Comencemos con descripciones de sustancias “puras” e “impuras” de los tipos más simples: elementos y sustancias moleculares.
Una sustancia elemental pura debe contener solo un tipo de átomo (el elemento) y ser homogénea en toda la muestra; de lo contrario, es impuro. Técnicamente, incluso si la muestra de sustancia tiene el número de átomos de Avogadro del elemento deseado, y solo un átomo de algún elemento diferente, entonces podría decirse que es “impuro”. Sin embargo, desde un punto de vista más práctico, generalmente tenemos un umbral para la línea divisoria entre una muestra “pura” y una muestra “impura”. Por ejemplo, un trozo de oro puede contener 99.9999% de oro y 0.0001% de oligoelementos (plomo, estaño, cobre, plata, etc.) y ser considerado “oro puro” por la mayoría de las personas.
Lo mismo puede decirse de las sustancias moleculares como el agua. Una muestra de agua “pura” debe contener solo moléculas de agua (todo H2O). Técnicamente, si un vaso de agua tiene incluso un átomo o molécula de otra cosa (un átomo de arsénico o una molécula de CO2), entonces se podría decir que la muestra de agua es “impura”. Pero, de nuevo, podemos establecer un umbral práctico para la pureza, como “99.9999% de agua pura” o solo “1 parte por millón” de contaminantes. Mientras las impurezas en el agua estén por debajo de este umbral, podemos etiquetar la muestra de agua como “agua pura”, aunque todavía sea ligeramente “impura”. El lugar en el que establezcamos este umbral depende de la aplicación: si estamos agregando agua para completar el nivel de refrigerante del radiador en un automóvil, o si estamos regando plantas que crecen en el patio, el 99.9999% de pureza del agua se consideraría agua “extremadamente pura” . Pero para algunos experimentos químicos delicadamente equilibrados en el laboratorio, dicha muestra podría considerarse “demasiado llena de contaminantes” o “impura”.
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Para algunas sustancias, puede ser bastante difícil o casi imposible medir y evaluar el nivel de pureza de una muestra. ¿Qué tan pura o impura es una masa de galleta de chocolate del tamaño de una cuchara? ¿Qué constituye una impureza en la muestra? ¿Qué tal una muestra de “tierra”, o aguas residuales sin tratar? ¿Qué tan “puro” o “impuro” es eso? El problema es que estas sustancias no son sustancias simples, bien definidas y homogéneas. Por el contrario, son bastante heterogéneos, vagamente o tal vez no están definidos en términos de su contenido (lo que deberían contener frente a lo que no deberían contener), e incluso si se enumeran los componentes / ingredientes deseados, las proporciones y el nivel de mezcla requerido para estos ingredientes puede no estar bien definido. Además, si una muestra heterogénea de una sustancia permanece intacta durante el tiempo suficiente, podría haber separación y asentamiento de los componentes, haciendo que las submuestras de la muestra original parezcan “impuras” porque no tienen una composición que represente muestra completa
Estos son algunos ejemplos de sustancias “impuras” (algunas de las cuales son útiles):
Acero (una forma de “hierro impuro”, o mejor descrito como “hierro con aditivos”)
Silicio (con material de dopaje de tipo N, utilizado para fabricar diodos y transistores)
Silicio (con material de dopaje tipo P, utilizado para fabricar diodos y transistores)
Agua carbonatada (una forma de “agua impura”, con algo de CO2 disuelto en ella)
Aquí hay algunas excepciones extrañas con respecto a la pureza de las muestras de sustancias. Algunos elementos tienen múltiples alótropos (diferentes estructuras cristalinas y / o diferentes tipos de enlaces químicos entre los átomos). Por ejemplo, podría tener un diamante (que es carbono puro) que está “contaminado” con pedazos de grafito (también carbono puro). Entonces, aunque la muestra contiene solo un tipo de átomo (solo átomos de carbono), es de naturaleza heterogénea porque la composición del grafito es diferente de la del diamante.
También está el elemento fósforo, que viene en tres tipos alotrópicos comunes: fósforo rojo, fósforo amarillo y fósforo blanco. Todos estos son muy diferentes entre sí. Entonces, si alguien afirma tener una muestra de “fósforo puro”, realmente podría ser cualquier combinación / mezcla de las tres formas alotrípicas de este. La pureza realmente debería calificarse como “fósforo rojo puro”, “fósforo amarillo puro” o “fósforo blanco puro”.
Otro ejemplo sería un lingote de estaño, el metal. Bajo ciertas condiciones, un lingote de estaño agradable, liso y brillante puede rápidamente “infectarse” con una condición llamada “plaga de estaño” que cambia radicalmente su estructura cristalina. A medida que la plaga de estaño se mueve a través del lingote (como un cáncer), parece ser masticada y escupida por algunos gremlins invisibles. (Consulte Plaga de estaño para obtener más información al respecto. También hay algunos videos interesantes y entretenidos de YouTube de la plaga de estaño en acción.) En tal situación, la forma de lingote de metal brillante de estaño podría considerarse la forma “pura”, mientras que un lingote con plaga de estaño en progreso podría considerarse “impuro”, a pesar de que todo está hecho de estaño elemental, solo diferentes alótropos.
