Sustancias puras: qué son, definición, propiedades, tipos, ejemplos
¿Qué son las sustancias puras?
Las sustancias puras son todas aquellas que presentan una composición química constante y propia. Es decir, son homogéneas, por lo que solo están formadas por los átomos o moléculas que aparecen en sus respectivos símbolos o fórmulas químicas.
Las sustancias puras se pueden clasificar en simples (elementos) o compuestos. Son simples cuando solamente contienen un solo tipo de átomo. Son compuestos si poseen dos o más átomos diferentes formando moléculas heterogéneas.
Ejemplos de sustancias puras simples son el oro (Au), el cobre (Cu) o el zinc (Zn). Si en ellos encontramos otros átomos o elementos diferentes, entonces dejarán de ser puros: oro mezclado con cobre o cobre mezclado con zinc. Por lo tanto, las mezclas no son sustancias puras.
Un ejemplo de sustancia pura compuesta es el dióxido de carbono (CO₂), compuesto por dos átomos de oxígeno y uno de carbono. Podemos identificar que es una sustancia pura porque se puede escribir su fórmula.
El agua (H₂O) es otro ejemplo de sustancia pura compuesta. Sin embargo, dejará de ser pura si le añadimos azúcar: una mezcla de azúcar y agua es una mezcla, no una sustancia pura. Lo mismo aplicaría si disolviéramos sales en ella.
Propiedades de las sustancias puras
Las sustancias puras poseen una serie de propiedades físicas y químicas:
Homogeneidad
Son homogéneas, por lo que se puede decir que tienen una composición constante en toda su masa o extensión.
Supongamos que tenemos una sustancia pura como el hierro (Fe). Si lo dividimos en pedazos más pequeños de hierro, este seguirá teniendo las mismas propiedades físicas y químicas.
Magnitudes constantes de sus propiedades
Al haber un solo tipo de átomos o moléculas en las sustancias puras, sus propiedades físicas o químicas están muy bien definidas y no presentan grandes variaciones. Es decir, sus propiedades tienen magnitudes o valores constantes a una misma temperatura o presión.
Por ejemplo: el agua pura (H₂O) siempre será cristalina y hervirá a la misma temperatura. Sin embargo, cuando se mezcla con otras sustancias, puede volverse turbia o cambiar de color. Entonces sus propiedades comienzan a ser diferentes: cambia la densidad, la viscosidad, el olor, la temperatura a la que se congela o hierve, etc.
Diferentes estados físicos
Las sustancias puras pueden presentar diferentes estados o fases físicos, manteniendo su composición y pureza.
El agua destilada es una sustancia pura formada solamente por moléculas de H₂O. Cuando se congela, se transforma en hielo, pero su composición no cambia. Lo mismo sucede cuando se evapora: las moléculas de H₂O siguen siendo las mismas.
El agua mantiene su pureza en los tres estados físicos, a menos que se mezcle con otros elementos o compuestos.
Descripción por fórmula química
Las sustancias puras pueden describirse perfectamente con una fórmula química.
Por ejemplo, la fórmula H₂O describe al agua y su molécula, por lo que un tanque de agua pura puede describirse como H₂O nada más.
Si añadimos sal (NaCl) a este tanque de agua pura, tendremos una mezcla que ya no puede describirse con la fórmula H₂O y, por tanto, no es una sustancia pura.
Cuando una sustancia (líquida, sólida o gaseosa) no pueda describirse fácilmente con una sola fórmula química, entonces no es pura.
Tipos de sustancias puras
Hay dos tipos de sustancias puras: las simples (los elementos químicos) y los compuestos químicos.
Sustancias simples (elementos químicos)
Una sustancia constituida solamente por un tipo de átomo correspondiente a un elemento químico puede ser considerada como una sustancia pura. Esto es así siempre que no exista una contaminación debida la presencia de átomos de otro elemento químico, o de átomos de varios elementos químicos.
La plata pura (Ag) está formada solo por átomos del metal plata (Ag). Asimismo, pueden ser consideradas como sustancias puras las piezas de los metales níquel (Ni) o cobre (Cu), siempre que no estén presentes en sus piezas contaminaciones de otros elementos químicos.
Al contrario, las aleaciones no son sustancias puras, pues resultan de la mezcla de dos o más metales. Es por eso que el bronce o el latón, por ejemplo, no son sustancias puras.
Compuestos químicos
Una sustancia pura es un compuesto químico si está constituido por dos o más elementos químicos, que forman moléculas heterogéneas, o un conjunto de redes iónicas (sales, óxidos, sulfatos, etc.).
Un ejemplo de compuesto químico es el amoníaco (NH3), formado por tres átomos de hidrógeno y un átomo de nitrógeno (NH3). Será una sustancia pura si todas sus moléculas son de un mismo tipo y tienen la fórmula NH3. Sin embargo, si se encuentra mezclado con oxígeno gaseoso o vapor de agua, entonces dejará de ser una sustancia pura (será una mezcla gaseosa).
Ejemplos de sustancias puras
Sustancias puras simples
- Magnesio (Mg)
- Calcio (Ca)
- Sodio (Na)
- Hierro (Fe)
- Estaño (Sn)
- Oxígeno gaseoso (O2)
- Helio (He)
- Mercurio (Hg)
- Cobre (Cu)
- Níquel (Ni)
Sustancias puras compuestas
- Dióxido de carbono (CO₂).
- Monóxido de carbono (CO).
- Glucosa (C6H12O6.).
- Ácido cítrico (C6H8O7).
- Sulfato de sodio (Na2SO4).
- Hidróxido de sodio (NaOH).
- Agua (H₂O).
- Carbonato de sodio (Na2CO3).
- Ácido sulfúrico (H2SO4.).
- Cloruro de sodio (NaCl).
Consejo para identificar una sustancia pura
Si puedes escribir una fórmula de una sustancia o es un elemento puro, es una sustancia pura.
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Referencias
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. Pure Substance Definition. Recuperado de: thoughtco.com
- CK-12 Foundation et al. Pure Substances and Mixtures. Chemistry LibreTexts. Recuperado de: chem.libretexts.org