Nancy Costas

Sexto

Sustancias y mezclas

Todo lo que conocemos está formado por materia. El celular, las hojas de carpeta,

tu lapicera y hasta nosotros mismos estamos formados por materia.

A su vez, la materia está formada por átomos, que son la unidad más pequeña en

que está formada esa materia. También, dos o más átomos forman moléculas.

Para que puedas entender todo esto, vamos a explicar los sistemas materiales.

Estos pueden clasificarse en dos tipos:

Sustancias puras Estas a su vez se van a clasificar en dos tipos:

Elementos

Un elemento es un conjunto del mismo tipo de átomos. Pueden

tener uno o muchos átomos, pero todos del mismo tipo. Estos elementos

son los que encontramos en la tabla periódica como la que te presento a

continuación.

Te nombro algunos muy conocidos por vos: hidrógeno, oxígeno,

hierro, oro, cloro, etc.

Ejemplos

Compuestos

Son combinaciones de dos o más tipos de átomos. No

necesariamente habrá una sola molécula, puede haber varias, pero todas

del mismo compuesto. El compuesto más conocido es el agua (hidrógeno

y oxígeno), pero no la que consumimos sino agua pura. Otro compuesto

es la sal (sodio y cloro), la glucosa (carbono, hidrógeno y oxígeno)

Las sustancias puras solo pueden separarse mediante reacciones

químicas, ya que necesitan de mucha energía. En estos casos se rompen

las moléculas y ya no tendremos lo que teníamos. Por ejemplo, si

rompemos la molécula de agua (H2O) tendremos otra sustancia,

hidrógeno y oxígeno.

Mezclas Estas son precisamente mezclas de compuestos o de elementos. Por

ejemplo, antes mencionamos el agua pura como un compuesto, pero si a esta le

agregamos sales minerales ahí se convierte en una mezcla. Esta es el agua que

consumimos, porque es agua con sales minerales (sodio, calcio, cloro, etc.). las

mezclas se clasifican en tres tipos:

Homogéneas

Son las que no podemos diferenciar los componentes que la

forman a simple vista. Al ver este tipo de mezclas no podemos decir por

qué está formada ya que la vemos toda igual. Esto ocurre porque las

partículas que la forman son muy pequeñas.

Ejemplos:

aire (oxígeno, nitrógeno, helio, dióxido de carbono,

monóxido de carbono) es una mezcla de compuestos y

elementos

agua de la canilla (potable) o embotellada (agua, cloruro

de sodio [sal], hipoclorito de sodio [cloro o lavandina], calcio)

agua con sal

agua con azúcar

aleaciones de estaño y cobre que forman el bronce

Otra característica es que sus componentes se reparten de igual

manera en toda la mezcla. Por ejemplo, el agua con sal, si tomamos un

poco de ella de una parte u otra del recipiente siempre va a saber igual

porque la sal se reparte del mismo modo por toda el agua. Podemos decir

entonces que las propiedades y la composición es la misma en toda la

mezcla.

Para separar los componentes de este tipo de mezclas es

necesario que haya un cambio de estado. Un ejemplo:

agua y sal, damos calor y evaporamos el agua (cambio de

estado) quedándonos la sal. También, de un modo

parecido puede recuperarse el agua (destilación)

agua y alcohol, la separamos como en el caso anterior,

evaporando o destilando. Aquí lo que se toma en cuenta

es la temperatura a la que hierve cada uno de estos

líquidos. Al llegar a poco más de 78°C el alcohol pasa a

estado gaseoso y el agua todavía no ya que lo hace recién

a los 100°.

En resumen, para separar estas mezclas se necesita menos

energía, es más fácil. Son separaciones por métodos físicos. Al

separarlos seguiremos teniendo los mismos componentes solo que

separados.

Las mezclas homogéneas se conocen como disoluciones o

soluciones. En estas, el componente que se encuentra en menor

cantidad se llama soluto y la que se encuentra en mayor proporción,

solvente. Por ejemplo, la salmuera (agua y sal), el agua es el solvente y

la sal el soluto. La mayoría de las soluciones contienen agua y por eso

se las llama soluciones acuosas. Pero existen otras que se preparan

con otros líquidos como el benceno o el cloroformo, o con gases o

sólidos.

El soluto y el solvente pueden encontrarse en cualquier estado de

agregación. La condición para formar una solución es que, al mezclarse,

el soluto parezca desaparecer en el solvente.

SALMUERA Se usa para conservar alimentos. Es agua con sal. Una solución de

sólido en líquido

SODA

Bebida gaseosa con diminutas

burbujas de gas en agua. Es una

solución de gas en líquido.

ALCOHOL Es una mezcla de dos líquidos, etanol y agua. Una solución de líquido en

líquido.

Concentración de una solución

La concentración de una solución tiene que ver con la cantidad de

soluto que se disuelve en el solvente. Se puede expresar de muchas

maneras como “un sobre de jugo en un vaso de agua”, “un sobre de jugo

en un litro de agua”, etc.

La concentración justa es la que indica la etiqueta del producto. Si

se utiliza menor cantidad de soluto que la indicada, se obtiene una

solución diluida. Si se prepara con mayor cantidad de soluto que la

indicada, se obtiene una solución concentrada. Pero existe un máximo

de soluto que se puede disolver en una cantidad determinada de

solvente. A esto se llama solubilidad.

Ahora, a la solución que resulta de disolver el máximo de soluto

en una cantidad de solvente, a una temperatura determinada, se la llama

saturada. Si seguimos agregando soluto a esa cantidad de solvente, la

mezcla deja de ser homogénea.

Se menciona la temperatura ya que es un factor que influye en la

solubilidad. Por ejemplo, cuando hacemos un té este toma un mayor color

según la temperatura del agua.

Al comienzo de este tipo de mezclas mencionamos formas de

separarlas. Veamos algunas tomando como ejemplo la salmuera:

Cristalización

Dejar que se evapore el agua y queda la sal en el fondo.

Destilación simple

Se calienta la solución en el equipo de destilación. Se

coloca en un balón con salida lateral y la boca superior

tapada. Se calienta hasta que el componente líquido se

evapora. Los vapores pasan por la salida lateral hacia un

refrigerante, formado por dos tubos uno dentro de otro, sin

conexión entre sí. Por el tubo externo circula agua fría. Por

el tubo interno pasa el vapor, que al tomar contacto con la

superficie fría del otro tubo se va condensando hasta que

por el extremo opuesto sale el agua, separada del soluto.

ACERO Es una mezcla de hierro y carbono que se llama aleación. Es una

solución de sólido en sólido.

GAS NATURAL Es una mezcla de varios gases: metano, etano, propano y butano. Es una

solución de gases.

Cromatografía

Es un método para separar componentes y a la vez

identificarlos. Se coloca la mezcla sobre un soporte (papel

absorbente, tiza, placa especial), al que se llama fase

estacionaria.

Un gas o

líquido, fase

móvil,

arrastran la

mezcla a

través del

soporte y se

separan.

Sistemas coloidales

Son las mezclas donde las partículas tienen un tamaño intermedio

entre las anteriores y la que veremos a continuación. Tampoco podemos

verlas a simple vista, pero sí con el microscopio óptico. Son más

complicadas de identificar porque podemos confundirlas con las

homogéneas.

Por ejemplo:

la leche (agua con muchas proteínas como la caceína, que

le da el color blanco, y muchos lípidos) podemos

diferenciar sus componentes al microscopio.

los geles

la mayonesa

la sangre (plasma, glóbulos rojos, glóbulos blancos)

Si conocemos algunas de sus características será más fácil

reconocerlas. Una de ellas es que podemos diferenciar sus componentes

con el microscopio, otra es que produce el efecto Tyndall. Este efecto se

llama a la dispersión de la luz. Se pasa un rayo de luz a través de una

mezcla, si esta es homogénea la luz la atraviesa y continua. Si lo que

atraviesa en un sistema coloidal, al cruzar por este, la luz se va a

dispersar. A esto se lo conoce como efecto Tyndall y solo lo producen los

sistemas coloidales. Un ejemplo muy claro es cuando estamos en un

vehículo y hay niebla, la luz se

dispersa porque en esa niebla

hay partículas muy pequeñas de

agua. Otro ejemplo es cuando

entra luz por una ventana y se

dispersa, ocurre porque hay

polvo en el aire.

Heterogéneas

Podemos diferenciar los componentes que la forman a simple

vista. Sus partículas son de un tamaño considerable. Hay dos ejemplos

que nos pueden ayudar a entender ya que son clarísimos:

el agua con aceite, claramente

podemos ver los dos componentes.

el granito, con el que está hecha la

mesada de tu cocina. Este está

formado por cuarzo, feldespato y mica

y claramente se ven los tres

componentes.

En estas mezclas si importa que parte de la mezcla tomamos, por

ejemplo, en el granito si lo rompemos podemos quedarnos con un pedazo

de feldespato o con un pedazo de cuarzo y ya no tendrán las mismas

propiedades. Por lo tanto, varía la composición y propiedades según la

parte de la mezcla que tomemos.

La separación se produce mediante procedimientos mecánicos.

Por ejemplo:

el agua del aceite voy a decantar. Utilizo un tubo de

decantación, cuando se separan dejo caer el agua. Al

terminar de caer paro para que no caiga el aceite.

agua y arena se pueden separar mediante filtración. Se

pasa esa mezcla por un filtro.

Separación de mezclas heterogéneas

Seguramente has realizado una separación de estas mezclas en alguna

oportunidad, ya verás. Los métodos que se utilizan son mecánicos y se realizan con

ciertos instrumentos o dispositivos. Métodos:

Tamización

Se utiliza un tamiz y sirve para

separar dos sólidos de diferentes

tamaños.

Filtración

Se utiliza un filtro y sirve para separar un

líquido de un sólido. El sólido queda

retenido en el filtro y el líquido se recolecta

en otro recipiente.

Decantación

Se utiliza una ampolla de

decantación y sirve para

separar dos líquidos como el

agua y el aceite. Recuerda lo

que se explicó

anteriormente.

Tría

Se utiliza una pinza y sirve para

retirar un componente sólido de

tamaño considerable de

cualquier mezcla.

Imantación

Se utiliza imanes y sirve

para separar ciertos metales

de otros materiales. Por

ejemplo, hierro, clavos o

alfileres de acero.

Centrifugación

Se utiliza un aparato llamado centrífuga que gira a una velocidad variable.

El componente más pesado, en general, el sólido, tiende a depositarse o

decantar en el fondo del recipiente. La fuerza que se genera al girar hace

que esto sea más rápido y completo. En el hogar se utiliza para secar

verduras. El uso más conocido es en el laboratorio de análisis clínicos

donde se separa el componente sólido (glóbulos rojos) del líquido

(plasma)

Te dejo un link para ver un video muy explicativo sobre las sustancias y las mezclas

https://www.youtube.com/watch?v=wvjQmvH-GOs

También van otros sobre separación

Mezclas homogéneas

https://www.youtube.com/watch?v=BmfGI3rUlOc

Mezclas heterogéneas

https://www.youtube.com/watch?v=x2VMjZUXdqk

Actividades

1. Escribe ejemplos de mezclas que conoces.

2. Elabora una definición de sustancia.

3. Escribe el estado de agregación (sólido, líquido, gaseoso) de las siguientes

mezclas:

a) Agua salada

b) Soda

c) Aire

d) Acero inoxidable

4. Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas (V) o falsas (F). Escribe

correctamente las que son falsas.

a) Los coloides son mezclas homogéneas

b) El agua es una mezcla homogénea

c) En cualquier solución, la sustancia que se encuentra en menor cantidad

se llama solvente

d) Generalmente, la solubilidad aumenta con la temperatura.

e) Una solución diluida es la que tiene mucho soluto.

f) Una solución concentrada es la que tiene mucho soluto.

5. Las siguientes afirmaciones son incorrectas. Corregilas, fundamentando tu

respuesta.

a) El tamizado se utiliza para separar un sólido de un líquido

b) La técnica de filtración se emplea para separar dos líquidos insolubles

entre sí

c) La decantación es una técnica que se utiliza para separar dos sólidos de

distinto tamaño

d) En mezclas homogéneas es posible observar sus componentes a simple

vista.

e) El soluto es el componente que se encuentra en mayor proporción en

una solución.

6. Proponé un ejemplo para cada mezcla

a) Heterogénea formada por dos componentes

b) Homogénea formada por un componente líquido y uno sólido

c) Homogénea formada por dos componentes líquidos

7. Completá las frases con estas palabras

Al mezclar agua con jugo de naranja en polvo, se forma una mezcla_ _ _ _ _ _

El agua es el _ _ _ _ _ _ y el jugo en polvo, el _ _ _ _ _ _

La mezcla se puede separar por _ _ _ _ _ _ _ _ _ y se pierde el agua.

Para recuperar también el agua se debe llevar a cabo una _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

8. Investigá sobre la filtración aplicada al proceso de potabilización de agua,

responde las preguntas y luego elaborá un informe

a) ¿En qué etapa del proceso de potabilización se aplica la filtración?

b) ¿Qué tipos de filtros se utilizan?

c) ¿Por qué es necesario aplicar la filtración en este proceso? ¿Qué se

consigue con ello?

d) ¿Qué es el agua antes de la potabilización? ¿Y después de ser

potabilizada?

soluto Destilación simple cristalización solvente homogénea