1 Objetivo Caracterizar los distintos tipos de sustancias, calculando sus concentraciones Actividad 1: Sustancias químicas

1.1.Objetivo

1.2.Actividad 1: Sustancias químicas

1.2.1.Objetivo actividad 1

1.2.1.1.Objetivo

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  Conocer y diferenciar los distintos tipos de sustancias según su composición química (mezclas heterogéneas, homogéneas, sustancias puras...), y las principales técnicas de separación que se pueden utilizar.
  

1.2.1.2.Contenidos

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  Características y propiedades generales de la materia:
  

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  Magnitudes y unidades más usuales en química:
  

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  Masa.
  
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  Volumen.
  
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  Densidad.
  
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  Temperatura.
  
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  Presión.
  

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  Estados de agregación.
  
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  Clasificación de las sustancias:
  

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  Mezclas y sustancias puras.
  
• 
  Elementos y compuestos.
  

• 
  Mezclas:
  

• 
  Homogéneas.
  
• 
  Heterogéneas.
  

• 
  Técnicas de separación de componentes:
  

• 
  Decantación
  
• 
  Filtración
  
• 
  Imantación
  
• 
  Cristalización
  
• 
  Destilación, etc.
  

1.2.2.Contenido teórico

1.2.2.1.Características y propiedades generales de la materia

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  La MASA es la cantidad de materia que tiene o forma un cuerpo. Se mide en Kg. Por ejemplo: la masa de un paquete de arroz es 1 Kg. La masa de un coche pueden ser 1.100 Kg.
  

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  El VOLUMEN es la cantidad de espacio que ocupa un cuerpo. Se mide en m³. Se emplean diferentes procedimientos para medirlo, según si es sólido, líquido o gaseoso, y este último dependerá de la presión, temperatura y mezcla a la que se encuentre. Por ejemplo: el volumen de 1 Kg de agua es 0.001 m³. 1 Kg de aire es 1 m³ en condiciones normales (20ºC y 1 atm. de presión).
  
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  La DENSIDAD es la relación entre masa y volumen, y depende tanto del estado en el que se encuentre el elemento como de la temperatura del mismo. Su fórmula es:
  

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  La TEMPERATURA es la cantidad de calor que tiene un cuerpo. Indica lo rápido que se mueven sus moléculas. Se mide en grados (Celsius, Kelvin o Farenheit). Por ejemplo: el agua al helarse en la superficie de la tierra, está a 0ºC = 273K = 3ºF.
  
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  La PRESIÓN es la fuerza que se ejerce en cada unidad de superficie. Su fórmula es , y sus unidades son Newtons/m², también llamados Pascales (Pa). LA presión es algo fácil de verificar en líquidos y gases, pero también los sólidos suelen estar sometidos a presión. Por ejemplo: el aire contenido dentro de un globo puede ejercer una presión de 150.000 Pa.
  

1.2.2.2.Estados o formas de agregación de la materia:

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  Los sólidos: Tienen forma y volumen constantes. Los átomos que los componen forman una estructura rígida, y sólo se pueden mover vibrando (temperatura). No se pueden comprimir.
  
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  Los líquidos: No tienen forma fija pero sí volumen. Los átomos que los componen forman una estructura menos rígida que en los sólidos, por lo que sus átomos se pueden deslizar entre ellos. La variabilidad de forma y el presentar unas propiedades muy específicas son características de los líquidos. No se pueden comprimir.
  
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  Los gases: No tienen forma ni volumen fijos. Los átomos que los componen no forman ninguna estructura, por lo que se mueven libremente. En ellos es muy característica la gran variación de volumen que experimentan al cambiar las condiciones de temperatura y presión. Se pueden comprimir.
  
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  Los plasmas: Como los gases, no tienen forma ni volumen fijos, pero los átomos que los componen han perdido electrones, que forman una nube entre los iones positivos. Se pueden comprimir.
  

1.2.2.3.Clasificación de las sustancias:

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  Una SUSTANCIA es cualquier variedad de materia de composición definida y reconocible. Las sustancias se clasifican en sustancias puras y mezclas.
  
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  Una SUSTANCIA PURA es un material homogéneo que siempre tiene la misma composición fija e invariable y cuyas propiedades físicas y químicas son siempre las mismas. Sus propiedades la diferencian de cualquier otra sustancia. Algunas pueden descomponerse mediante procesos químicos en otras sustancias más simples; por ejemplo, el cloruro de sodio (sal común), el azúcar.
  
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  Los ELEMENTOS también se denominan SUSTANCIAS SIMPLES ELEMENTALES que constituyen la materia. Se combinan para formar los compuestos.
  
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  Los COMPUESTOS son denominados también SUSTANCIAS COMPUESTAS; están formados por dos o más elementos unidos químicamente en proporciones fijas de masa.
  
• 
  Las MEZCLAS se pueden separar en sustancias puras.
  
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  Las MEZCLAS HOMOGÉNEAS son las que no se pueden distinguir sus componentes: ni a simple vista, ni al microscopio. Su aspecto es el mismo en toda la mezcla.
  
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  Las MEZCLAS HETEROGÉNEAS son las que pueden reconocerse sus diversos componentes debido a la diferencia de sus propiedades (color, forma, tamaño,…).
  
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  Técnicas de separación de componentes: Las mezclas se pueden separar por medios físicos sencillos. Si las mezclas son heterogéneas, habitualmente usamos la sedimentación / decantación y la filtración / cribado. Si las mezclas son homogéneas (disoluciones) los métodos suelen necesitar algo más de energía: destilación, evaporación / cristalización, extracción, etc.
  
• 
  Técnicas de separación de mezclas heterogéneas:
  

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  Decantación: Se basa en la diferencia de densidades, cuando los componentes de la mezcla son muy diferentes. Normalmente se utiliza en mezclas de líquidos no miscibles o de sólidos en líquidos.
  

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  Sedimentación: También se basa en la diferencia de densidades de los componentes de la mezcla, que permite separar mezclas heterogéneas (sólido-líquido) dejando que el sólido precipite al fondo del recipiente.
  

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  Centrifugación: Es una operación similar a la decantación, está destinada a la separación de componentes de mezclas heterogéneas y homogéneas.
  

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  Filtración / Cribado: Es una operación que permite separar mezclas heterogéneas (sólido-líquido) mediante filtros. Tal y como se puede observar en la imagen el papel retiene la parte sólida y la separa de la líquida que se precipita en interior del recipiente.
  

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  Imantación: Se trata de una operación que está destinada a la separación de un componente metálico (sólido férreo) con otro no metálico (sólido o líquido).
  

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  Técnicas de separación de mezclas homogéneas:
  

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  Cristalización: permite extraer un soluto disuelto en un disolvente. Se basa en el concepto de saturación: al enfriar la mezcla, la solubilidad disminuye y entonces el soluto empieza a separarse del disolvente en forma de cristales sólidos que se van depositando en el fondo y las paredes.
  

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  Evaporación: Consiste en eliminar los componentes volátiles no deseados de una mezcla mediante la ventilación y el calentamiento a una temperatura inferior al punto de ebullición.
  

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  Destilación: Consiste en la separación de una mezcla de dos líquidos miscíbles, primero mediante una evaporización y después mediante una condensación. Esta operación se basa en los diferentes puntos de ebullición de los líquidos que la forman. Hay dos tipos de destilaciones
  

1.2.3.Descripción de la animación

1.2.4.Recursos

1.2.5.Ejercicios

1.2.5.1.Explica las diferencias entre mezclas y compuestos.

1.2.5.2.Cita alguna técnica de separación de componentes aplicables a mezclas y compuestos.

1.2.5.3.Se tiene una mezcla homogénea de azúcar y arena ¿Se pueden separar por medios físicos? ¿y si la mezcla la forman azúcar y sal?

1.2.5.4.Clasifica las siguientes sustancias: