13. la materia y su diversidad (2)

410 ࡯ CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1.° ESO ࡯ © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. ࡯
La materia y su diversidad
1. Identificar las diversas formas en que puede
presentarse la materia.
2. Diferenciar los estados de la materia y sus cambios.
3. Conocer las condiciones en que una sustancia
puede cambiar de estado.
4. Reconocer la diferencia entre una mezcla
y una sustancia pura, y entre un elemento
y un compuesto.
5. Aprender algunos métodos para separar
los componentes de una mezcla.
6. Conocer las características de los principales
materiales artificiales de nuestra época.
7. Comprender la necesidad de reciclar
los residuos.
8. Aprender a sacar conclusiones de un experimento
científico.
OBJETIVOS
CONTENIDOS
CONCEPTOS • La materia: formas, estados y cambios. (Objetivos 1, 2 y 3)
• Mezclas: definición y métodos de separación. (Objetivos 4 y 5)
• Sustancias puras: compuestos y elementos. (Objetivo 4)
• Materiales del siglo XXI. (Objetivo 6)
• Residuos y reciclado. (Objetivo 7)
PROCEDIMIENTOS,
DESTREZAS
Y HABILIDADES
• Aplicación de técnicas de laboratorio para la separación de componentes de mezclas.
(Objetivo 5)
• Observación e interpretación de dibujos, esquemas e imágenes.
• Obtención de conclusiones de un experimento científico. (Objetivo 8)
• Interpretación de textos científicos.
• Manejo de instrumental científico.
ACTITUDES • Comprender y valorar el proceso y necesidad del reciclaje. (Objetivo 7)
Educación medioambiental
La cadena de reciclado empieza cuando los
consumidores separan los envases de los productos del
resto de la basura y los depositan en los distintos
contenedores. Existen tres tipos de contenedores:
amarillo (envases) donde se depositan envases de
plástico, latas y envases tipo tetrabrick; azul (papel y
cartón), donde se depositan los cartones de cajas,
periódicos, revistas, papeles de envolver; y verde claro
(vidrio), donde se depositan los envases de vidrio. El
ayuntamiento es el encargado de la recogida de los
residuos, que son trasladados a las plantas de reciclaje
para completar el proceso. En el caso del vidrio,
es 100 % reciclable y a partir de un envase utilizado
se fabrica uno nuevo que puede tener las mismas
características del primero. Los vidrios se separan por
colores. En la planta de reciclaje, el vidrio recolectado
es triturado y añadido a una mezcla de vidrio
fundido. De ahí se hacen nuevas botellas.
El vidrio recolectado también se usa en construcción
para formar agregados y asfalto. El papel y el cartón
pueden ser reciclados independientemente o junto
con otros materiales biodegradables. En el reciclaje
directo se separan sus fibras en agua y se quitan
los contaminantes no fibrosos. La fibra se puede usar,
entonces, para hacer papel reciclado. El plástico
es clasificado selectivamente, distinguiendo la
parte aprovechable de la no aprovechable.
Los materiales son molidos y fragmentados en
pequeñas partes. Se lavan para eliminar impurezas,
se secan, se mezclan y se homogeneizan los
materiales. Se funde la masa plástica homogénea, se
enfría y se pica. El resultado se usa para fabricar
bolsas, tuberías, piezas.
EDUCACIÓN EN VALORES
13
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411࡯ CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1.° ESO ࡯ © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. ࡯
PRUEBAS DE
CRITERIOS DE EVALUACIÓN
EVALUACIÓN
Ejercicios Ejercicios
prueba 1 prueba 2
a) Explicar las diferentes formas en las que se presenta la materia
y las diferencias entre sólidos, líquidos y gases y sus respectivas 1, 2 1, 2
características. (Objetivos 1 y 2)
b) Explicar a través de técnicas y experiencias sencillas las propiedades
3, 5 3
de los diferentes estados de la materia y sus transformaciones. (Objetivo 2)
c) Representar los datos obtenidos, interpretar resultados y obtener
conclusiones de experimentos que explican las propiedades y cambios 11 7
de la materia. (Objetivos 2 y 8)
d) Definir mezcla, disolución, sustancia pura, elemento y compuesto.
6, 8 4, 6
(Objetivo 4)
e) Diferenciar las mezclas de las sustancias, por la posibilidad de separar
aquellas por procesos físicos aprovechando las propiedades que diferencian 4, 7 5
a cada sustancia de las demás. (Objetivo 5)
f) Explicar las características de los materiales del siglo XXI. (Objetivo 6) 9 9
g) Explicar el proceso de reciclado de residuos y las necesidad de reciclar.
10 8
(Objetivo 7)
CRITERIOS DE EVALUACIÓN
Conocimiento e interacción con el mundo físico
En la sección Ciencia en tus manos, Interpretación de
resultados y obtención de conclusiones de un
experimento, pag. 213, se lleva a cabo un experimento
completo que permita responder de forma inequívoca a
una pregunta científica. Se trata de ver si la cera es una
sustancia simple o compuesta.
A lo largo de la unidad, una serie de actividades, como
la 13, 14, 30 y 34, centran la atención sobre la
naturaleza química de los materiales que componen
algunos objetos de uso cotidiano. Este conocimiento
nos ayuda a tomar decisiones para mejorar nuestra
actitud como consumidores.
En la sección UN ANÁLISIS CIENTÍFICO, El enigma de
las llaves, pág. 215, las actividades están diseñadas
para aplicar los conocimientos adquiridos y
proporcionar las explicaciones científicas
correspondientes a los hechos que se describen en el
texto. En este caso, ninguna de las respuestas está
implícita en el texto.
Comunicación lingüística
La actividad 2 remite al anexo Conceptos clave para la
búsqueda de información.
El texto seleccionado para EL RINCÓN DE LA
LECTURA, La fabricación de Cavorita, es un relato de
ficción que utiliza un gran variedad de conceptos
científicos. La propuesta más interesante de la sección
COMPRENDO LO QUE LEO, la actividad 44, solicita
una reflexión acerca de la veracidad de los hechos
descritos, y una justificación para la respuesta. Se trata
de desarrollar una nueva actitud en la comprensión
lectora: la valoración del contenido, a partir de la
información proporcionada en el texto.
Aprender a aprender
Las actividades 41 y 41, planteadas en el RESUMEN,
suponen un trabajo de síntesis acerca de los
contenidos de la unidad, y que facilitan la tarea de
aprendizaje, proporcionando una metodología de
autoevaluación.
COMPETENCIAS QUE SE TRABAJAN
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412 ࡯ CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1.° ESO ࡯ MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. ࡯
RECURSOS PARA EL AULA
OBSERVAR Y ANALIZAR LA MATERIA
FICHA 1
13
IDENTIFICAR sustancias puras, mezclas homogéneas o heterogéneas, etc., es sencillo
en muchos casos, pero no en todos. Las actividades siguientes te pueden servir para aclarar
tus ideas sobre este tema.
CLASIFICANDO SUSTANCIAS EN TU ENTORNO PRÓXIMO
Rellena el siguiente cuadro marcando con una X las casillas correspondientes. Añade algunas sustancias de
las que utilizas cotidianamente.
Sistema material
Vino
Granito
Agua
Hierro
Zumo de naranja
Sal de mesa
Azúcar
Gaseosa
Vinagre
Sustancia pura
y simple
Sustancia pura
y compuesta
Mezcla
homogénea
Mezcla
heterogénea
MODELOS DE BOLAS PARA REPRESENTAR SUSTANCIAS PURAS,
MEZCLAS HOMOGÉNEAS Y MEZCLAS HETEROGÉNEAS
Imagina que representas las sustancias puras mediante bolas de un color, que puedes mezclar con bolas de
distintos colores para formar mezclas. Dispones de bolas de tres colores diferentes: blancas, azules y rojas.
Dibuja en tu cuaderno cómo te imaginas que estarán distribuidas las bolas en el caso de que tuvieras los si-
guientes sistemas materiales:
a) Sustancia pura azul.
b) Sustancia pura roja.
c) Sustancia pura blanca.
d) Mezcla homogénea rojo y azul.
e) Mezcla heterogénea blanco y rojo.
f) Mezcla homogénea de las tres sustancias.
g) Mezcla heterogénea de las tres sustancias.
h) Mezcla homogénea de rojo y azul, que se convierte en heterogénea al añadir blanco.
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413࡯ CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1.° ESO ࡯ MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. ࡯
SEPARACIÓN DE UNA MEZCLA DE ARENA, LIMADURAS DE MADERA
Y LIMADURAS DE HIERRO
FICHA 2
13
Material
• Arena. • Una espátula.
• Un trozo de hierro (un clavo). • Un vaso de precipitados.
• Un trozo de madera. • Un matraz erlenmeyer.
• Agua. • Un embudo.
• Una lima. • Papel de filtro.
• Un vidrio de reloj.
• La arena, el serrín y las limaduras de hierro constituyen una mezcla heterogénea
de tres sólidos. Es heterogénea porque a simple vista somos capaces de distinguir
los componentes.
• Para separar los componentes de una mezcla se emplean las diferencias en
alguna de sus propiedades características. En este caso, el hierro es el único
que es atraído por un imán. La arena es más densa que el agua, por lo que
no flota en ella. Sin embargo, la madera suele ser menos densa que el agua,
por lo que flota.
• Primero separaremos el hierro con el imán. Luego quitaremos las limaduras
de madera por flotación. Por último, retiraremos la arena
por decantación y filtración.
Con la lima, extrae unas limaduras de hierro y otras
de madera.
Mezcla las limaduras con la arena en el vidrio de reloj.
Observa que se trata de una mezcla heterogénea.
Acerca el imán al vidrio de reloj y verás que las limaduras
de hierro se pegan a él.
Pon agua en el vaso de precipitados y añade las limaduras
de madera y la arena que quedan en el vidrio de reloj.
Agítalo y déjalo reposar unos minutos.
Como la madera tiene menos densidad que el agua,
las limaduras de madera quedan flotando. Con ayuda
de la espátula retíralas y extiéndelas sobre un papel de filtro
para que se sequen.
Cubre el embudo con el papel de filtro tal y como se muestra
en esta imagen. Pon el embudo sobre el matraz erlenmeyer
y vierte sobre él el agua con la arena, que estará en el fondo.
El agua atravesará el papel de filtro, mientras que la arena
quedará retenida en él.
6
5
4
3
2
1
Objetivo
Realizar la separación
de los componentes
de una mezcla heterogénea,
mediante procedimientos físicos
sencillos.
PROCEDIMIENTO
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SEPARACIÓN DE UNA MEZCLA DE ARENA Y SAL.
DISOLUCIÓN, FILTRACIÓN Y DESTILACIÓN
FICHA 3
13
• La arena y la sal constituyen una mezcla heterogénea de dos sólidos.
Es heterogénea porque a simple vista somos capaces
de distinguir los componentes.
• Para separar los componentes de una mezcla se emplean las diferencias
en alguna de sus propiedades características. En este caso, usaremos
la disolución en agua: la sal se disuelve en agua
y la arena no.
• Primero haremos una disolución, luego una filtración y, por último,
una destilación.
Mezcla la sal con la arena en el vaso de precipitados.
Observa que se trata de una mezcla heterogénea.
Pon agua en el vaso de precipitados. Agítalo y déjalo reposar unos
minutos.
Observarás que la sal se ha disuelto, mientras que
la arena se ha depositado en el fondo.
Cubre el embudo con el papel de filtro. Pon
el embudo sobre el matraz erlenmeyer y vierte
sobre aquel el contenido del vaso. El agua
con la sal atravesarán el papel de filtro,
mientras que la arena quedará retenida.
Monta el aparato de destilación y destila
la mezcla de agua y sal.
Si no te interesa recuperar el agua
y no te importa que el proceso sea
más lento, en lugar de una
destilación puedes efectuar
una evaporación. Mantén
la mezcla al aire unas horas
o unos días y deja que el agua vaya
evaporándose poco a poco.
6
5
4
3
2
1
PROCEDIMIENTO
Material
• Arena. • Un matraz erlenmeyer.
• Sal. • Un embudo.
• Agua. • Papel de filtro.
• Un vaso de precipitados. • Un aparato de destilación.
Objetivo
Separar la arena y la sal
de una mezcla, utilizando
un procedimiento que constará
de tres pasos: disolución,
filtración y destilación
o evaporación.
Agua corriente
Refrigerante
Termómetro
Aparato de destilación.
Mezcla
a separar
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SEPARACIÓN DE UNA MEZCLA DE AGUA Y ACEITE.
USO DEL EMBUDO DE DECANTACIÓN
FICHA 4
13
Material
• Agua.
• Aceite.
• Un vaso de precipitados.
• Un embudo de decantación.
• Un matraz erlenmeyer.
Objetivo
Separar una mezcla
de aceite y agua, aplicando
la diferencia de densidades
de dichas sustancias,
y utilizando un embudo
de decantación.
• El agua y el aceite forman una mezcla heterogénea,
ya que no se mezclan. Como el aceite tiene menos densidad
se queda flotando sobre el agua. Si agitamos mucho la mezcla,
o incluso si la metemos en una batidora doméstica,
podemos llegar a obtener lo que se llama una emulsión
(la mayonesa, por ejemplo, es una emulsión): la capa
de aceite se rompe en diminutas gotitas y parece como
si se hubiera disuelto en el agua, pero no es así. Si dejamos
reposar la emulsión, obtendremos de nuevo una capa de aceite
sobre el agua.
• Para separar el aceite y el agua aprovecharemos precisamente
la diferencia de densidades de ambas sustancias.
Esta separación por densidades se llama decantación.
Para separarlos suele emplearse un embudo
de decantación.
Mezcla el agua y el aceite en el vaso de precipitados.
Observarás que el aceite flota sobre el agua.
Coloca en el soporte el embudo de decantación.
Asegúrate de que la llave está cerrada.
Pon el matraz erlenmeyer o un vaso de precipitados
a la salida del embudo y añade la mezcla
de agua y aceite.
Abre la llave del embudo y deja caer el agua.
Cuando vaya a empezar a salir el aceite,
cierra la llave.
4
3
2
1
PROCEDIMIENTO
Montaje para decantación.
Sustancia
menos
densa
(aceite)
Embudo de
decantación
Sustancia
más densa
(agua)
Llave
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SIMULANDO UNA DEPURADORA EN EL LABORATORIO
FICHA 5
13
Material
• Dos vasos de precipitados.
• Un colador de cocina.
• Papel de filtro.
• Un embudo.
• Soporte, nuez y pinza.
• Agua, barro, algunos pedacitos de restos sólidos
(plásticos, astillas de madera...).
Objetivo
Aplicar los conocimientos sobre
separación de mezclas para
simular los procesos a los que
se somete el agua en una planta
depuradora.
• El trabajo de una depuradora, como sabes,
consiste en tratar aguas residuales, cargadas
de sedimentos, contaminadas, etc., para
que puedan volver a la red hidrológica
o a los cauces naturales, sin peligro. Esta
labor se puede simular de manera muy
sencilla en el laboratorio. Veamos cómo.
Primero tenemos que preparar el agua para
depurarla. Para ello mezcla en uno
de los vasos, agua del grifo con barro
o arcilla, añádele los restos sólidos
de mayor tamaño y agítalo todo. Podrás
observar que has constituido una mezcla
heterogénea.
Ahora procedemos a la depuración. Para
ello, seguiremos el siguiente procedimiento.
Pon el colador encima del vaso vacío
y haz pasar la mezcla a través de él.
Observarás que quedan atrapados los
restos de mayor tamaño. Esta operación
es una filtración.
Deja reposar ahora el líquido que atravesó el colador: al poco tiempo empezarás
a observar que el agua se va aclarando desde la superficie hacia abajo y que el barro va
depositándose en el fondo. Esto es una decantación.
Mientras tanto, prepara el embudo con el papel de filtro. Haz pasar el líquido a través
del embudo. Has realizado una segunda filtración que te permite obtener un agua
mucho más clara y limpia. Es agua depurada.
Ahora bien, el agua depurada puede no ser potable. Para que puedas beberla con seguridad,
habría que tratarla químicamente. Pero esta es la tarea que realizan otras plantas diferentes,
las potabilizadoras, en las que al agua se le añade cloro, entre otras sustancias. Este
tratamiento químico persigue eliminar los microorganismos que pudiera contener el agua,
y que nos causarían enfermedades si los ingiriésemos.
3
2
1
PROCEDIMIENTO
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SEGURIDAD EN EL LABORATORIO
FICHA 6
13
EL LABORATORIO es un lugar donde puedes aprender muchas cosas, pero en él debes
respetar muchas normas para que tu trabajo sea seguro. Conserva esta ficha, pues te será
útil cada vez que trabajes en el laboratorio.
COMPORTAMIENTO RESPONSABLE EN UN LABORATORIO QUÍMICO
Posiblemente el laboratorio de química sea el lugar más peligroso del colegio, la escuela o el instituto. Los ac-
cidentes no suelen ocurrir por mala suerte, en realidad suelen ser consecuencia de imprudencias debidas, en
la mayor parte de los casos, al desconocimiento de la peligrosidad de los productos químicos y algunos de los
aparatos que se manejan en el laboratorio.
Los accidentes más comunes, afortunadamente no demasiado graves en la mayoría de los casos, suelen ser
quemaduras producidas por sustancias químicas, líquidos o recipientes calientes, y cortes con utensilios de
vidrio rotos.
La seguridad absoluta es imposible de conseguir; sin embargo, muchos riesgos pueden reducirse al mínimo,
e incluso eliminarse, si te comportas adecuadamente. Ten en cuenta que la prevención de accidentes depen-
de de manera fundamental de la actitud que tú muestres en el laboratorio.
La propia naturaleza del trabajo científico, el llamado método científico, tiene como principio básico el orden
y el rigor, y, precisamente, estas dos virtudes son la esencia de las recomendaciones que te damos a conti-
nuación.
1. Muévete por el laboratorio sin prisas ni atropellos y evita los desplazamientos no justificados. Al moverte,
procura no chocar contra ninguna mesa o aparato. Evita tocar, rozar o golpear inadvertidamente a tus
compañeros o compañeras: podrían estar realizando una manipulación peligrosa y tener un accidente al
moverse o distraerse.
2. Si llevas pelo largo, recógelo mediante una coleta, de lo contrario corres el riesgo de quemártelo. Lo mismo
puede ocurrir si llevas colgando bufandas, pañuelos, corbatas...
3. Antes de hacer nada asegúrate de que has entendido perfectamente lo que debes realizar. Si tienes du-
das, pregunta al profesor o profesora. Es fundamental que en todo momento tengas claro lo que haces.
Ante la más mínima incertidumbre, para y pregunta.
4. No toques ni manejes aparatos, utensilios o productos químicos, que no debas utilizar o para cuya mani-
pulación no estés instruido.
5. Usa los productos químicos con mucha prudencia. Evita el contacto directo con ellos y, desde luego, nun-
ca huelas ni ingieras sustancias desconocidas.
6. Nunca elimines los residuos por tu cuenta. Antes de tirar nada pregunta al profesor dado que puedes ori-
ginar daños a tus compañeros, a los equipos e instalaciones, al medio ambiente y a ti mismo.
7. Al acabar la sesión de trabajo verifica que todo ha quedado limpio y en orden. Lava los utensilios siguien-
do las instrucciones del profesor y colócalos en los lugares destinados a ello. Apaga los aparatos eléctricos
y cierra las llaves de gas y agua.
8. Lava bien tus manos antes de abandonar el laboratorio.
A estas recomendaciones generales se añadirán las particulares que indicará el profesor para experimentos
concretos, por ejemplo: cómo calentar líquidos a la llama, mezclar sustancias o manejar aparatos de laborato-
rio específicos.
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DIARIO DE LA CIENCIA
FICHA 7
13
La Agencia Espacial Europea desarrolla fibras textiles «inteligentes»
El proyecto está incluido dentro de una iniciativa para investigar nuevas tecnologías
y materiales que se puedan emplear en la exploración espacial.
Entre los proyectos de tecnología avanzada
de la Agencia Espacial Europea (ESA) se encuentra
el desarrollo de nuevos materiales basados en fibras
textiles «inteligentes». Estos materiales pueden
cambiar de forma al aplicar electricidad sobre
ellos y son muy rígidos a la vez que ultraligeros.
Gracias a estas características se pueden emplear
para soportar las estructuras de paneles solares,
antenas e incluso velas solares (vehículos
propulsados por la luz del Sol).
Marco Guglielmi, director de la sección
de Estrategia Tecnológica de la ESA, considera
que este tipo de proyectos sirven para comprobar
y demostrar las aplicaciones de nuevas ideas sobre
futuras tecnologías espaciales.
Investigan nuevos materiales para las prendas de vestir
Investigadores de todo el mundo se esfuerzan por crear materiales que sirvan
para confeccionar nuevas prendas de vestir que se adapten a diferentes necesidades.
Alex Fowler, científico de la Universidad de
Massachusetts, pretende utilizar fibras textiles que
contengan una variedad inofensiva de la bacteria
Escherichia coli. La bacteria podría utilizar la
suciedad, el sudor y las sustancias causantes del mal
olor como fuente principal de alimento, dejando
la ropa limpia sin necesidad de lavarla.
En Japón, ingenieros de la empresa Fuji Spinning
han desarrollado un tejido capaz de contener
un compuesto químico que se convierte en
vitamina C al ponerse en contacto con la piel.
La fibra aportaría al cuerpo tanta vitamina como
el zumo de dos limones.
Mientras que en Italia, la compañía Corpo Novo
ha diseñado una camiseta fabricada con un tejido
«inteligente» que recupera su forma y que no
necesita plancharse. Además, esta camiseta tiene
la propiedad de subir las mangas por sí sola cuando
hace mucho calor, aumentando la ventilación
de la piel.
El reciclaje del vidrio reduce la contaminación
El uso del vidrio reciclado reduce el consumo de recursos naturales y el consumo
de energía necesario para su obtención.
La mayor parte del vidrio se fabrica con tres
componentes básicos: arena, caliza y carbonato
sódico. El proceso de extracción de la arena
consume energía y produce 200 kilogramos de
residuos por cada tonelada obtenida. Para producir
vidrio, estos materiales tienen que ser calentados
hasta temperaturas de 1 400 grados para fundirlos
y volverlos transparentes.
El vidrio que procede de objetos reciclados requiere
una menor temperatura de fundición, por lo que
durante este proceso se consume hasta un 26 %
menos de energía. La manera más fácil
de recuperar el vidrio es organizar la basura que
generamos, separando los diferentes materiales
y depositándolos en los contenedores
correspondientes. Reciclar vidrio significa generar
menos residuos y ahorrar energía, colaborando en
la protección de nuestro planeta.
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ESQUEMA MUDO 113
Estado físico Forma Volumen
Sólido
Líquido
Gas
Sólido Líquido Gas
CARACTERÍSTICAS DE LOS TRES ESTADOS
CAMBIOS DE ESTADO
TEORÍA CINÉTICA
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ESQUEMA MUDO 213
CAMBIOS DE ESTADO Y TEORÍA CINÉTICA
COMPONENTES DE LAS MEZCLAS
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ESQUEMA MUDO 313
MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS
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ESQUEMA MUDO 413
1.
15.
2.
3.
8.
6.
14.
9.
10.
11.
12.
13.
5.
7.
4.
PROCESO DE TRATAMIENTO DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
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SUGERENCIAS13
EN LA RED
PROYECTO PUNTO DE EBULLICIÓN (BOIL,
BOIL, TOIL AND TROUBLE)
http://www.k12science.org/curriculum/boilproj/
Una curiosa página web que plantea un proyecto
de colaboración entre centros para investigar sobre
el punto de ebullición del agua.
CHEM4KIDS
http://www.chem4kids.com/
Página web que enseña los fundamentos de la química
de una forma clara y divertida.
RECYCLE CITY
http://www.epa.gov/recyclecity/
Divertida página web de la Agencia de Protección
Ambiental (EPA) de Estados Unidos sobre el reciclaje.
Incluye juegos y otras actividades.
LIBROS
Esa caótica química
NICK ARNOLD y TONY DE SAULLES. Ed. Molino.
Libro de divulgación de la química en clave de humor.
Experimentos sencillos con sólidos y líquidos
H. JÜRGEN. Ed. Oniro.
Con materiales disponibles en cualquier hogar y sin
necesidad de complicados aparatos, se pueden
realizar sencillos y divertidos experimentos que ayudan
a entender mejor los distintos estados de la materia
que compone nuestro mundo, en especial el agua,
y cómo se comportan los objetos en ella.
Garbage and Recycling (Young discoverers:
Environmental facts and experiments)
ROSIE HARLOW y SALLY MORGAN.
Este libro explica la diferencia entre basura
biodegradable y no biodegradable y cómo el vidrio, el
metal y la lana son fácilmente reciclables. Se dan
sugerencias de cómo se puede reciclar en casa.
DVD/PELÍCULAS
Ice Age 2: El deshielo. 20th. Century Fox.
Director: Carlos Saldaña.
La Edad de Hielo está llegando a su fin y los animales
están disfrutando a lo grande del paraíso en el que se
ha convertido su nuevo mundo a raíz del deshielo.
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Indica el estado en el que se encuentra la materia que contiene las partículas que se muestran
a continuación. ¿Cuál es la diferencia que observas en cada uno de los dibujos?
A B C
¿Qué características comparten los líquidos y gases, que no tienen los sólidos? Explica la razón.
Identifica los estados de la materia y las transformaciones que ocurren en las fotografías que tienes
a continuación. Explica qué sucede en el interior de la materia cuando cambia de un estado a otro.
A B
Explica las diferencias que existen entre un elemento químico y un compuesto químico.
Indica un ejemplo de cada uno.
Señala cuáles de las siguientes afirmaciones son falsas y por qué:
a) Las partículas en el estado líquido están más separadas y libres que en el estado gaseoso.
b) Si una sustancia se une con otra para formar una nueva es un cambio físico.
c) Todas las mezclas se pueden separar por filtración.
d) Si dejas agua en un vaso y algunas moléculas se convierten en gas, eso se llama evaporación.
¿Qué es una mezcla? ¿Qué procesos físicos intervienen cuando se separan dos o más sustancias
mediante una destilación? ¿Cuál es la propiedad que permite separarlas?
¿Cómo se separa la mezcla heterogénea de un sólido con un líquido? ¿Es un proceso físico o químico?
¿Por qué? Pon un ejemplo de este tipo de mezcla.
¿A qué llamamos propiedades características de una sustancia pura? ¿Qué es una disolución y cuáles
son sus componentes?
Explica de qué está compuesta la fibra de carbono y cuáles son sus propiedades y utilidades.
Explica en qué parte del proceso de tratamiento de residuos sólidos urbanos tú puedes intervenir
para colaborar con el mejor aprovechamiento de los recursos naturales.
¿Qué ocurre cuando se calienta un vaso de precipitados que contiene yodo? Cuando ocurre este fenómeno,
¿cuál es el cambio que sufren las partículas que forman el sólido?
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
PRUEBA DE EVALUACIÓN 113 EVALUACIÓN
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Observa las siguientes fotografías, identifica
los estados en que se encuentra la materia en
cada una de ellas y dibuja las partículas que
constituyen esa materia.
Explica, utilizando la teoría cinética, por qué
los sólidos tienen forma propia y volumen fijo
y es muy difícil deformarlos.
¿Qué nos indica el olor característico de muchas
sustancias sólidas, como el alcanfor y los perfumes
sólidos? ¿Cómo se llama el proceso de transformación?
Indica cuáles de las siguientes afirmaciones son falsas y por qué:
a) La temperatura de ebullición es siempre mayor que la temperatura de fusión.
b) Las mezclas homogéneas están formadas siempre por una única sustancia.
c) Los elementos químicos se pueden descomponer por procedimientos químicos.
d) Todas las mezclas son heterogéneas.
Si una mezcla está compuesta por azufre y limaduras de hierro, ¿cómo separarías el hierro de la mezcla?
¿Es un proceso físico o químico? ¿Por qué? ¿Qué propiedad de la materia te permitió separar la mezcla?
Explica las diferencias entre sustancias puras y mezclas, y entre mezclas homogéneas y heterogéneas, y pon
ejemplos de cada una.
Si se mezcla arena y cloruro de sodio (sal), ¿que tipo de mezcla obtienes? Si a esa mezcla se le añade agua,
se agita y se dejan pasar unos minutos, ¿dónde se encuentra la arena? ¿Y la sal? Si se filtra, ¿Qué pasa?
Si lo que queda se calienta, ¿qué sucede?
Completa el dibujo del esquema de tratamiento de residuos sólidos urbanos que tienes a continuación.
Menciona tres materiales sintéticos que utilizamos habitualmente. Explica sus propiedades y sus usos. ?9
8
7
6
5
4
3
2
1
Procesado
y manufacturado
Materias primas
M
etal
Com
post
Vertedero
Residuos
peligrosos
Separación
de basuras
A B C
EVALUACIÓN
PRUEBA DE EVALUACIÓN 213
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¿Cuáles son los postulados de la teoría cinética? ¿Qué explican dichos postulados en relación con la materia?
¿Por qué, cuando calentamos un sólido, se puede producir un cambio de estado? Responde teniendo
en cuenta que la materia está formada por partículas.
¿Qué cambios de estado se producen cuando calentamos un sólido y un líquido? ¿Qué cambios de estado
tienen lugar cuando enfriamos un gas y un líquido? Menciona los procesos que ocurren al pasar
de un estado a otro.
Pon ejemplos de cada uno de los cambios de estado.
Estados del agua:
a) A 1 ºC, ¿el agua es líquida o sólida?
b) A 100 ºC, ¿el agua es líquida o gaseosa?
¿Qué es un disolvente? ¿Qué es un soluto? ¿Qué forman? Pon ejemplos de disoluciones líquidas, sólidas
y gaseosas.
Para mezclar dos metales, es decir, para realizar lo que se llama una aleación, es necesario fundirlos
previamente. El resultado, la aleación, ¿es una disolución o una mezcla? ¿Puede haber, entonces,
disoluciones sólidas?
¿Podríamos separar, mediante destilación, una disolución formada por tres sustancias líquidas? ¿Por qué?
¿En qué propiedades físicas se basa la decantación? Si dos sustancias tienen una densidad muy parecida,
aunque no igual, ¿serviría de algo intentar una decantación para separarlas?
Cuando se produce un cambio químico, ¿qué es lo que cambia: las propiedades generales de la sustancia
que se modifica o sus propiedades específicas? ¿Y cuando se produce un cambio físico?
¿En qué se basan los métodos de separación de mezclas? Menciona algunos de ellos. ¿Cómo se puede
separar una mezcla homogénea de un sólido con un líquido?
¿Qué diferencia existe entre un compuesto y un elemento químico?
Completa el siguiente cuadro:
Explica el proceso de tratamiento de residuos sólidos urbanos.14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
Ejemplos de cambios de estado
Fusión
Solidificación
Sublimación
Propiedades Usos
Vidrio
Fibra de vidrio
Fibra óptica
Fibra de carbono
ATENCIÓN A LA DIVERSIDAD
AMPLIACIÓN13
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¿En qué estado se encuentra la materia que observas en el siguiente dibujo? Explica, utilizando la teoría
cinética, las características de ese estado de la materia.
Completa el siguiente cuadro:
¿Qué es la condensación? ¿Cómo se llama el proceso inverso?
¿Qué son las temperaturas de ebullición y de fusión de una sustancia? ¿Por qué se consideran
características específicas de una sustancia?
¿Qué sucede con las partículas que forman un líquido cuando se calientan?
¿Qué es una disolución? Pon varios ejemplos de disoluciones que podemos encontrar en nuestra vida
cotidiana.
¿Qué método elegirías para separar los componentes de una mezcla de alcohol y agua? ¿Por qué?
Explica cómo harías la separación.
¿Qué método elegirías para separar los componentes de una mezcla de arena y agua? ¿Por qué?
¿Qué instrumentos necesitarías para hacerlo?
Decide si los siguientes cambios son físicos o químicos.
a) Si dejamos un vaso con un poco de agua sobre una mesa, al día siguiente no hay agua.
¿Se ha producido un cambio físico o químico? ¿Por qué?
b) Cuando quemamos un papel y se apaga por sí solo, únicamente quedan cenizas. Estas cenizas ¿están
formadas por la misma sustancia que el papel? ¿Se ha producido un cambio físico o químico?
c) Imagina ahora que mezclamos otras dos sustancias y aparentemente no ocurre nada.
Pero, si calentamos la mezcla, empieza a salir vapor. En este caso, ¿qué tipo de cambio
se ha producido?
d) Ponemos 2 L de agua en el congelador y medimos el volumen del hielo resultante. El volumen
ha cambiado. ¿Qué tipo de cambio es?
¿Qué es un elemento químico? ¿Qué es un compuesto químico? ¿Qué es una sustancia pura?
¿Cuáles son las propiedades del plástico que lo hacen tan útil y necesario en la sociedad
actual? ¿Cuál es su origen? ¿Por qué se considera un material sintético si procede de una sustancia
natural?
Explica las medidas que podemos tomar para reducir nuestra producción de residuos.12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
Sólidos Líquidos Gases
Forma
Volumen
REFUERZO13
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13 ATENCIÓN A LA DIVERSIDAD
FICHA 1: LOS ESTADOS DE LA MATERIA
PROPUESTA DE ADAPTACIÓN CURRICULAR
Explica las siguientes frases.
• La materia es discontinua.
• Las partículas que forman la materia están en continuo movimiento.
• El volumen de los gases es variable.
• Los gases ejercen una fuerza (presión) contra las paredes del recipiente que los contiene.
Imagina un globo con un gas en su interior. Como sabes, las partículas se ordenan de tal manera
que ocupan todo el volumen disponible. En el primer dibujo hemos simplificado el número de partículas
(como sabes, realmente en un globo hay muchos millones de partículas moviéndose continuamente).
• Completa los dibujos de la derecha para cuando la temperatura aumenta (el globo
aumenta su volumen) y para cuando la temperatura disminuye (el volumen del globo se reduce).
Explica tus dibujos.
• Imagina ahora que se mide la masa de otro globo que contiene el mismo gas y se comprueba que
tiene una masa mayor. Elige el dibujo que representa este segundo globo y explica tu respuesta.
2
1
NOMBRE: CURSO: FECHA:
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FICHA 2: SUSTANCIAS PURAS Y MEZCLAS (I)
Escribe debajo de cada dibujo si corresponde a una sustancia pura, a una mezcla homogénea o a una
mezcla heterogénea. Bolitas iguales corresponden a átomos o moléculas de una misma sustancia.
Clasifica las sustancias de la lista en sustancias puras, mezclas homogéneas o mezclas heterogéneas.
• Bronce.
• Sal.
• Disolución de agua y azúcar.
• Vaso lleno de agua y arena.
• Madera.
• Papel.
2
1
NOMBRE: CURSO: FECHA:
Recuerda que...
En la naturaleza la materia puede agruparse formando sustancias puras
o mezclas.
• Las sustancias puras no pueden descomponerse en otros
componentes más sencillos. El oro, por ejemplo, es una sustancia
pura; todos los átomos de un anillo de oro son átomos de oro.
• Las mezclas pueden ser homogéneas o heterogéneas, cuando
se diferencian sus componentes.
• Las disoluciones son mezclas homogéneas. Las aleaciones son un tipo
especial de mezclas homogéneas.
• Ejemplos de mezclas heterogéneas son la arena de una playa
o muchas rocas (por ejemplo, el granito).
Sustancia pura Mezcla homogénea Mezcla heterogénea
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Completa el siguiente esquema con los pasos necesarios para separar una mezcla de agua, arena
y alcohol.
Explica los siguientes fenómenos relacionados con las mezclas.
• Los componentes de algunas mezclas no pueden diferenciarse a simple vista.
• El aspecto homogéneo de una sustancia no garantiza que se trate de una sustancia pura.
• En una mezcla, ya sea homogénea o heterogénea, en general existen átomos de al menos
dos elementos químicos diferentes.
• Los componentes de las mezclas con dos o más líquidos que tienen diferente densidad
pueden separarse utilizando un método llamado decantación.
4
3
Mezcla de arena
agua y alcohol
➤➤
➤
se filtra
se deja secar
se enfría
se calienta hasta alcanzar
la temperatura de ebullición del alcohol
Arena húmeda
en el filtro
➤
➤➤
FICHA 2: SUSTANCIAS PURAS Y MEZCLAS (II)
13
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MULTICULTURALIDAD
1. Consumo
doméstico
15. Procesado
y manufacturado
2. Recogida de basuras
3. Transporte
8. Procesos de reciclado
6. Incineración
14. Materias primas
9. Vidrio
10. Papel
11. Metal
12. Plástico
13. Compost
5. Vertedero
7.Residuos
peligrosos
4. Separación
de basuras
Rumano Árabe
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
Chino
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
PROCESO DE TRATAMIENTO DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS
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RECUERDA Y CONTESTA
1. a) El hielo está formado por agua. b) El hielo se encuen-
tra en estado sólido. c) Es posible encontrarlo en estado
gaseoso, como vapor de agua, y estado líquido, como el
agua.
2. Sí, una sustancia puede cambiar de estado. Puede suceder
cuando cambian las condiciones en las que se encuentra
dicha sustancia. Por ejemplo, al bajar la temperatura, el agua
puede pasar al estado sólido, formando el hielo.
3. El agua de mar está formada por varias sustancias sencillas.
Las más abundantes son el agua y la sal (cloruro de sodio).
El agua que bebemos también contiene otras sales (sulfa-
tos, carbonatos, flúor), aunque en menor concentración que
en el agua de mar.
Busca la respuesta
Que el agua se evapora significa que cambia del estado líquido
al estado gaseoso, debido al aumento de la temperatura.
ACTIVIDADES
13.1. Los sólidos tienen forma propia y volumen fijo. Los lí-
quidos no tienen forma propia, tienen volumen fijo y
pueden fluir. Los gases no tienen forma propia ni vo-
lumen fijo y pueden fluir.
13.2. Modelo. Abstracción de la realidad que la representa
de forma simplificada.
Fluir. Referido a un líquido o a un gas, correr o despla-
zarse por algún lugar.
13.3. Según la teoría cinética, los líquidos y los gases pue-
den fluir porque las partículas que los forman no es-
tán muy unidas y pueden desplazarse unas sobre otras
o moverse libremente.
13.4. El cambio de estado inverso a la fusión se llama soli-
dificación, proceso mediante el cual un líquido pasa al
estado sólido.
13.5. La vaporización es el proceso general de transforma-
ción de un líquido al estado gaseoso. En la ebullición,
el cambio de estado tiene lugar cuando el líquido al-
canza la temperatura del punto de ebullición, mientras
que la evaporación se produce de forma paulatina, a
cualquier temperatura.
13.6. Una propiedad general de la materia es común a toda
la materia y sirve para definirla pero no para distinguir
una sustancia de otra (ejemplo de propiedades ge-
nerales: masa y volumen). Una propiedad específica
nos permite distinguir una sustancia de otra. Por ejem-
plo, el color, el olor, la densidad, etc.
13.7. Las flechas rojas representan los cambios de estado
producidos por calentamiento, como la fusión y vapo-
rización, y las flechas azules representan los cam-
bios producidos por enfriamiento, como la conden-
sación.
13.8. Los componentes de una disolución son el disolvente
y el soluto. El disolvente es el componente que se en-
cuentra en mayor cantidad en la disolución y el solu-
to es el componente minoritario de la disolución.
13.9. La densidad permite separar el aceite y el agua por de-
cantación, ya que ambas tienen densidades diferen-
tes.
13.10. Para separar varios líquidos mezclados que forman
una disolución, se utiliza el método de destilación, ba-
sado en la diferencia de temperatura de ebullición de
los componentes de la mezcla. Para ello se emplea un
aparato de destilación. En la destilación se hierve la
mezcla y a medida que los componentes van alcan-
zando su punto de ebullición, se evaporan y pasan por
un tubo refrigerante donde se enfrían los vapores ge-
nerados, pasando al estado líquido nuevamente, para
ser recogidos por recipientes donde se almacena
cada uno de los líquidos. Como cada componente tie-
ne una temperatura de ebullición diferente, los com-
ponentes se podrán recoger por separado a medida
que se vayan condensando y pasando al estado lí-
quido de nuevo.
13.11. No se puede decir lo mismo en el caso de las mezclas,
ya que una mezcla es la unión de dos o más sustan-
cias, en proporciones variables, que conservan sus
propiedades.
13.12. Las mezclas no tienen propiedades específicas porque
cada uno de sus componentes mantiene sus propias
propiedades. Los compuestos tienen propiedades es-
pecíficas que los diferencian de otras sustancias, ya
que las sustancias más simples que los forman pier-
den las propiedades que tenían antes de combinarse.
Los elementos químicos son sustancias que no pue-
den ser divididas en otras más simples, y poseen pro-
piedades específicas que los distinguen del resto.
13.13. La mayoría de los plásticos se obtienen a partir del pe-
tróleo.
13.14. La fibra de carbono se utiliza en la fabricación de las
bicicletas por su resistencia y ligereza.
13.15. No se puede escribir la fórmula de la cera de una
vela, ya que es una mezcla de varias sustancias.
13.16. El experimento compara la temperatura de fusión del
agua con la de la cera para averiguar si la cera es una
sustancia simple o no.
– En primer lugar, se pone a calentar un vaso de pre-
cipitados con agua y dentro se coloca otro vaso más
pequeño con hielo picado y un termómetro.
– Se anota la temperatura de inicio de fusión del hie-
lo y la que hay cuando ya se ha fundido todo.
– Se repiten los pasos anteriores pero en lugar de hie-
lo picado se coloca la cera. Se anota la temperatu-
ra de inicio de fusión de la cera y la temperatura
cuando la cera ya está completamente fundida.
– Se comparan los datos y se sacan conclusiones.
SOLUCIONARIO13
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13.17. Tanto la cera industrial como la cera pura de abejas
son mezclas de otras sustancias.
13.18. Un material tendrá un intervalo de temperaturas de fu-
sión más ancho si tiene mayor número de sustancias en
su composición y si la diferencia de la temperatura de fu-
sión entre las distintas sustancias de la mezcla es mayor.
13.19. El agua que tenía el vaso se ha evaporado. Se seca-
ría mejor en una habitación más cálida, ya que el pro-
ceso de evaporación se produce por calentamiento.
13.20. El aire que rodea al vaso está más caliente y el vapor
de agua contenido en el aire alrededor del vaso se con-
densa al entrar en contacto con el vaso frío y enfriar-
se. Se ha producido una condensación.
13.21. El perfume se puede oler en toda la habitación porque
al evaporarse, las partículas que forman el perfume se
desunen y se separan, moviéndose libremente y ocu-
pando todo el espacio disponible. Se produce el fenó-
meno de evaporación, el perfume pasa de forma líqui-
da a gaseosa.
13.22.
13.23. Sabemos que el agua ha comenzado a hervir cuando
empiezan a aparecer burbujas. El agua tendrá en ese
momento la temperatura de ebullición, es decir, 100 ºC.
Si se sigue calentando el agua, la temperatura no au-
mentará, sino que se mantendrá constante. El agua
que desaparece de la cazuela se evapora y se incor-
pora al aire como vapor de agua.
13.24. a) El paso de sólido a líquido se llama fusión.
b) El paso de gas a líquido se llama condensación.
c) El paso de líquido a gas se llama vaporización.
d) El paso de líquido a sólido se llama solidificación.
13.25. El disolvente es el elemento A; el soluto, el elemento
B, y la disolución, el C.
13.26. a) El agua y el azúcar se pueden separar por evapo-
ración del agua.
b) El agua, la arena y la sal se pueden separar filtran-
do el agua con sal y arena para retener las partícu-
las sólidas no disueltas en el agua, la arena. A con-
tinuación dejamos evaporar el agua y nos queda
la sal.
c) Gasolina y agua se pueden separar por decanta-
ción, ya que son líquidos de diferentes densidades
que no son solubles entre sí.
13.27. Se echa sal sobre las carreteras en invierno porque
la sal disminuye el punto de congelación del agua, por
lo que la mantiene líquida a temperaturas más bajas,
y acelera su fusión.
13.28. El butano es gaseoso a la presión atmosférica, pero a
la presión de envasado se encuentra en estado líqui-
do. Cuando se abre la llave de salida de la bombo-
na, disminuye la presión en el interior, se produce la
vaporización del combustible que fluye por el tubo de
salida. Para mantener constante la presión de salida
de estos gases se intercala una válvula de regula-
ción de presión que lleva incorporada la llave de
paso.
13.29. a) Cambio químico.
b) Cambio químico.
c) Cambio físico.
d) Cambio físico.
13.30. a) El agua de la botella está compuesta por: agua, bi-
carbonatos, sulfatos, cloruros, calcio, magnesio,
sodio, potasio y residuo seco.
b) Se trata de una mezcla, ya que el agua, que hace
de disolvente, tiene disueltos varios solutos, como
el bicarbonato o el calcio.
c) Es una mezcla homogénea porque presenta un as-
pecto uniforme.
13.31. a) El hierro líquido se encuentra en el núcleo de la
Tierra.
b) El agua la encontramos en estado gaseoso en la at-
mósfera en forma de humedad o vapor de agua.
Sólidos Forma
propia.
Oponen
resistencia
a los
cambios
de forma.
Forma
Volumen fijo,
aunque puede
variar
ligeramente
con cambios
de
temperatura.
Volumen
No pueden
fluir.
Pueden
fluir
Líquidos No tienen
forma
propia, se
adaptan al
recipiente.
Volumen fijo,
aunque se
dilatan con
el calor.
Pueden
fluir si no
están
contenidos
en un
recipiente.
Gases No tienen
forma
propia.
No tienen
volumen fijo.
Pueden
expandirse
ocupando
el espacio
disponible
o comprimirse
para ser
contenidos en
un recipiente.
Pueden
fluir.
SOLUCIONARIO13 Termómetro
Cera
Baño
María
826626 _ 0410-0439.qxd 25/1/07 10:03 Página 433

13.32.
13.33.
A B
En el dibujo A se representa el recipiente lleno de aire.
En el dibujo B aparece el mismo recipiente con la mi-
tad de aire. Aunque tiene menos masa de aire, el vo-
lumen sigue siendo el mismo, ya que el aire restante
ocupa nuevamente todo el volumen del recipiente.
13.34. a) El polietileno es apto para la conservación de ali-
mentos debido a que impide el paso de las bac-
terias, el aire y la humedad al interior del tetrabrik.
b) Si el envase fuese únicamente de cartón no podría
llevar en su interior alimentos de alarga duración.
UN ANÁLISIS CIENTÍFICO
13.35. Elena ha descubierto que debajo de la capa de óxido
se podía observar el material original del que están he-
chas las llaves, el hierro.
13.36. En la playa hay mucha humedad o presencia de va-
por de agua en el aire debido a la cercanía del mar.
13.37. No, el hierro ha sufrido un cambio químico y la capa
de color marrón es el hierro combinado con el oxígeno.
13.38. El vapor de agua, después de una ducha caliente, al
enfriarse con el aire de fuera del baño, se condensa
formando gotitas de agua en el espejo. El agua sufre
un cambio de estado.
13.39. a) Falso. El hierro y el óxido de hierro no son la misma
sustancia. El hierro es una sustancia pura y el óxi-
do de hierro es una mezcla producto de la oxida-
ción del hierro, que tiene propiedades diferentes a
la del hierro ya que se ha modificado su naturaleza.
b) Falso. Al oxidarse el hierro se produce un cambio
químico al variar la naturaleza de la sustancia.
c) Verdadero.
RESUMEN
13.40.
La filtración separa un líquido y un sólido
que no son solubles entre sí.
La decantación se basa en la diferente densidad
de dos líquidos que no son solubles entre sí.
La destilación separa líquidos solubles entre sí, pero
con distinto punto de ebullición.
13.41.
COMPRENDO LO QUE LEO
13.42. Identificar. «Energía radiante, me explicó, era cualquier
cosa como la luz y el calor, o como los rayos Röntgen
de que se habló tanto hace un año o algo así, o como
las ondas de Marconi, o como la gravitación».
13.43. Identificar. Cavor pensaba fabricar la cavorita con una
complicada mezcla de metales y una nueva sustancia
llamada hélium.
13.44. Reflexionar. Parece un cuento. El que cuenta la histo-
ria describe lo que le decía Cavor de forma poco con-
creta, indicando que lo que sabe se lo contó el señor
Cavor de forma un poco difusa.
Agua
de mar
Granito
Arena
y agua
X
X
X
Mezcla
homogénea
Mezcla
heterogénea
Sustancia
pura
Oxígeno
Aire
Hierro
Leche
con
cacao
Agua
X
X
X
X
X
Papel
de filtro
Embudo de
decantación
SOLUCIONARIO13
Matraz
Mezcla
Tubo
refrigerante
Recolector
Sólido
Líquido
Gas
FusiónSolidificación
Sublimación
Sublimación regresiva
Vaporización
Condensación
F
F
G
F
G
G
826626 _ 0410-0439.qxd 25/1/07 10:03 Página 434

1. La fotografía A corresponde a las partículas de un líquido;
la B, a las de un sólido, y la C, a las de un gas. Las partí-
culas del líquido están menos unidas y menos ordenadas
que las del sólido, que se encuentran fuertemente unidas
y muy juntas. Además, las del sólido no cambian de posi-
ción, mientras que las del líquido pueden desplazarse unas
sobre otras. Las partículas del gas no se encuentran uni-
das y están más separadas que las de los líquidos. Se pue-
den mover libremente.
A B C
2. Los líquidos y los gases no tienen forma propia, sino que
adoptan la del recipiente donde se encuentran. Además,
los gases y los líquidos pueden fluir. Los sólidos sí tienen
forma propia y no pueden fluir, debido a que las partícu-
las que lo constituyen se encuentran muy unidas y juntas
y no cambian de posición.
3.
A B
Cuando el hielo se calienta y alcanza su punto de fusión,
las partículas que lo forman adquieren más energía, se
mueven más rápidamente hasta que se separan, transfor-
mándose en un líquido. Cuando el agua se enfría y alcan-
za la temperatura de solidificación, ocurre el fenómeno
contrario. Las partículas del líquido pierden energía y de-
jan de moverse para juntarse y unirse, pasando al esta-
do sólido.
4. Un elemento químico es una sustancia pura que no se
puede descomponer en otras más simples. Se conocen
más de cien elementos químicos en la naturaleza, como
el oxígeno, el hidrógeno, el azufre o el hierro. Los com-
puestos químicos son sustancias químicas que pueden
descomponerse en otras sustancias. Por ejemplo, el agua
o la sal.
5. a) Falso. Las partículas en el estado líquido están menos
separadas y libres que en el estado gaseoso.
b) Falso. Si una sustancia se une con otra para formar
una nueva, es un cambio químico, porque la sustan-
cia original pierde su naturaleza.
c) Falso. Filtración es una de las formas de separar las
mezclas según sus propiedades.
d) Verdadero.
6. Una mezcla es la unión de dos o más sustancias, en pro-
porciones variables, que conservan sus propiedades, y cu-
yos componentes pueden separarse de la misma por me-
dios físicos. En la destilación se produce primero un proceso
de evaporación. Posteriormente tiene lugar un proceso de
condensación, que se efectúa en el tubo refrigerante, y el
líquido obtenido de nuevo se recoge en un colector. Los
componentes se separan según sus temperaturas de ebu-
llición.
7. La mezcla heterogénea de un sólido con un líquido se pue-
den separar por filtración. Son procesos físicos, ya que no
se altera la naturaleza de las sustancias. Por ejemplo, una
mezcla de agua y arena.
8. Las propiedades características de una sustancia pura son
aquellas que sirven para diferenciarla de otra sustancia
pura. Las más utilizadas son el punto de fusión, el punto
de ebullición y la densidad.
Una disolución es una mezcla homogénea de varias sus-
tancias cuyos componentes se encuentran en proporcio-
nes variables. Las disoluciones están formadas por un di-
solvente, componente que se encuentra en mayor cantidad,
y un soluto, que es el componente minoritario.
9. La fibra de carbono es un material sintético fabricado con
plásticos reforzados con carbono. Es una fibra resisten-
te, elástica y ligera, por ello es utilizada en la industria au-
tomovilística y para fabricar material deportivo.
10. Para colaborar con el mejor aprovechamiento de los re-
cursos naturales podemos reducir nuestro consumo, se-
parar las basuras para su reciclado y comprar productos
hechos con material reciclado.
11. El yodo se evapora, pasa del estado sólido al gaseoso me-
diante la sublimación. Durante esta transformación, algu-
nas de las moléculas del sólido pueden vibrar muy rápida-
mente, vencer las fuerzas de cohesión y escapar como
moléculas gaseosas al espacio libre: el sólido se sublima.
1.
Fusión
Solidificación
SOLUCIONARIO13
LíquidoSólidoGas
A B C
826626 _ 0410-0439.qxd 25/1/07 10:03 Página 435

2. De acuerdo con la teoría cinética las partículas que for-
man los sólidos están muy juntas y unidas entre sí, por
lo que al moverse no pueden cambiar de posición, aun-
que sí vibrar. Eso explica por qué los sólidos tienen forma
propia y volumen fijo y es muy difícil deformarlos.
3. El olor característico de muchas sustancias sólidas, como
el alcanfor y los perfumes sólidos, nos indica que se está
produciendo un cambio de estado de la materia, de sóli-
do a gaseoso, llamado sublimación.
4. a) Verdadero.
b) Falso. Las mezclas pueden tener apariencia homo-
génea pero están formadas por varias sustancias.
c) Falso. Los elementos químicos no se pueden descom-
poner en sustancias más pequeñas.
d) Falso. Las mezclas pueden tener apariencia homo-
génea o heterogénea.
5. Podría separar las limaduras de hierro del azufre con un
imán que atraería al hierro. El hierro tiene la propiedad de
ser atraído por un imán. Este método de separación es un
proceso físico, ya que ni el azufre ni el hierro sufren alte-
ración química.
6. Una sustancia pura es materia formada por un solo com-
ponente, y tiene unas propiedades específicas que la di-
ferencian del resto de las sustancias. Por ejemplo: el agua.
Una mezcla es la combinación de dos o más sustancias
que mantienen sus características específicas y cuyos com-
ponentes pueden separarse por mecanismos físicos. Por
ejemplo: el agua de mar.
Las mezclas homogéneas son combinaciones de sustan-
cias que no se pueden distinguir a simple vista, tienen apa-
riencia homogénea. Estas mezclas se llaman disoluciones.
El agua con azúcar o el acero son algunos ejemplos. En
las mezclas heterogéneas podemos distinguir los com-
ponentes de la mezcla a simple vista. Por ejemplo, agua
y arena.
7. Si se mezcla arena y cloruro de sodio (sal), se obtiene
una mezcla heterogénea. Si a esa mezcla se le añade agua,
se agita y se dejan pasar unos minutos, la arena se en-
cuentra en el fondo, ya que se sedimenta. La sal se disuel-
ve en el agua y no se ve. Si se filtra la mezcla, logramos
separar la arena, que se queda en el filtro, y el agua con
sal. Si se calienta a continuación, el agua se evapora, que-
dando los cristales de sal.
8.
9.
AMPLIACIÓN
1. Los postulados de la teoría cinética son:
– La materia está formada por pequeñas partículas.
– Las partículas que forman la materia están en constan-
te movimiento y entre ellas existe una fuerza de cohe-
sión que las atrae unas a otras. En el estado sólido, las
partículas están muy próximas entre sí y se mueven
oscilando alrededor de unas posiciones fijas. Las fuer-
zas de cohesión son muy grandes. En el estado líqui-
do, las partículas están más separadas y se mueven de
manera que pueden cambiar sus posiciones, pero las
fuerzas de cohesión impiden que se separen completa-
mente. En el estado gaseoso, las partículas están com-
pletamente separadas unas de otras y se mueven li-
bremente. No existen fuerzas de cohesión.
Dichos postulados explican las propiedades y estados de
la materia, a través de un modelo que representa cómo se
comporta la materia por dentro.
2. Cuando se calienta un sólido las partículas que lo for-
man adquieren más energía y se mueven más rápidamen-
te, hasta que se separan, transformándose en un líqui-
do. Por ejemplo, el hierro, al llegar a una cierta temperatura
(temperatura de fusión del hierro: 1 808 K) se funde y pa-
sa al estado líquido.
3. Cuando se calienta un sólido, este se fusiona pasando al
estado líquido, o sufre sublimación pasando al estado ga-
seoso. Al calentar un líquido, este se vaporiza pasando
al estado gaseoso. Cuando se enfría un líquido, se solidi-
fica y pasa al estado sólido. El gas al enfriarse puede con-
densarse y pasar a líquido o sufrir una sublimación regre-
siva y pasar a sólido.
4.
5. a) A 1 ºC el agua es líquida.
Vidrio Duro y frágil a la vez;
transparente; aislante
de la electricidad y el calor.
Envases
y ventanas.
Material Propiedades Utilidad
Fibra
óptica
Fibra
de vidrio
Conductora de la luz.
Aislante térmico,
moldeable e inoxidable.
Cables
de teléfono
y ordenador.
Fabricación
embarcaciones
y carrocerías
de vehículos.
Fusión El mercurio se fusiona a una
temperatura de –38,83 ºC, por eso se
presenta en estado líquido
a temperatura ambiente.
Ejemplos de cambios de estado
Solidificación El magma se solidifica al entrar en
contacto con la atmósfera formando
la lava.
Sublimación El hielo seco se sublima a –78 ºC
pasando al estado gaseoso (dióxido de
carbono).
Consumo
doméstico
Procesado
y manufacturado
Recogida de basuras
Transporte
Procesos de reciclado
Incineración
Materias
primas
VidrioPapel
M
etalPlásticoCom
post Vertedero
Residuos
peligrosos
Separación
de basuras
SOLUCIONARIO13
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b) A 100 ºC el agua está pasando de líquido a gas debi-
do a que es su temperatura de ebullición.
6. Un disolvente es el componente de una disolución que se
encuentra en mayor cantidad. El soluto es el componen-
te que se halla en menor cantidad. El disolvente y el solu-
to forman una disolución, que es una mezcla homogénea
de varias sustancias. Disolución líquida: el agua de mar.
Disolución gaseosa: el aire. Disolución sólida: el acero.
7. La aleación es una disolución sólida, ya que es una mez-
cla de dos sólidos, con aspecto homogéneo.
8. Sí se podría. Cada líquido tiene una temperatura de ebu-
llición diferente, por lo que se irán evaporando y después
condensando nuevamente en diferentes momentos, lo que
permite recogerlos en recolectores distintos.
9. La decantación se basa en la diferente densidad de dos
líquidos no solubles entre sí. La decantación sería difícil,
ya que se necesita una diferencia de densidades signifi-
cativa.
10. Cuando se produce un cambio químico, cambian las pro-
piedades generales y específicas. En el cambio físico cam-
bian solo las propiedades específicas.
11. Los métodos de separación de mezclas se basan en las
diferentes propiedades específicas de la materia, como el
punto de ebullición, densidad, solubilidad, etc. La mezcla
homogénea de un sólido con un líquido se puede separar
por evaporación, calentando la mezcla hasta que el
líquido se evapore, y el sólido se obtiene en forma pura.
12. Un elemento químico es una sustancia pura que no se
puede descomponer en otras más sencillas. Se conocen
más de cien elementos químicos en la naturaleza, como
el oxígeno, hidrógeno, helio, oro, plata, hierro, etc. Un com-
puesto químico es una sustancia pura que se puede des-
componer en otras más sencillas. Por ejemplo, el agua,
que se descompone en oxígeno e hidrógeno, o la sal (clo-
ruro de sodio), que se descompone en cloro y sodio.
13.
14. Los residuos sólidos producidos por el consumo domésti-
co son recogidos selectivamente y separados según su
destino final. Una parte, la que no se puede aprovechar o
reciclar, terminará en los vertederos; otra parte será inci-
nerada, y los residuos peligrosos (radiactivos) serán alma-
cenados adecuadamente. Los residuos reciclables, como
el papel, cartón, aluminio, plástico, etc., son llevados a
plantas de reciclaje donde se preparan para convertirse
en material que pueda ser procesado y manufacturado de
nuevo en el mercado.
REFUERZO
1. La materia del dibujo se encuentra en estado sólido. Los
sólidos están formados por partículas que se encuentran
fuertemente unidas entre sí y muy juntas. Al moverse no
cambian de posición, solo pueden vibrar.
2.
3. La condensación es el proceso mediante el cual un gas
pasa al estado líquido, como ocurre con la condensación
del vapor de agua en las nubes para dar lugar a las go-
tas de lluvia. El proceso inverso es la vaporización, en la
que un líquido pasa al estado gaseoso por ebullición o eva-
poración.
4. La temperatura o punto de ebullición es la temperatura a
la cual un elemento o compuesto químico pasa del esta-
do líquido al estado gaseoso. El punto o temperatura de
fusión es el momento en el cual una sustancia pasa del
estado sólido al estado líquido. Estas propiedades especí-
ficas de las sustancias las diferencian de otras.
5. Cuando las partículas que forman un líquido se calientan,
se separan y se escapan unas de otras, transformándose
el líquido en gas.
6. Una disolución es una mezcla homogénea de varias sus-
tancias. La disolución está formada por una fase dispersa
llamada soluto, que es la que se encuentra en menor can-
tidad, y un medio dispersante llamado disolvente, que es
la sustancia que se encuentra en mayor cantidad. Ejem-
plos: la leche, café con leche y azúcar, las bebidas gaseo-
sas.
7. Una mezcla de alcohol y agua se puede separar por des-
tilación, ya que estas sustancias tienen distintas tempera-
turas de ebullición. Al calentar la mezcla el alcohol, que
es más volátil que el agua, se evapora en primer lugar.
A continuación se enfría al pasar por un tubo refrigeran-
te. Se recupera dicho componente en forma líquida por
medio de la condensación.
8. Los componentes de una mezcla de arena y agua se
separan por filtración, ya que la arena no es soluble en
el agua. Para ello, necesitamos un embudo, un papel de
filtro y un recipiente que reciba al agua, ya separada de la
arena, que se queda en el papel de filtro.
Vidrio Duro y frágil; transparente;
aislante de la electricidad
y el calor; algunos,
resistentes a cambios
bruscos de temperatura.
Fabricación
envases,
ventanas.
Propiedades Usos
Fibra
de vidrio
Fibroso; aislante térmico;
moldeable; no se oxida.
Fabricación
embarcaciones
y carrocerías
de coches.
Fibra
óptica
Fibra
de
carbono
Capacidad de conducir
la luz.
Fibra resistente, elástica
y ligera.
Fabricación
cables
de teléfono,
ordenadores, etc.
Fabricación
de bicicletas,
raquetas de
tenis, cascos
protectores
y en la industria
automovilística.
SOLUCIONARIO13
Forma Fija Variable Variable
Sólidos Líquidos Gases
Volumen Fija Fija Variable
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9. a) Se ha producido un cambio físico, porque el agua no
varía su composición al pasar al estado gaseoso.
b) Las cenizas resultantes no están formadas por las mis-
mas sustancias que el papel, ya que con la combus-
tión se han producido cambios químicos que han con-
vertido al papel en ceniza. La ceniza tiene unas
propiedades específicas distintas a las del papel.
c) Se produce un cambio químico, ya que al calentar la
mezcla, sale el vapor de agua y cambia la composición
química de las sustancias.
d) El volumen del hielo es mayor que el del agua, ya que
esta se dilata al solidificarse, pero la composición del agua
se mantiene igual, por lo que es un cambio físico.
10. Un elemento químico es una sustancia que no se puede
descomponer en otras más sencillas. Un compuesto quí-
mico es una sustancia que puede descomponerse en otras
más sencillas por métodos químicos. Una sustancia pura
es aquella que tiene unas propiedades específicas que
la diferencian de otras sustancias, y puede ser un elemen-
to o un compuesto.
11. Las propiedades del plástico son:
– Es un material ligero pero con resistencia a la rotura y
desgaste.
– Impermeable al agua.
– No sufre modificaciones químicas frente a muchas sus-
tancias. No se oxida, ni se pudre.
– Se puede moldear fácilmente con el calor.
– Buen aislante térmico y eléctrico.
– Baratos.
En contraposición, su quema es muy contaminante, y no
biodegradable ni fácil de reciclar.
Los plásticos se hacen en su mayoría a partir del petró-
leo. Se considera un material sintético o artificial, ya que
no se encuentra en la naturaleza como tal, sino que se
obtiene por transformaciones químicas, provocadas por
el ser humano, a partir de materiales naturales, como el
petróleo.
12. • Disminuir el consumo de productos innecesarios; com-
prar productos duraderos; consumir productos no tóxi-
cos.
• Reutilizar los productos que puedan tener nuevo uso
(reparándolos, donándolos o vendiéndolos). Por ejem-
plo, usar servilletas de tela y no de papel, rellenar bote-
llas, reutilizar cajas y recipientes…
• Reciclar los residuos como el papel, cartón, vidrio, me-
tal de las latas, el plástico, las pilas, etc. Para que el re-
ciclaje sea rentable, debemos comprar productos
reciclados. Cuando adquirimos productos reciclados,
creamos un incentivo económico para que se recojan
los materiales de desecho que se puedan reciclar
para ser procesados y manufacturados y que entren en
el mercado como nuevos productos.
SOLUCIONARIO13
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