Disolución. (aire, bronce, vino, agua salada,…)




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títuloDisolución. (aire, bronce, vino, agua salada,…)
fecha de publicación21.08.2016
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TEMA 3. MEZCLAS, DISOLUCIONES Y SUSTANCIAS PURAS
1. SISTEMAS MATERIALES HOMOGÉNEOS Y HETEROGÉNEOS


  • Sistemas materiales homogéneos son aquellos que tienen la misma composición y las mismas propiedades en cualquier porción o muestra de los mismos.(agua, aire, gasolina, vidrio…)

Presentan un aspecto uniforme en todos sus puntos.


  • Sistemas materiales heterogéneos (mezclas) son los que presentan distinta composición y, por tanto, distintas propiedades en las diferentes partes del sistema.(leche, granito, humo, hormigón…) No presenta un aspecto uniforme en todos sus puntos.



MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE LOS COMPONENTES DE UNA MEZCLA

HETEROGÉNEA


  • La sedimentación es la separación, por la acción de la gravedad, de los componentes de una mezcla con distinta densidad. Una vez producida la sedimentación, se decanta uno de los componentes.




  • La centrifugación consiste en incrementar de forma artificial las diferencias de peso de los componentes de una mezcla con distinta densidad. Se emplea para conseguir sedimentaciones más rápidas y perfectas. Se realiza haciendo girar la mezcla hasta altas revoluciones.




  • La filtración permite separar los componentes de una mezcla heterogénea de sólido y líquido haciéndolos atravesar un filtro con unos poros de menor tamaño que las partículas que queremos separar.




  • Separación magnética, empleando un imán para separar sustancias magnéticas de otras que no lo son.




  1. Explicar cómo se separaría una mezcla de arena y serrín.




  1. Los coches llevan un «filtro de aire» dispuesto antes de que éste se junte con la gasolina para formar la mezcla explosiva. ¿Por qué es necesario?



2. SISTEMAS MATERIALES HOMOGÉNEOS: DISOLUCIONES Y SUSTANCIAS PURAS


  • Un sistema material homogéneo constituido por la mezcla de dos o más componentes se denomina disolución.(aire, bronce, vino, agua salada,…)

-Se llama disolvente al componente mayoritario en la disolución.

-Se llama soluto al componente minoritario.

Tanto el disolvente como el soluto pueden encontrarse en estado sólido, líquido o gaseoso:


Disolvente

Soluto

Ejemplo


Sólido


Sólido

Líquido

Gas

Aleaciones

Amalgamas

Hidrógeno en platino


Líquido


Sólido

Líquido

Gas

Azúcar en agua

Alcohol en agua

Agua con “gas”


Gas


Sólido

Líquido

Gas

Humo

Niebla

Aire

Cuando se forma una disolución se producen diversos reajustes de espacios entre las partículas de los componentes. Debido a esto, el volumen final de disolución no tiene por qué coincidir con la suma de volúmenes de soluto y disolvente.

Disoluciones diluidas, concentradas y saturadas:


- Cuando la cantidad de soluto disuelto es pequeña, decimos que se trata de una disolución diluida.

- Se llama disolución concentrada a aquella que tiene una alta proporción de soluto disuelto.

- Si la disolución no admite más soluto, se dice que está saturada (depende de la temperatura)


  • Un sistema material homogéneo constituido por un solo componente se denomina sustancia pura. Pueden ser sólidos, líquidos o gases. (nitrógeno, cobre, alcohol, sal,…)

Las sustancias puras mantienen las mismas propiedades características (densidad, temperaturas de fusión y ebullición...) en cualquier porción de las mismas.


  1. ¿Qué estado de agregación tiene la disolución, el disolvente y el soluto en los casos siguientes: aire húmedo, mercurio en plata (amalgama), hidrógeno en platino?




  1. Explicar qué tipo de sistema material es una gaseosa.




  1. Una mezcla de 22 ml de etanol + 22 ml de agua da un volumen de 42,6 ml. Justificar este hecho.


MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE LOS COMPONENTES DE UNA DISOLUCIÓN


  • Separación de sólidos disueltos en líquidos:

Para separar los componentes se provoca la evaporación, a temperatura ambiente o forzada, de la disolución. (cristalización)

  • Separación de líquidos disueltos entre sí:

Para separar componentes que tengan diferentes puntos de ebullición, se destila la disolución.

  • Separación de una mezcla de gases:

En el caso del aire se realiza mediante un proceso en dos etapas:

-Licuación: Se comprime el aire hasta altas presiones y se deja expansionar bruscamente, con lo que el aire licua.

-Destilación: Después se eleva la temperatura de forma gradual. Se evapora primero el nitrógeno y luego el oxígeno.
En general, para separar los componentes de una disolución se provoca un cambio de estado en la misma.
CONCENTRACIÓN DE UNA DISOLUCIÓN
La concentración de una disolución expresa de forma numérica la proporción de soluto en una determinada cantidad de disolución.
Estas proporciones se expresan de diversas formas:


  • Gramos por litro de disolución

Expresa los gramos de soluto contenidos en cada litro de disolución:




  • Tanto por ciento en peso

Expresa el número de gramos de soluto contenidos en 100 g de disolución.



  1. Se quieren preparar 250 g de disolución acuosa de cloruro potásico al 5 %. ¿Qué cantidades de soluto y disolvente se deben tomar? ¿Se puede averiguar el volumen de la disolución?




  1. Disolvemos 50 gramos de azúcar en agua. Calcular la concentración en g/l y el % en peso.




  1. Señalar los pasos a seguir para preparar 250 cm3 de una disolución de azúcar de 60 g/l.




  1. Para quemar una bombona con 18 kg de butano hacen falta 45,2 m3 de oxígeno. Calcular el aire necesario (Composición del aire: nitrógeno, 78%; oxígeno, 21%; otros, 1%.).




  1. La etiqueta de cierta marca de leche señala que contiene un 1,6 % en peso de materia grasa. Si todo el litro de leche pesa 1 060 g, ¿cuál es la concentración de materia grasa en g/l ¿



3. SUSTANCIAS PURAS: ELEMENTOS Y COMPUESTOS


  • Una sustancia pura que mediante transformaciones puede ser convertida en otras sustancias más simples se denomina compuesto.

Se conocen varios millones de compuestos, constituidos por unos 100 elementos. Cada día se sintetizan nuevos compuestos.


  • Una sustancia pura que no se puede descomponer en otras más simples se denomina elemento.

Hay elementos en estado nativo (oro, plata, carbono,...), obtenidos por descomposición térmica (oxígeno, hidrógeno, cloro,...), obtenidos por electrolisis ( potasio, magnesio, bario,...) ,...

SEPARACIÓN DE LOS COMPONENTES DE UN COMPUESTO
Para separar los componentes de un compuesto se utilizan básicamente dos técnicas de trabajo:

(son procedimientos químicos)

  • Descomposición térmica: Muchos compuestos se descomponen mediante calor

  • Descomposición por electrólisis: Se llama electrólisis a la descomposición de una sustancia por la acción de una corriente eléctrica continua.

Una descomposición por electrólisis fácil de realizar es la del agua: se dispone un aparato de electrólisis en el que se coloca agua con un poco de ácido sulfúrico y se conecta a una pila de corriente continua.

El agua se descompone en dos gases, hidrógeno y oxígeno. Al recogerlos sobre sendos recipientes, resulta que el volumen de hidrógeno es siempre el doble que el del oxígeno.
Un compuesto no es una mezcla

  • Los constituyentes de una mezcla pueden mezclarse en cualquier proporción y mantienen sus propiedades características.

  • Los constituyentes de un compuesto entran siempre en la misma proporción y la sustancia final tiene distintas propiedades.




  1. Explicar qué tipos de procesos han tenido lugar en las siguientes situaciones y en qué se diferencian:

a) Se separa una mezcla de hierro y azufre mediante un imán.

b) Se calienta sulfuro de hierro hasta una temperatura muy alta y se descompone en dos sustancias diferentes: azufre y hierro.


  1. ¿Cómo se puede demostrar que el agua destilada es una sustancia pura? ¿Cómo demostrar que no es un elemento?

Ejercicios del tema




  1. Explicar procedimientos que se pueden emplear para separar en sustancias puras los sistemas materiales siguientes:

a) Agua + aceite.

b) Arena + sal común.

c) Agua + arena + sal común + acetona (la sal no es soluble en acetona).



  1. Se quieren preparar 400 cm3 de disolución de cloruro potásico de concentración 12 g/l.

¿Qué cantidad de cloruro potásico hay que pesar?



  1. Se ha disuelto 500 g de una sal y completado con agua hasta 4 litros de disolución. Hallar la concentración en gramos/litro.



  1. Calcular el tanto por ciento en masa de soluto en las siguientes disoluciones:

a) 40 g de sal en 250 g de agua.

b) 50 g de azúcar en 1 kg de disolución.

c) 12 g de nitrato de plata en medio litro de agua.



  1. Relaciona mediante flechas las dos tablas:


Propiedades características Técnicas de separación (sistemas materiales homogéneos y heterogéneos)

Tamaño de partícula Decantación, sedimentación

Densidad Disolución, cristalización

Temperatura de ebullición Filtración

Solubilidad Evaporación, destilación



  1. Se tiene un ácido acético de densidad 1,16 g/cm3 con 20 cm3 de este ácido y 80 g de agua se prepara una disolución. Si el volumen final de disolución es de 100 cm3, calcular su concentración en porcentaje, su concentración en gramos/litro y la densidad de la disolución.



  1. Clasifica las siguientes sustancias en sistemas materiales homogéneos o heterogéneos: granito, hormigón, gasolina, cobre, humo, barro.



  1. Coloca una X en las casillas correspondientes.







Sistema material

Homogéneo

Heterogéneo

Disolución

Sustancia pura

Aire
















Leche
















Agua de mar
















Agua destilada
















Amoniaco
















Vino


















  1. Las mezclas heterogéneas se pueden separar mediante: decantación, centrifugación, filtración.

Las disoluciones se pueden separar mediante: evaporación, destilación, licuación.

¿A qué procedimiento de separación hacen referencia los dibujos?



1 2 3 4 5


Dibujo

Nombre

Ejemplo de mezcla que separa

1







2







3







4







5









  1. En la columna izquierda hay diversos tipos de mezclas homogéneas (disoluciones) y heterogéneas y en la columna derecha se citan algunas técnicas de separación.

Relaciona, mediante flechas, la técnica que utilizarías para cada mezcla.
Vino Decantación

Sal disuelta en agua Filtración

Aire Centrifugación

Aceite y agua Destilación

Arena y agua Licuación

Café con posos Cristalización


  1. Para limpiar un mueble antiguo se ha preparado una disolución concentrada de sosa (hidróxido de sodio) en agua, añadiendo 2 kg de sosa en 6 litros de agua. El volumen final de disolución ha resultado ser de 6,4 litros.

a) ¿Cuál es la densidad de la disolución?

b) Calcula su concentración en porcentaje y en g/l. .


  1. Se disuelven 50 gramos de azúcar (sacarosa) en 200 gramos de agua. El porcentaje en peso de la disolución será: a) 20%, b) 25%, c) 40%, d) 50%





  1. Observa la etiqueta del recipiente del dibujo y explica su significado

Un enfermo debe tomar 25 gramos de glucosa cada hora.

¿Cuántos litros de suero consumirá en tres horas?



  1. Para preparar el caldo de una paella se añaden 20 g de cloruro sódico al agua hasta completar 2 litros de caldo.

a) Halla la concentración del caldo en g/l.

b) ¿Qué cantidad de sal se ingiere en una cucharada de 5 ml de caldo?

c) La masa de la paellera, vacía, es de 1 200 g Y en ella han quedado 200 ml de caldo sobrante. Si ha hervido hasta evaporarse todo el disolvente, ¿cuál será la masa final de la paellera?


  1. Las propiedades características son el documento de identidad de las sustancias. A veces no basta con una sola propiedad, pero entre todas se puede determinar de qué sustancia se trata.


a)¿Qué propiedades específicas se citan para el cloruro sódico?

b) ¿Qué masa corresponde a un cristalito cúbico de sal cuya arista mide 2 mm?

c) Dibuja la gráfica de los cambios de estado correspondiente al cloruro sódico. ¿A qué se llama calor latente de fusión?

d) Se dispone de dos vasos con sendos sistemas líquidos incoloros. Uno de ellos es de agua destilada y el otro de agua salada. ¿De qué modos se puede demostrar, sin probarlos, cuál es cuál?

e) Ordena de mayor a menor concentración las siguientes disoluciones de sal:

  1. 10 g de sal en 175 cm3 de disolución resultante;

  2. 0,2 g en 2 cm3 de disolución;

  3. 40 g/l;

  4. 1 tonelada de sal en una cisterna de 120 m3 de disolución.

f) Si la disolución de concentración 40 g/l tiene una densidad de 1,05 kg/l, calcula su concentración en porcentaje en peso.


  1. Se ha hecho un puzzle con un mapa conceptual sobre los sistemas materiales. Recomponlo


Mezclas Homogéneos Sistemas materiales Sustancias puras

Heterogéneos Se cambia de estado Se separan Disoluciones

Se mezclan Se disuelven

Añade los conceptos de elemento y de compuesto.


Realizar las actividades de las páginas siguientes:
http://www.iesaguilarycano.com/dpto/fyq/mat/mat.htm
http://www.jcabello.es/clasificacion/index.html
http://iessuel.org/ccnn/interactiv/fq3/tema_2_cruci.htm
http://endrino.pntic.mec.es/hotp0069/franciscogarcia/index.htm
http://platea.pntic.mec.es/pmarti1/educacion/3_eso_materiales/b_ii/3eso_bloque_ii.htm






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