Mezcla heterogénea: qué es, ejemplos y cómo se separa

Una mezcla heterogénea es la unión de dos o más sustancias que no se reparten de forma uniforme, de modo que sus componentes se distinguen a simple vista o con un microscopio. Tiene al menos dos fases con propiedades distintas. Son mezclas heterogéneas el agua con aceite, la arena de la playa, el granito o una ensalada.

La pista más sencilla para reconocerla: si al tomar dos muestras de distintas partes de la mezcla no tienen la misma composición (en una cucharada de ensalada hay más lechuga, en otra más tomate), es heterogénea. En una mezcla homogénea, como el agua con sal disuelta, cualquier gota es igual a otra.

Qué es una mezcla heterogénea

Una mezcla es la unión física de varias sustancias en la que cada una conserva su identidad química: no hay reacción, no se forman sustancias nuevas. Las mezclas se dividen en dos grandes grupos según su aspecto y su composición, homogéneas y heterogéneas. El prefijo griego hetero- significa «otro, distinto», y alude a que la mezcla no es igual en todos sus puntos.

La clave del concepto es la idea de fase: cada región de la mezcla con propiedades uniformes, separada de las demás por una superficie de contacto. En un vaso con agua y aceite hay dos fases líquidas y una frontera bien visible entre ellas. Una mezcla heterogénea siempre tiene dos fases o más.

Ojo con una trampa habitual: fase y componente no son lo mismo. Un vaso de agua con cubitos de hielo tiene dos fases (sólida y líquida), pero un único componente, el agua. Es un sistema heterogéneo, pero no es una mezcla, sino una sustancia pura en dos estados.

Características de las mezclas heterogéneas

• Sus componentes se distinguen a simple vista, con lupa o con microscopio óptico.
• Presentan dos o más fases, separadas por superficies de contacto.
• Su composición varía de un punto a otro: dos muestras de la misma mezcla pueden tener proporciones diferentes.
• La proporción entre componentes no es fija. Puedes echar más o menos arena al agua y sigue siendo arena con agua.
• Cada componente conserva sus propiedades: color, densidad, magnetismo, punto de fusión.
• Se separan por métodos físicos (filtrar, decantar, tamizar, usar un imán), sin necesidad de reacciones químicas.
• Muchas no son estables: si se dejan en reposo, los componentes más densos se van al fondo o los líquidos se separan en capas.

Tipos de mezclas heterogéneas

Se clasifican sobre todo por el tamaño de las partículas dispersas y por el estado de los componentes:

Los coloides están en la frontera entre ambos grupos. A simple vista parecen homogéneos, pero al microscopio (o con un haz de luz, como se explica más abajo) se ve que no lo son. En la mayoría de los libros de texto de secundaria se tratan como un caso especial y se estudian aparte; algunos los incluyen entre las heterogéneas y otros no. Lo importante es saber justificar la respuesta.

Otra forma útil de clasificarlas es por el estado de sus componentes: sólido en sólido (granito), sólido en líquido (arena en agua), líquido en líquido (agua y aceite), gas en líquido (la espuma de la cerveza), líquido en gas (la niebla, gotitas de agua en el aire) o sólido en gas (el humo, el polvo en suspensión).

Ejemplos de mezclas heterogéneas

En la cocina

• Agua y aceite: el aceite, menos denso, queda arriba en una capa bien definida.
• La vinagreta de la ensalada: al batirla parece uniforme un momento, pero en reposo el vinagre y el aceite se separan.
• El gazpacho: una emulsión de aceite en el jugo del tomate; si se deja tiempo en la nevera, se forman capas y hay que removerlo.
• La horchata: una suspensión; por eso en la etiqueta pone que se agite antes de servir.
• Cereales con leche, una paella, un cocido o una macedonia: mezclas groseras en las que se distingue cada ingrediente.
• Un refresco con cubitos: hielo sólido flotando en un líquido.

En la naturaleza

• El granito, la roca de sierras como Guadarrama o Gredos: se ven a simple vista granos de cuarzo (grisáceo), feldespato (blanco o rosado) y mica (negra y brillante).
• La arena de la playa, con granos minerales, restos de conchas y fragmentos de roca.
• El agua de un río tras una tormenta, cargada de barro en suspensión. El color pardo del Río de la Plata se debe a los sedimentos que transporta.
• La niebla y el humo, gotitas de agua o partículas sólidas dispersas en el aire.
• El suelo, mezcla de minerales, restos orgánicos, agua y aire.

En la industria y en casa

• El hormigón, con cemento, arena, grava y agua.
• La pintura plástica, con pigmentos dispersos que hay que remover antes de usar.
• Algunos jarabes y medicamentos en suspensión, que llevan la indicación «agitar antes de usar».
• La sangre: a simple vista parece uniforme, pero al microscopio se ven glóbulos rojos, blancos y plaquetas en el plasma. Si se centrifuga, se separa en capas.

Si buscas más casos agrupados por tipo, hay una lista amplia en ejemplos de mezclas heterogéneas.

Diferencias entre mezcla heterogénea y homogénea

Cómo saber si una mezcla es heterogénea: tres pruebas

1. Mírala y espera. Si distingues partes o, tras unos minutos en reposo, aparece un poso o se forman capas, es heterogénea.
2. Fíltrala. Si al pasarla por un filtro de papel queda algo retenido, contenía partículas sólidas no disueltas.
3. Haz la prueba de la linterna (efecto Tyndall). En una habitación a oscuras, atraviesa el vaso con el haz de una linterna o un puntero láser. En una disolución verdadera (agua con sal) el haz no se ve dentro del líquido. En un coloide o una suspensión fina (agua con unas gotas de leche) el haz se ve claramente, porque las partículas dispersan la luz. Es el mismo efecto que hace visibles los rayos de sol al entrar por una ventana en una habitación con polvo.

Cómo se separan sus componentes

Cada técnica aprovecha una propiedad que diferencia a los componentes. Es la base de los métodos de separación de mezclas:

Un caso real de todo esto, a gran escala, es una depuradora de aguas residuales. Primero, rejas y tamices retienen sólidos grandes (desbaste); después, el agua pasa despacio por depósitos donde se depositan arenas y se retiran grasas flotantes; y luego, en decantadores, sedimentan los fangos. Son las mismas técnicas del laboratorio escolar, aplicadas al tratamiento de aguas residuales de toda una ciudad.

Ejemplo resuelto: separar arena, sal, hierro y aceite

Supongamos un vaso con una mezcla de arena, sal, limaduras de hierro y un poco de aceite. ¿Cómo recuperar los cuatro componentes? El orden importa:

1. Separación magnética. Con todo aún seco o en el vaso, se pasa un imán envuelto en papel: se lleva el hierro.
2. Añadir agua y remover. La sal se disuelve; la arena no; el aceite flota.
3. Decantación. En un embudo de decantación, o con cuidado, se retira la capa de aceite de arriba.
4. Filtración. Se filtra el agua restante: la arena queda en el papel de filtro.
5. Evaporación. Se calienta el agua filtrada (que ahora es una mezcla homogénea, agua con sal) hasta que se evapora y queda la sal.

Si se filtrase antes de quitar el hierro, las limaduras quedarían mezcladas con la arena en el filtro y habría que separarlas después. Planificar el orden es la parte más importante del ejercicio.

Errores frecuentes

• «El agua con hielo es una mezcla heterogénea». Tiene dos fases, pero un solo componente: es una sustancia pura en dos estados.
• «Si no veo los componentes, es homogénea». La leche, la sangre o la niebla parecen uniformes a simple vista y no lo son al microscopio. El criterio es la uniformidad a escala microscópica, no solo a ojo.
• «El agua con azúcar es heterogénea porque lleva azúcar». Si el azúcar está disuelto, es una disolución, homogénea. Solo pasa a ser heterogénea si echas tanto que queda azúcar sin disolver en el fondo.
• «El agua con gas es heterogénea». En la botella cerrada, el dióxido de carbono está disuelto y la mezcla es homogénea. Al abrirla y formarse burbujas aparece una segunda fase (gas) y, mientras burbujea, el sistema es heterogéneo.
• Confundir decantar con filtrar. Decantar es dejar reposar y separar por densidad; filtrar es hacer pasar la mezcla por un material poroso. A veces se usan seguidas, pero son métodos distintos.

Ejercicios resueltos

Preguntas frecuentes

Referencias

• Chang, Raymond y Goldsby, Kenneth A.: Química, McGraw-Hill.
• Brown, Theodore L.; LeMay, H. Eugene; Bursten, Bruce E. y otros: Química: la ciencia central, Pearson.
• Petrucci, Ralph H.; Herring, F. Geoffrey; Madura, Jeffry D. y Bissonnette, Carey: Química general, Pearson.
• International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC): Compendium of Chemical Terminology (Gold Book), entradas «phase» y «colloid».
• Real Academia Española y ASALE: Diccionario de la lengua española, entradas «heterogéneo» y «mezcla».