discontinuidad. Un sistema heterogéneo, a diferencia del anterior, presenta en todas sus porciones (cualquiera sea analizada) distintas propiedades intensivas, pudiéndose observar además superficies de separación. Por ejemplo: el agua con aceite, la niebla (aire con gotas de agua) o agua de río con pepitas de oro.

Veamos, de nuevo, esta imagen:

Este sistema es bastante diferente a la copa de la imagen anterior. Fíjense que presenta partes muy diferenciadas: las sólidas (el limón dentro del vaso y el sorbete), una líquida (el agua que está en el vaso) y las gaseosas (el aire que llena el resto del vaso y las burbujas). ¡Uy, ¿también lo contamos al aire?! Sí, no se olviden que nuestro sistema (nuestra porción de universo que aislamos mentalmente para estudiar) es el interior del vaso de vidrio. Como ven, no es demasiado uniforme. Es porque presenta las tres fases que dijimos. Y como hay más de una fase, es un sistema heterogéneo.

Sí, podríamos ahondar en el concepto de componente.  Muchas veces, un sistema puede tener mil componentes y ser homogéneo. Por ejemplo, el agua de la canilla tiene un montón de minerales disueltos; cada mineral es un componente que, junto con la sustancia H₂O, forman el agua de canilla que has de beber; sin embargo, sólo se ve una sola fase, pues es homogéneo. Otras veces, un sistema puede tener muchas fases, pero sólo un componente. Por ejemplo, un vaso que contiene vapor de agua, agua líquida y hielo. Este sistema sería heterogéneo por donde lo mires (podrás observar tres fases distintas), pero todas las fases están formadas por un sólo componente: el agua.

Tipos de sistemas heterogéneos

Hemos visto hasta aquí que los sistemas heterogéneos tienen más de una fase y que, ya sea a simple vista o mediante el microscopio, se puede diferenciar cada una de esas fases. En particular, las mezclas heterogéneas pueden diferenciarse en tres tipos distintos:

Agregados

• Los agregados, que son mezclas integradas por partículas de tamaño más o menos grandes. Sus componentes forman fases que se pueden distinguir a simple vista, como cada uno de los útiles que se pueden ver en una cartuchera.

Suspensiones

• Las suspensiones son mezclas formadas, generalmente, por agua y partículas insolubles. Tras un tiempo, las partículas pueden precipitar al fondo del recipiente.

Coloides

• Los coloides son mezclas compuestas por partículas pequeñísimas dispersas en un medio. A diferencia de las suspensiones antes descritas, los coloides no precipitan cuando se deja reposar los sistemas. Entre algunos ejemplos, encontramos la leche, la mayonesa o la crema chantilli.

Clasificación de los coloides:

Los distintos coloides tienen nombres diferentes dependiendo de los estados en el que se encuentren la fase dispersa y la fase dispersante. Las distintas posibilidades son:

• Los aerosoles líquidos o nieblas, como las nubes o los desodorantes, presentan una fase dispersa líquida y una fase dispersante gaseosa.
• Los aerosoles sólidos o humos, como el humo del cigarrillo o el humo que sale cuando haces un asado, presentan una fase dispersa sólida y una fase dispersante gaseosa.
• Las espumas, como los helados o el merengue, presentan una fase dispersa gaseosa y una fase dispersante líquida.
• Las emulsiones, como la leche o la mayonesa, presentan una fase dispersa líquida y una fase dispersante también líquida. Tienen una gran importancia en la elaboración de productos cosméticos.
• Los geles, como la gelatina o la jalea, presentan una fase dispersa sólida y una fase dispersante líquida.
• Las espumas sólidas, como el telgopor o la piedra pómez, presentan una fase dispersa gaseosa y una fase dispersante sólida.
• Las emulsiones sólidas, como el queso o la manteca, presentan una fase dispersa líquida y una fase dispersante sólida.
• Los soles sólidos, como el rubí, presentan una fase dispersa sólida y una fase dispersante también sólida.

Actividades

1. Algunos sistemas estudiados por un alumno tienen lo siguiente:
   a) ALCOHOL + AGUA + PIEDRA + TINTA CHINA AZUL
   b) AGUA + 3 PEDACITOS DE PLÁSTICO + HIELO + VAPOR DE AGUA.
   c) AZÚCAR + AGUA + SAL MARINA
   d) ACEITE + AGUA + HIELO

Indica si son sistemas homogéneos o heterogéneos. ¿Te animás a indicar cuántas fases y componentes tienen cada sistema?

NTICx en la escuela

Recursos para docentes

El portal “Aulas Uruguay Educa” ofrece recursos docentes relacionados con la aplicación de tecnologías en el aula basadas en Sistemas Materiales. Si eres docente de materias como física o química, échale un vistazo para tus proyectos áulicos: http://aulas.uruguayeduca.edu.uy/course/view.php?id=809&section=2

Además, la siguiente experiencia requiere de conocimientos sobre suspensiones y sistemas heterogéneos. ¡A los más chicos les va a encantar! https://www.ensambledeideas.com/pintura-al-temple/