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Sistemas homogéneos soluciones-fraccionamiento

  1. 1. LA MATERIA, ELEMENTOS Y COMPUESTOS 3º E.S.O.PROYECTO ANTONIO DE ULLOA962.3 SISTEMAS HOMOGÉNEOS.2.3.1 DISOLUCIONES.Vemos que muchos cuerpos y sistemas materiales son heterogéneos ypodemos observar que están formados por varias sustancias. En otros nopodemos ver que haya varias sustancias, decimos que el sistema material eshomogéneo. La sal, el azúcar o el agua que salen del grifo son sistemasmateriales homogéneos, que parecen formados por una única sustancia, sal,azúcar y agua, respectivamente.Pero el agua del grifo no es sólo agua. Aunque parezca formada por unasustancia, realmente está formada por más de una. Además de agua contieneoxígeno, cloro, calcio y muchas más sustancias. El mismo aire está formadopor oxígeno, nitrógeno, agua, argón y muchas otras sustancias. Cuando unsistema material es homogéneo pero está formado por varias sustancias, setrata de una disolución. Aunque una disolución puede ser sólida, líquida ogaseosa (oro de joyería, agua del grifo o aire) la mayoría de las disolucionesque se estudian son líquidas, formadas por agua que lleva disuelta variassustancias que se llaman solutos, mientras que el agua recibe el nombre dedisolvente.La separación de las sustancias que forman una disolución es más difícil quelas que forman una mezcla heterogénea y también existen varios métodospara hacerlo, pero los más comunes, tanto en la industria como en ellaboratorio son:
  2. 2. LA MATERIA, ELEMENTOS Y COMPUESTOS 3º E.S.O.PROYECTO ANTONIO DE ULLOA 97Cromatografía: La cromatografía más simple se denominacromatografía en papel. En una tira de papel, similar al quese emplea para hacer filtros, se colocan unas gotas de ladestilación que se desea separar. Después se sumerge unextremo del papel en una mezcla de agua con acetona u otra sustanciasimilar, procurando que el líquido no moje la mancha de disolución yque el papel quede en vertical. La mezcla subirá por el papel yarrastrará la mancha de la disolución, pero cada componente de ladisolución será arrastrado de forma distinta,dependiendo de su afinidad con la mezclaque lo arrastra y el papel. De esta forma enel papel se formarán bandas de color adistintas alturas, una por cada componentede la disolución.Además de la cromatografía en papel, existen otros tipos decromatografía, empleados, sobre todo, en los laboratorios paraidentificar los compuestos que forman una disolución. Los máshabituales son la cromatografía en capa fina, que emplea en lugar depapel un compuesto especial a base de sílice, y la cromatografía degases, en la que la disolución, gracias a un aparato especial, seevapora y es arrastrada por un gas a través de unos tubos en los quese separan los componentes de la disolución.Gracias a cromatógrafos,se aíslan e identificansustancias en los controlesde calidad.
  3. 3. LA MATERIA, ELEMENTOS Y COMPUESTOS 3º E.S.O.PROYECTO ANTONIO DE ULLOA98Destilación: La destilación es un método que permite separar lassustancias presentes en una disolución. Consiste en calentar ladisolución hasta que hierva, recogiendo los vapores desprendidos.Existen varios tipos de destilaciones.En la destilación simple ladisolución se calienta hastahervir y los vapores seenfrían y se recogeninmediatamente. Con estemétodo no se separancompletamente las sustancias que constituyen la disolución pero es fácily cómodo de realizar. Se emplea para obtener agua destilada (que seusa para el planchado de ropa en las nuevas planchas a vapor y en lasbaterías de los coches) y en la elaboración de bebidas espiritosas.En la destilación fraccionada los vapores suben por un tubo alto en elque se van enfriando antes de pasar al refrigerante que los licuaránuevamente. No sólo se obtienen sustancias mucho más puras que enla destilación simple, sino que obteniendo vapores a distintas alturas delfraccionador, se pueden obtener sustancias distintas. Este método es elempleado en la destilación del petróleo y, en las distintas partes delfraccionado se obtiene gas, gasolina, gasóleo, combustible paraaviones, asfalto, etc..
  4. 4. LA MATERIA, ELEMENTOS Y COMPUESTOS 3º E.S.O.PROYECTO ANTONIO DE ULLOA 992.3.2. CONCENTRACIÓN.Para saber cómo está formada unadisolución no basta conocer quésustancia es el disolvente y qué sustanciaes el soluto. Podríamos intentar saber lacantidad que hay de cada uno, peroentonces el derramar un poco de disolución o añadir más, nos obligaríaa hacer nuevos cálculos. Por eso, lo que interesa conocer es laproporción entre soluto y disolvente: la concentración.La concentración de una disolución siempre esla misma, tengamos la cantidad de disoluciónque tengamos y la repartamos entre variosrecipientes o en uno sólo. Para cambiar laconcentración tendríamos que añadir o quitarsólo disolvente o sólo soluto.Aunque existen varias formas de medir la concentración, la más habitual esgramos por litro (g/l) que indica los gramos de soluto que habría en un litro dedisolución. Se calcula dividiendo la masa de soluto (en gramos) entre elvolumen de disolución (en litros). Así, si añadimos 5 g de sal a dos litros deagua para preparar una sopa, la concentración será 5/2 = 2.5 g/l.
  5. 5. LA MATERIA, ELEMENTOS Y COMPUESTOS 3º E.S.O.PROYECTO ANTONIO DE ULLOA100Puesto que la concentración es el cociente entre la masa de soluto y elvolumen de disolución, conocidos dos de ellos, es posible calcular el tercero:También es habitual medir la concentración en tanto por ciento (%). El pasode una forma de medir a otra es muy fácil, ya que la concentración en tantopor ciento es 10 veces mayor que en gramos por litro, de forma que bastamultiplicar por 10 para pasar de % a g/l y dividir entre 10 para pasar de g/l a%. Así, la disolución anterior, que tiene una concentración de sal de 2.5 g/l, suconcentración es también del 0.25 %2.3.3. ACTIVIDADES.a) Para el aula:Busca en el diccionario el significado de las siguientes palabras yanótalo en tu cuaderno. Si en la definición no comprendes algunapalabra, búscala también y escribe su significado:HomogéneoSolutoDisolución
  6. 6. LA MATERIA, ELEMENTOS Y COMPUESTOS 3º E.S.O.PROYECTO ANTONIO DE ULLOA 101EspiritosaProporción¿Qué es el disolvente? ¿Y el soluto?En la cocina, se añaden 10 g de sal en medio litro de agua parapreparar una sopa. ¿Qué concentración de sal tendrá la sopa?Exprésala en g/l y en %.El alcohol empleado en farmacia tiene una concentración del 96 %.¿Cuántos gramos de alcohol habrá en un bote que contiene 500 ml?De dos litros de una disolución de concentración 20 g/l, se toma mediolitro. ¿Qué masa de soluto habrá en ese medio litro? ¿Y en el volumenque queda de disolución?b) Para casa:Lavabo, bañera, espejos, suelen tener marcas de las gotas de agua quelos mojaron. ¿A qué crees que es debido?Toma un cordón de lana de unos 15 cm de longitud e introduce 5 en unvaso con agua, dejándolo en vertical. Tras cinco minutos, con una regla,mide la altura que ha alcanzado el agua en el cordón.Vierte en un vaso transparente agua y una cucharada de azúcar. Remuevea continuación. ¿Dónde está el azúcar? ¿Cómo podrías recuperarlo?¿Qué diferencia hay entre el agua del grifo y el agua destilada?
  7. 7. LA MATERIA, ELEMENTOS Y COMPUESTOS 3º E.S.O.PROYECTO ANTONIO DE ULLOA102Busca en casa 5 productos que sean disoluciones e indica laconcentración o las concentraciones que aparecen en su etiqueta.Experiencia 10Cromatografía en papelMaterial: Reactivos:Vaso de precipitados de 250 mlPapel de filtroVarilla de vidrioProbeta.AlcoholAgua destiladaRotulador negro.Procedimiento:Pon en el vaso de precipitados 25 ml de alcohol y 25 ml de agua destilada.Corta una tira de unos 2 cm de ancha y 20 cm de larga de papel de filtro.Cerca de uno de sus extremos, como a 1.5 cm, haz una mancha densa conel rotulador.Introduce la tira de papel en el vaso de precipitados, de forma que el líquidola moje pero no llegue a la mancha de rotulador.Con ayuda de la varilla de vidrio, cruzada sobre el vaso de precipitados, dejala tira de papel de filtro en el vaso de precipitados.
  8. 8. LA MATERIA, ELEMENTOS Y COMPUESTOS 3º E.S.O.PROYECTO ANTONIO DE ULLOA 103Responde en tu cuaderno:• ¿Cuántos colores han aparecido sobre el papel?• ¿Son todas las manchas de la misma extensión? ¿Crees que podríaemplearse esta técnica para calcular la composición de la tinta?• Dibuja el material de laboratorio empleado y el montaje final de lacromatografía.

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