Física y Química 3º ESO TEMA III: MEZCLAS Y SUSTANCIAS PURAS.

1. 3º ESO
Tema III: Mezclas, concentraciones y sustancias puras.
El ilusionista de Genios.

3.  Las mezclas heterogéneas es aquella
formación de varias sustancias que a simple
vista muestran un aspecto diferente por
cada componente (p.e: garbanzos con
lentejas o madera con trozos de pan o incluso la
gasolina y el agua). En el caso de que no puedan
diferenciarse a simple vista se podrían
diferenciar sin dificultades con microscopio. En
cualquiera de los casos el tamaño de sus
partículas se considera apreciable. En el caso
de que las partículas se puedan ver a simple
vista se le dará nombre a dicha situación tal que
Suspensión Coloidal, en el caso en el que
solo sean visibles a microscopio recibirá el
nombre la situación de Suspensión Química.
 Ceniza+agua=mezcla heterogénea (suspensión
coloidal)

4.  Métodos de separación:
 Filtración: es preferible y ventajoso cuando
los componentes de la mezcla son sólido-
líquido, pudiéndose así filtrarse uno frente al
otro.
(imagen I)
 Decantación: es ventajosa cuando hay una
diferencia notable de densidades entre
sustancias, quedando las más densas en el
fondo del recipiente y las menos densas
suspendidas en la zona superior. Para ello es
común usar un embudo de decantación.
(Imagen II)
 Tamizado: método usado para separar dos
sólidos con una diferencia de tamaño en sus
partículas bastante notable. La sustancia
cuyas partículas son más pequeñas pasa a
través del tamiz, el otro es incapaz de hacerlo
y se queda en la superficie del tamiz. (Imagen
III)

5.  Separación magnética: usado para
mezclas en las cuales se encuentran varios
materiales pero uno de ellos siendo
ferromagnético (capaz de ser atraído por un
imán). Así este material queda adherido al
imán mientras que los otros materiales no son
capaces de ser encerrados en el campo
magnético y por lo tanto permanecen inmunes
en la mezcla. (Imagen IV)
 Centrifugación: consiste en incrementar de
forma artificial mediante giros o rotaciones las
diferencias de peso de los componentes de la
mezcla que tienen distinta densidad pudiendo
provocar una sedimentación poniendo los
materiales más pesados en una capa inferior
y los materiales menos pesados en una capa
superior. (Imagen V)

6.  Las mezclas homogéneas son aquellas formadas
por la composición de dos o más componentes
incapaces de ser diferenciados incluso a
microscopio. (p.e. las aleaciones o el aire). En las
mezclas homogéneas o disoluciones muestran un
componente que está en mayor proporción llamado
disolvente y un componente minoritario
denominado soluto. Al disolver el soluto en el
disolvente se produce una reacción en la cual ese
soluto “aglutinado” se esparce y rellena los huecos
vacíos entre las partículas del disolvente.
 En función de la proporción soluto-disolvente, la
disolución puede ser:
 Diluida: la cantidad de soluto es muy pequeña.
 Concentradas :si el soluto se encuentra en una alta cantidad.
 Saturada: si la cantidad del soluto está en la máxima.
 Algunas disoluciones en estado sólido son las
aleaciones, los hidrógenos en metales o las
amalgamas (sólido+líquido [Ag+Hg]); en estado
líquido podría ser el azúcar y el agua o el alcohol y
el agua; mientras que en estado gas el humo o el
propio aire.

8.  Métodos de separación:
 Destilación: se lleva acabo con dos líquidos
con diferentes puntos de ebullición
albergados en un matraz de destilación. Al tener
diferentes puntos de ebullición uno de ellos se
evapora primero y pasa a través de un conducto
refrigerador para condensarlo después y
depositarlo así en un recipiente distinto. Esta
técnica es muy usada en la destilación de
alcoholes. (Imagen I)
 Evaporación: se lleva acabo en disoluciones
líquido-sólido por ejemplo el agua con azúcar, en
donde el líquido se evapora y el sólido queda
esparcido en el recipiente. (Imagen II)
 Cristalización: el primer paso de la
cristalización es purificar la sustancia sólida
disolviéndola como soluto en un disolvente. El
segundo paso es filtrarlo a elevada
temperatura con posterioridad para eliminar las
impurezas. El último paso es dejarlo enfriar
hasta que se forman los cristales puros. (Imagen
III)
 Cromatografía: consiste en la capacidad de
velocidad que tiene un componente
(generalmente líquido) de difundirse o
esparcirse a través de una superficie
(papel por defecto) en la que el disolvente
asciende por el principio de capilaridad
separándose así del soluto. (Imagen IV)

12.  Las concentraciones en una disolución permiten
conocer de forma relativa las cantidades de
soluto y disolvente que forman una disolución.
Así pues la concentración expresa la relación y
la proporción de soluto en una determinada
cantidad de disolución, nunca el disolvente, ya
que busca la facilidad por medio de la cantidad
minoritaria.
 Esta relación se puede expresar por medio de
dos cocientes diferentes a gusto del científico:
 CONCENTRACIÓN POR MASA (C)=masa del SOLUTO
(g)/volumen de la DISOLUCIÓN TOTAL (L)
Tanto por ciento en masa (%)= Concentración por
masa (C) x 100
 CONCENTACIÓN POR VOLUMEN (C)=volumen del
SOLUTO (L)/volumen de la DISOLUCIÓN TOTAL (L)
Tanto por ciento en volumen (%)=Concentración
por volumen (L) x 100
 1-Se quieren preparar 350 (g) de disolución de sulfuro de calcio al 8% en masa.
 a) ¿Qué cantidades de soluto y disolvente se deben tomar?
Masa soluto (g) x 100 = (C)
Masa disolución (g)
Masa soluto (g) x 100= 8
350 (g)
Masa soluto (g)=(8/100)x350 (g)
Masa soluto (g)=28
Masa de disolución=masa de soluto + masa de disolvente
Masa de disolvente=masa de disolución-masa de soluto
Masa de disolvente=322 (g)
 b) Si la densidad de la disolución es de 1,2 g/cm3
determina su concentración en masa.
d=masa disolución (g)/volumen disolución (L)
1200 (g/L)=350 (g)/volumen de disolución
Volumen de disolución=350/1200 (L)
Volumen de disolución=0,29 L
Concentración por masa (C)=masa soluto/volumen de disolución
(C)=28 (g)/0,29 (L)=96 (g/L)

13.  2-Se necesita 87,5 (m3
) de Cloro gas para el uso de este
en piscinas de una determinada zona geográfica. Indica
si será suficiente el cloro gas contenido en el aire de un
recipiente ortoedro cuyos lados miden 12 x 8 x 3 (m)
respectivamente sabiendo que dicho aire contiene una
pureza del 44% en Cloro.
(% V) = volumen soluto/volumen disolución x 100
44=87,5 (m3
)/V aire (disolución) x 100
87,5/0,44 = V aire=198,86 (m3
)
Se necesitan 198,86 metros cúbicos de dicho aire
para rellenar dichas piscinas teniendo el
recipiente 288, por lo que es más que suficiente.

14.  Se denomina solubilidad a la medida máxima de soluto que puede disolverse en un disolvente (generalmente por
facilidad se elige la cantidad de 100 g de disolvente) a una temperatura fija (por lo general 298 K=25ºC). La
solubilidad está asociada a la polaridad, propiedad que determina la dirección que moldean las cargas eléctricas de
una partícula provocando una mayor o menor solubilidad.
 Factores que influyen en la solubilidad.
1º) Temperatura: la solubilidad aumenta a medida que aumenta la temperatura en un estado líquido de la
sustancia aunque no debe llegar al estado gas. Una vez llega al estado gas en el caso de las sustancias inorgánicas
la solubilidad disminuye con la temperatura, en el caso de las sustancias orgánicas sin embargo sigue aumentando.
En el caso de los sólidos en agua, la solubilidad aumenta con la temperatura. No obstante existen excepciones como
es el caso del carbonato de litio.
2º) Presión: la presión afecta únicamente a los gases en la solubilidad ya que si ejercemos una mayor presión sobre
la disolución la solubilidad aumentara, en el caso en que la presión disminuya la solubilidad disminuirá.
3º) La ionización de la disolución: existe un principio denominado Principio del ión Común el cual defiende
que el producto de las concentraciones provocadas por los iones debe permanecer constante (Producto de las
concentraciones=cte), por lo tanto si aumentamos la concentración de un ion en la disolución, la concentración
del otro debe disminuir en el caso de que tengamos dos o más sustancias diferentes (en las cuales están presentes
los iones de su composición).
4º) Orden Cristalina de la sustancia: en cuanto más desordenado sea el cristal (morfológicamente hablando)
más solubilidad habrá en la disolución.
Generalmente en los ensayos científicos se utiliza como disolvente el agua para estudiar la
solubilidad probando como soluto diferentes sustancias.

16.  Las sustancias puras son aquellos materiales formados por un solo componente. En el caso de que la
sustancia pura sea de naturaleza simple, es decir no se puedan descomponer en otras sustancias más
simples por ningún procedimiento referirán el nombre de sustancias puras simples o elementos (se
asocian principalmente a los elementos de la tabla periódica. Ejemplo: Oxígeno (O), hidrógeno (H), mercurio
(Hg), cobre (Cu), carbono (C)…Aunque también a variedades alotrópicas de los mismos, en el caso del
carbono el diamante, el grafito…). En el caso en el cual esas sustancias puras se puedan separar en
sustancias más simples se conocerán como sustancias puras compuestas o compuestos que son el
resultado de la combinación química de varios elementos. Su composición es fija, por ejemplo el agua (H2O),
la sal (NaCl2), el amoniaco (NH3), el ácido sulfúrico (H2SO4), el fluoruro de potasio (KF) o incluso la glucosa
(C6H12O6).
 Las temperaturas de fusión y ebullición de las sustancias puras son fijas y determinadas a diferencia de las
mezclas en las cuales sus propiedades son más moldeables.
 Curiosamente todo sistema o cuerpo material formado por una sustancia pura en diferentes estados de
agregación (agua + vapor de agua p.e.) siempre será heterogéneo, es decir sus sustancias se diferenciarán
sin dificultad alguna.

17.  Termólisis: también conocida como
descomposición térmica. Generalmente las
sustancias puras compuestas si se someten a
calor (q) se suelen separar a sustancias puras
simples. Por ejemplo la malaquita (carbonato de
cobre (II)) si se calienta se desprende un gas
que enturbia el agua quedando un residuo
negro en la base de la probeta. (Imagen I)
 Electrólisis: también conocida como
descomposición eléctrica. Es cuando la
corriente eléctrica actúa sobre la sustancia
disuelta en líquido descomponiéndola por
completo. El agua por ejemplo se descompone
de esta manera en oxígeno gas (O2) e hidrógeno
gas (H2). (Imagen II)
 Mediante la acción de enzimas y otras
moléculas de síntesis: ya que las enzimas
son la principal causa de las reacciones de
catabolismo del cuerpo humano (convertir lo
más complejo en más sencillo) pudiendo así
descomponer la glucosa en simple carbono,
oxígeno e hidrógeno. (Imagen III)