Composición química
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En química , por composición química (o más simplemente composición ) entendemos un concepto que puede relacionarse con una sustancia pura o una mezcla . En ambos casos, la composición indica qué especies químicas componen la sustancia o mezcla bajo examen y cuál es su cantidad en comparación con las especies químicas totales. En el caso de una sustancia, las especies químicas constituyentes que se consideran en la definición de la composición son los átomos, mientras que en el caso de las mezclas se consideran las sustancias individuales (también llamadas "componentes de la mezcla").
Composición de una sustancia pura
La composición química de una sustancia pura significa el tipo y número (de cada tipo) de elementos químicos que la constituyen.
Representación de la composición de una sustancia pura.
Una forma de indicar la composición de una sustancia pura es su fórmula química . Por ejemplo, la fórmula química del agua es H 2 O: esta fórmula indica que el agua está formada por los elementos hidrógeno (H) y oxígeno (O) y que estos elementos están en el agua en una proporción de 2: 1 (2 moles de hidrógeno por 1 mol de oxígeno).
Determinación de la composición de una sustancia pura.
Composición de una mezcla
La composición química de una mezcla significa la distribución en peso, en moles o en volumen, de los componentes de la mezcla dentro de la propia mezcla, o en otras palabras, las concentraciones de los componentes individuales en la mezcla.
Cuando la composición de una mezcla está especialmente concebida y diseñada para determinados fines (por ejemplo en el caso de productos farmacéuticos, cosméticos, detergentes, plásticos, adhesivos, etc.), hablamos más específicamente de " formulación " de la mezcla, indicando con este término se encuentra también la actividad de concepción y diseño de una misma mezcla.
A menudo en la formulación de una mezcla se incluyen sustancias que dotan a la mezcla de las características generales, además de otras sustancias que pueden ser más o menos variables y aportan características específicas de la mezcla pensada como un producto "único" (es decir, lo distinguen de otros productos similares). Por ejemplo, un jabón líquido contiene en primer lugar tensioactivos que realizan la función principal del jabón, es decir, limpiar, además de otros componentes que se añaden para impartir características adicionales, por ejemplo sustancias perfumantes, tintes, etc.
Representación de la composición de una mezcla.
Hay varias formas de indicar la composición de una mezcla. Generalmente se indica proporcionando para cada componente su concentración dentro de la mezcla. Las cantidades más comúnmente utilizadas para indicar esta concentración son:
- fracción molar : puede asumir valores entre 0 y 1;
- fracción volumétrica : puede asumir valores entre 0 y 1;
- fracción de masa : puede asumir valores entre 0 y 1;
- porcentaje en moles (igual a la fracción molar multiplicada por 100): puede asumir valores entre 0 y 100;
- porcentaje en volumen (igual a la fracción volumétrica multiplicada por 100): puede asumir valores entre 0 y 100;
- porcentaje en masa (igual a la fracción de masa multiplicada por 100): puede asumir valores entre 0 y 100;
- molalidad
- molaridad
- normalidad
- partes por millón : puede asumir valores entre 0 y 1.000.000;
- partes por billón : puede asumir valores entre 0 y 1.000.000.000.
Los datos de concentración de cada componente se pueden agrupar en una tabla o gráfico circular, por ejemplo.
Como la concentración es una cantidad intensiva, es decir, no depende del volumen de la muestra considerada, la composición de una mezcla también es independiente del volumen considerado, siempre que la mezcla sea homogénea.
Ejemplo
Como ejemplo de representación de la composición de una mezcla, a continuación se muestra la composición del aire en forma de tabla y gráfico circular.
| Composición del aire seco | |||
| Nombre de pila | Fórmula | Proporción molar o fracción [ppm 1] | % (m / m) |
|---|---|---|---|
| Nitrógeno | N 2 | 78,08% | 75,37% |
| Oxígeno | O 2 | 20,95% | 23,1% |
| Argón | Arkansas | 0,934% | 1,41% |
| Dióxido de carbono | CO 2 | 412,04 ppm (marzo de 2019) [1] | |
| Neón | Ninguno | 18,18 ppm | |
| helio | Él | 5,24 ppm | |
| Monóxido de nitrógeno | NO | 5 ppm | |
| Criptón | Kr | 1,14 ppm | |
| Metano | CH 4 | 1-2 ppm | |
| Hidrógeno | H 2 | 0,5 ppm | |
| Oxido de nitrógeno | N 2 O | 0,5 ppm | |
| Xenón | Xe | 0,087 ppm | |
| Dioxido de nitrogeno | NO 2 | 0,02 ppm | |
| Ozono | O 3 | 0 a 0,01 ppm | |
| Radón | Rn | 6 × 10 −14 ppm | |
- ^ 1 ppm ( parte por millón ) = 0,0001%
Determinación de la composición de una mezcla.
Para determinar la composición química de una mezcla, se pueden utilizar técnicas de laboratorio, llamadas " análisis químicos ". En particular, para saber qué sustancias están presentes en una muestra es necesario realizar un análisis químico cualitativo , mientras que para conocer la cantidad de estas sustancias en una muestra es necesario realizar un análisis químico cuantitativo . También existen técnicas de laboratorio que brindan indicaciones tanto cualitativas como cuantitativas, como la cromatografía y la electroforesis .
Nota
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