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FÍSICA Y QUÍMICA 2º DE ESO IES EL PARADOR
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TEMA 3
SUSTANCIAS PURAS Y MEZCLAS
A1. Los sistemas homogéneos son aquellos que, a simple vista, parecen estar hechos de un solo
tipo de materia. Los sistemas heterogéneos, sin embargo, son aquellos que a simple vista se nota
que están hechos de más de un tipo de materia. Clasifica en homogéneos o heterogéneos los
siguientes sistemas materiales:
Una viga de acero: La arena de la playa:
Una roca: El agua del mar:
La sangre: Una paella:
La orina: El aire que respiramos:
El alcohol medicinal: El agua destilada:
Una sartén: La sal de cocina:
El azúcar: Una ensalada:
Una mandarina: Un árbol:
Un ser humano: Un vaso de agua con aceite:
Amadeo Avogadro (1776-1856)
Louis-Joseph Gay-Lussac (1778-1850)
En el tema anterior hemos hecho una primera clasificación de la materia
según fuera su estado de agregación en sólidos, líquidos y gases. Hemos
identificado las propiedades de cada uno de los estados y eso nos ha
permitido imaginar cómo está hecha la materia por dentro. Según la TCM
sabemos ya que la materia está hecha de moléculas que están en continuo
estado de movimiento, y con unas ideas muy sencillas hemos podido
explicar las propiedades de los sólidos, de los líquidos y de los gases.
John Dalton (1766-1844)
Sin embargo, podemos hacernos aún nuevas preguntas:
¿Están todas las cosas hechas de la misma materia?
¿Hay cuerpos formados por más de un tipo de materia?
¿Cuántos tipos de materia existen?
¿Son iguales todas las moléculas de las que están hechas los cuerpos?
Para dar respuesta a todas esas preguntas y conocer un poco mejor
cómo es la materia por dentro trataremos de hacer una nueva
clasificación de los sistemas materiales según estén hecho de un solo
tipo de materia o de más de uno
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La mahonesa: Una cocacola con hielo:
Una silla de la clase: Un borrador:
Un pepino: Un huevo frito:
El cristal de una ventana: Un hilo de cobre:
El aceite: El mercurio:
El corcho blanco:
A2. Clasifica todos los sistemas homogéneos identificados en la A1 en sustancias puras o
disoluciones según creas tú que están formados por una sola sustancia o por más de una. En el
caso de las disoluciones indica algunas sustancias de las que están hechas.
Sustancias puras Disoluciones
Marie Curie (1867-1934)
Todos los sistemas heterogéneos están formados por más
de un tipo de materia; es decir, por más de una sustancia.
Por eso se dice que son mezclas heterogéneas.
Sin embargo, los sistemas homogéneos pueden estar
formados por una sola sustancia o por más de una. Es
decir, pueden ser sustancias puras o mezclas
homogéneas (a las que también llamamos disoluciones)
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A3. Con lo que ya sabes del tema anterior, ¿por qué crees que las mezclas de gases son todas
homogéneas y no heterogéneas?
A4. Identifica cada uno de los siguientes sistemas materiales como sustancia pura, disolución o
mezcla heterogénea. Indica todas las características del sistema que seas capaz y pon un posible
ejemplo de la vida real.
a)
b)
c)
d)
John Dalton (1766-1844)
¿Cómo explica la Teoría Cinético Molecular de la
materia la diferencia entre las sustancias puras, las
disoluciones y las mezclas heterogéneas?
Amadeo Avogadro (1776-1856)
Según la TCM todas las moléculas de una misma sustancia son iguales entre sí,
pero las moléculas de sustancias diferentes son distintas unas de otras.
Así, por ejemplo, existen moléculas de agua, moléculas de sal, moléculas de mercurio,
moléculas de cobre, moléculas azúcar, moléculas de oxígeno.
Como en la naturaleza existen miles de millones de sustancias puras diferentes,
entonces existirán miles de millones de moléculas distintas.
En las mezclas heterogéneas, las moléculas de las diferentes sustancias no están
mezcladas unas con otras. Sin embargo, en el caso de las disoluciones las moléculas
de las diferentes sustancias están uniformemente repartidas unas entre otras.
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e)
f)
g)
h)
i)
(a) (b) (c)
(d) (e) (f)
(g) (h) (i)
(j) (k) (l)
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j)
k)
l)
Realiza ahora la ficha 1 donde debes utilizar la TCM para dibujar
diferentes sistemas materiales.
Cuando queremos separar las sustancias que forman parte de una mezcla lo
que hacemos es aprovechar las diferencias que presentan en alguna de sus
propiedades para poder separarlas.
Por otro lado, siempre es más fácil separar las sustancias que forman parte
de una mezcla heterogénea, pues ya están “medio” separadas. En el caso de
las disoluciones (mezclas homogéneas) la cosa es un poco más complicada.
SEPARACIÓN MAGNÉTICA
Es un método para separar dos sólidos finamente divididos que
forman una mezcla heterogénea, siempre y cuando uno sea
magnético y otro no. Por ejemplo, arena y limaduras de hierro.
Para ello se emplea un imán.
Marie Curie (1867-1934)
Pero aún hay otras preguntas que nos podemos hacer:
¿Cómo podemos separar las sustancias
que forman parte de una mezcla?
¿Cómo podremos distinguir si un sistema material
con aspecto homogéneo es una sustancia pura
o una disolución?
MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS
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FILTRACIÓN
Es un método que se utiliza para separar un sólido y un líquido que no se
disuelven y que, por tanto, forman una mezcla heterogénea. Por ejemplo,
agua y arena. Aprovechamos que uno es sólido y otro líquido.
DECANTACIÓN
Se utiliza para separar dos líquidos que no se disuelven y que forman una
mezcla heterogénea. Por ejemplo, agua y aceite. Aprovechamos que tienen
diferente densidad.
TAMIZACIÓN
Se utiliza para separar diferentes sólidos de una mezcla heterogénea
aprovechando que están divididos en partículas de diferente tamaño.
Para ello se emplea lo que conocemos como un tamiz.
CALENTAMIENTO A SEQUEDAD
Se utiliza para separar un sólido de un líquido en el que está disuelto. Por
ejemplo, una disolución de agua y sal. Aprovechamos que tienen
temperaturas de ebullición muy diferentes para vaporizar el líquido y
quedarnos con el sólido. Es rápido, pero requiere gasto de energía.
CRISTALIZACIÓN
Se utiliza también para separar un sólido de un líquido en el que está
disuelto, pero en este caso dejamos que el líquido se evapore lentamente
sin gastar energía. En este caso también recuperamos sólo el sólido.
DESTILACIÓN
Se utiliza para separar un sólido de un líquido en el
que está disuelto, de manera que recuperamos tanto el
sólido como el líquido. Por ejemplo, agua y sal.
Aprovechamos que tienen temperaturas de ebullición
muy diferentes.
Este método también se utiliza para separar dos
líquidos que están disueltos y que tienen temperaturas
de ebullición algo diferentes, como por ejemplo el
alcohol, que hierve a 80 ºC, y el agua, que hierve a
100 ºC. En este caso, hay que controlar bien la
temperatura con el termómetro.
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Realiza ahora la ficha 2 para aprender bien el nombre de los diferentes
utensilios de laboratorio que se utilizan en los métodos de separación
de mezclas.
A5. Echamos en un recipiente limaduras de hierro, arena y agua, y revolvemos todo. Teniendo
en cuenta que ni el hierro ni la arena son solubles en agua, y que las densidades del hierro y de
la arena son mayores que la del agua:
a) Dibuja cómo van a quedar las tres sustancias en el recipiente.
b) Explica, con ayuda de dibujos, los pasos que darías para
separar las tres sustancias de esa mezcla.
A6. Queremos separar una mezcla de polvo de mármol y sal. La sal es soluble en agua, pero el
mármol no lo es. Explica, con ayuda de dibujos, que pasos darías para separar la sal del mármol.
A7. Mezclamos en un recipiente aceite, sal y agua y agitamos bien la mezcla. La sal no es soluble
en aceite pero sí se disuelve en agua. El agua y el aceite, por su parte, son inmiscibles.
a) Dibuja cómo van a quedar las tres sustancias en el recipiente.
b) Explica, con ayuda de dibujos, los pasos que darías para
separar las tres sustancias de esa mezcla.
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A8. La tierra del campo presenta tres componentes: grava, arena y arcilla. Ninguno de los tres
es soluble en agua. Si tenemos una mezcla de agua y tierra, explica con ayuda de dibujos que
pasos darías para separar el agua, la grava, la arena y la arcilla.
A9. Indica qué método es mejor (calentamiento a sequedad, cristalización o destilación) para
realizar las siguientes separaciones:
a) Queremos obtener sal de agua de mar pero no tenemos prisa:
b) Queremos obtener sal de agua de mar pero lo más rápido posible:
c) Queremos obtener agua desalada del agua del mar para poder beber:
d) Queremos obtener el alcohol puro que contiene un vaso de vino:
e) Queremos conocer todas las sales que hay presentes en el agua del grifo:
f) El agua subterránea de Sorbas es muy rica en yeso, y queremos obtener cristales de yeso
muy bien cristalizados:
A10. Explica los pasos que hay que seguir para separar de un vaso de vino el agua que contiene
por un lado, el alcohol por otro y los demás componentes (azúcares, colorantes, etc.) por otro.
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A11. Para aprender a distinguir una disolución de una sustancia pura vamos a
hacer una experiencia de calentamiento, llevando hasta la ebullición un vaso con
agua pura y otro con agua y alcohol. Copia las curvas de calentamiento de cada
una y explica la conclusión final.
Conclusión:
¿Cómo podemos distinguir si un sistema material con
aspecto homogéneo es una sustancia pura o una disolución?
Piensa, por ejemplo, en un vaso con agua destilada y otro con
agua y alcohol. ¿Cómo podemos distinguir el uno del otro si no
debemos probarla?
Louis-Joseph Gay-Lussac (1778-1850)
Una DISOLUCIÓN es una mezcla homogénea de dos o más
sustancias. Una de esas sustancias la llamamos DISOLVENTE,
y es aquella que disuelve a las otras. Las demás sustancias de la
disolución son los SOLUTOS. Por regla general, el disolvente es
la sustancia más abundante en la disolución. Siempre que haya
agua en estado líquido se considera el agua como disolvente.
Recuerda, además, que las disoluciones pueden
presentarse en estado sólido, líquido o gaseoso.
Tª (ºC)
t (min)
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A12. La gaseosa La Casera es una disolución en estado líquido. En su etiquetado
podemos leer que tiene los siguientes ingredientes: agua carbonatada, acidulante
(ácido cítrico), edulcorantes (sacarina y ciclamato) y aromas varios. Indica cuál es el
disolvente y cuáles son los solutos de esta gaseosa.
Disolvente:
Solutos:
Realiza en tu casa la ficha 3 buscando la información necesaria en
internet.
A13. a) Diseña una experiencia para determinar experimentalmente la concentración del agua
del mar en Aguadulce. Realiza los dibujos necesarios para acompañar tu explicación.
b) Toma nota de los datos obtenidos en la experiencia y realiza los cálculos necesarios para
determinar la concentración (en g/L) de sal en el agua del mar.
Amadeo Avogadro (1776-1856)
En el caso de las disoluciones en estado líquido, la concentración
se expresa en gramos de soluto por cada litro de disolución (g/L)
Así, cuando decimos que la concentración de sal en el agua de
mar es de 35 g/L queremos decir que en cada litro de agua de mar
(disolución) hay disueltos 35 g de sal (soluto)
Una característica importante de las disoluciones es su
CONCENTRACIÓN
La concentración de un determinado soluto nos indica si su presencia es
abundante o poco abundante en la disolución, y no depende de la cantidad
de disolución que tengamos.
Por ejemplo, si en una jarra de agua echamos poca sal la disolución estará poco
salada, independientemente de que cojamos poca o mucha disolución; en este caso
decimos que la concentración de sal será baja. Si por el contrario echamos mucha sal
estará muy salada, independientemente de que cojamos poca o mucha disolución; en
este caso decimos que la concentración de sal será alta
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A14. Atiende a la experiencia que realizará tu profe para preparar 250 mL de una
disolución de sulfato de cobre en agua de concentración 20 g/L. Luego explica con
todo detalle en tu cuaderno el procedimiento seguido acompañándolo de todos los
dibujos que estimes necesarios.
A15. a) Explica con todo detalle cómo prepararías 100 mL de una disolución de sal en agua de
concentración 25 g/L. Realiza todos los dibujos necesarios para clarificar tu explicación.
b) Explica ahora, con todo detalle, cómo comprobarías si la disolución anterior preparada por
otro grupo de clase tiene verdaderamente una concentración de 25 g/L o si la han preparado
mal.
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Atiende a la explicación de tu profe sobre el etiquetado de las botellas
de agua mineral y realiza a continuación la ficha 4.
Para finalizar realiza el crucigrama de la ficha 5.
FIN
