sustancias puras y mezclas

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TEMA 3: SUSTANCIAS PURAS Y MEZCLAS.
Una sustancia pura es un tipo de materia que no puede ser separado en
otras sustancias mediante ningún proceso físico. Está hecho de un mismo tipo
de partículas. Ejemplos pueden ser el agua (H2 O), hierro ( Fe ) , etc...
Hay dos tipos de sustancias puras: elementos y compuestos.
a) Elementos. Están compuestos de un solo tipo de átomos. Ej:
carbono (C), hierro (Fe) , oro (Au), oxígeno (O2 ) ...
b) Compuestos. Están hechos de dos o más tipos de átomos
(elementos) distintos y solo pueden ser separados en sus elementos
mediante métodos químicos (reacciones químicas). Ejemplos: agua (
H2 O), dióxido de carbono ( CO2 ), cloruro de sodio (NaCl),...
Materia
Una mezcla es un sistema material compuesto de dos o más sustancias que
están mezcladas, pero no combinadas químicamente. Pueden ser separadas
por métodos físicos.
Hay dos tipos de mezclas, homogéneas y heterogéneas
a) En una mezcla heterogénea las sustancias que la forman se
diferencian fácilmente a simple vista. Ejemplo: Granito.
b) En una mezcla homogénea la composición es más uniforme
(similar en toda la mezcla) y los componentes no se distinguen a simple
vista. Ejemplos: aire, agua de mar, ...
Una aleación es una mezcla líquida solidificada de dos o más
elementos (normalmente metales). Ejemplo: acero, bronce,etc...

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Las propiedades características de los compuestos son diferentes de las de
los elementos que los constituyen y los compuestos además tienen unas
propiedades específicas constantes (invariables) que permiten identificarlas
fácilmente (el agua pura ebulle a 100ºC a nivel del mar). Las propiedades de las
mezclas son muy cercanas a las de las de sus constituyentes. Así dependen de los
constituyentes y son variables según la proporción de estos (agua con sal será más o
menos salada)
Diferencias entre compuestos y mezclas
Compuestos Mezclas
Son sustancias puras NO son sustancias puras
NO se separan por métodos físicos Se separan por métodos físicos
Su composición es fija (H2 O, CO2 , …) Su composición varía según la
proporción de las sustancias mezcladas
Sus propiedades son fijas (Tª eb, dens.) Sus propiedades dependen de la
proporción de sus componentes
Sus propiedades son distintas de las de
los elementos que la forman
Sus propiedades son muy similares de
las de sus componentes
Actividad 20. Indica qué material es: una mezcla, cuál un elemento y cuál un
compuesto
Actividad 21. Une cada sustancia con su naturaleza:
Gasolina Elemento
Agua Mezcla homogénea
Plata Mezcla heterogénea
Agua con arena Compuesto

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Actividad 22. Clasifica las siguientes sustancias: Agua, granito, clavo de hierro,
whisky, agua de mar, acero, mercurio, oro, aire, amoniaco, agua con tierra, vino,
butano , oxígeno.
SUSTANCIA PURA MEZCLA
ELEMENT O COMPUEST O HOMOGÉNEA HET EROGÉNEA
Agua
Actividad 23. ¿Cuáles de las siguientes sustancias metálicas son puras?
SUSTANCIA SUSTANCIA PURA ALEACIÓN
( Disolución)
Oro ( Au)
Mercurio ( Hg )
Acero (Fe + C)
Hierro ( Fe )
Plomo ( Pb)
Bronce (Cu + Sn)
Cobre ( Cu)
Latón ( Cu + Zn)
Actividad 24. Indica de qué están hechas las siguientes mezclas: (Si no lo sabes
busca la información en internet o en una enciclopedia) .
MEZCLA SUSTANCIAS MEZCLA SUSTANCIAS
Agua de mar Agua y sal Granito
Leche Sangre
Aire Anticongelante
coche

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2. Métodos de separación de mezclas (TODOS FÍSICOS).
MÉT ODO BASADO EN; APARAT O USADO SEPARA
Filtración, criba Diferencia en el tamaño de grano o
en dos fases, sólido y líquido.
Se hace pasar la mezcla por una criba (si
es una mezcla de sólidos de distinto
tamaño de grano) o un embudo con papel
de filtro, si es un líquido con un sólido
INSOLUBLE acompañándolo.
Un sólido y un líquido.
Ej.: arroz y azúcar, arena y agua
Cristalización Diferencia en el punto de
ebullición.
Se calienta una disolución o un líquido
con un sólido no disuelto con la energía
del sol. Lento, pero barato y no destruiría
esas sustancias sensibles. En el
laboratorio, se hace en el cristalizador.
Un sólido y un líquido.
Ej.: sal y agua
Destilación Diferencia en el punto de
ebullición.
Se calienta una disolución de dos
líquidos. El más volátil (menor Tª
ebullición) ebulley el otro permanece. Se
condensa el vapor en el refrigerante y se
recupera el líquido volátil.
Líquidos miscibles.
Ej.: agua y alcohol.
Extracción Diferente solubilidad en un
disolvente
Uno de los componentes de la mezcla se
disuelve en un disolvente, mientras que
los otros no. Se usa un matraz o
erlenmeyer.
Una disolución cualquiera
Ejemplo: la cafeína del café se
extrae usando un disolvente
llamado éter etílico.
Cromatografía Diferencia de velocidad de las
partículas en distinto medio poroso
La mezcla va en un disolvente(eluyente),
que pasa a través de un medio poroso
(una columna de gel de sílice o papel de
filtro) y las sustancias se separan por
moverse a distinta velocidaden ese
medio
Cualquier sustancia disuelta
en otra.
Ej.: separar pigmentos de las
plantas o los colores de una tinta
Decantación Diferencia de densidad de dos
líquidos inmiscibles.
Se separa un sólido o líquido más
denso (ocupa la parte superior de la
mezcla) de otro fluido menos denso. Se
usa un embudo de decantación
Dos sustancias,
normalmente líquidos,
inmiscibles de distinta
densidad.
Ej: aceite y agua

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Actividad 7. Indica el método más adecuado para separar las siguientes mezclas
(puede haber más de uno), el material usado y en qué se basa.
MEZCLA MÉT ODO 1 MÉT ODO 2
Agua con barro fino
Leche y nata
Arena y piedras
Clavos y arena fina
Gasolina y agua
Arena y agua
Agua de mar
Whisky
T inta
Agua y vitamina C
Actividad 8. Une: Velocidad
Criba, tamizado
Destilación Tamaño
Decantación
Separación magnéticas Ferromagnetismo ( imanes)
Sedimentación
Cristalización Densidad
Filtración
Cromatografía Punto de ebullición
Centrifugación
Extracción Solubilidad
Evaporación

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3. DISOLUCIONES.
Una disolución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias. Tiene dos partes:
Disolvente: La sustancia en la que el resto de sustancias están disueltas.
Suele ser el componente mayoritario
Solutos: Las sustancias que están disueltas en el disolvente. Componentes
minoritarios
Concentración: Es la abundancia de uno de los
constituyentes dividido por la masa o volumen total de la mezcla. Existen diversos
métodos para expresar la concentración. Estudiamos ahora:
3.1 % en masa. Expresa la concentración como porcentaje en masa de soluto en
toda la mezcla. Un 15% de soluto significa que si tuviésemos 100 g de disolución, 15
serían de soluto.
Algunas disoluciones son tan diluidas, que es más conveniente utilizar partes por
millón (ppm), o incluso partes por billón (ppb), en vez de % (partes por 100).
Ejemplo:

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3.2 % en volumen.
Expresa la concentración como porcentaje en volumen de soluto en toda la
mezcla.
3.3 Gramos por litro. Se define como la masa de soluto ms , normalmente en
gramos, dividido entre el volumen total de la mezcla (V, normalmente en L) .
PELIGRO. TEN CUIDADO. No confundas concentración (un soluto en una
mezcla) con densidad (una única sustancia).
Hay varios tipos de disoluciones, según su concentración:
Diluida. La concentración de soluto es muy baja.
Concentrada: La concentración de soluto es alta. Tiene bastante soluto en
disolución
Saturada: Una solución que ya no admite más soluto. Depende de la
temperatura.
Supersaturada: La concentración es mayor que la de saturación. Es una
situación metaestable o inestable, y acaba precipitando.

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Ahora distintos ejemplos de cómo resolver problemas de disoluciones:
Ejemplo 1.
Indica los pasos a seguir para preparar 150 cm3 de disolución de sal común de concentración 15 g/l.
Solución:
Según la definición de concentración en gramos litro dada más arriba, la disolución a preparar
contendrá 15 g de sal común en 1 litro de disolución.
Usando factores de conversión
Para preparar la disolución sigo los siguientes pasos:
1. Peso en balanza 2,25 g de sal.
2. En un vaso echo una cantidad de agua inferior a 150 cm3. Por ejemplo 125 cm3.
Disuelvo la sal en el agua. Al final del proceso observo que el volumen ya no es 125
cm3, sino algo más, debido a la presencia del soluto disuelto.
3. Completo con agua hasta los 150 cm3.
Ejemplo 2.
Disponemos de 500 cm3 de una disolución de azúcar en agua cuya concentración es de 20 g/l. Si
queremos tener7 g de azúcar ¿qué volumen de disolución deberemos tomar?
Solución:
Aprovechamos el dato de concentración para calcular la cantidad de soluto solicitada:
Ejemplo 3
Preparamos una disolución de bicarbonato en agua, tal que su concentración sea de 25 g/l. Si
tomamos 125 cm3 de esta disolución ¿qué cantidadde bicarbonato estaremos tomando?
Solución:
Usando factores de conversión:

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Ejemplo 4
Preparamos una disolución de sal común en agua de la siguiente forma:
1. Pesamos 14,2 g de sal.
2. Disolvemos la sal en aproximadamente80 cm3 de agua.
3. Completamos con más agua hasta 100 cm3.
4. Pesamos la disolución obtenida, dándonos 109,0 g
¿Cuál es la concentración de la disolución en tanto por ciento en masa?¿Cuántos gramos de soluto
irán en 150 g de disolución?
Solución:
Masa de soluto:14,2g; Masa de (100 cm3) disolución:109,0 g
Podemos calcular la concentración en tanto porciento,usando la fórmulasiguiente:
Para calcular los gramos de soluto que van en 150 g de disolución:
Ejemplo 5
Se pesan 125,0 g de una disolución del 23%. ¿Cuántos gramos de soluto contiene?
Solución:
Usando factores de conversión:
Ejemplo 6
Una disolución de sal común en agua tiene una concentración de 24%y una densidad de 1,18 g/cm 3
¿Cuántos gramos de soluto contienen 200 cm3 de disolución?
Solución:
Una disolución del 24 % contiene24 g de soluto en 100 g de disolución.
La dificultad radica aquí en que la pregunta se refiere a volumen (200cm3) de disolución,
mientras que el dato de concentración nos relaciona soluto (24 g) con m asa (100 g) de disolución.
Usando el dato de densidad podemos relacionar m asa de disolución con volumen de
disolución
Una vez conocida la masa del volumen de disolución, podemos saber la cantidad de soluto usando el
dato de concentración en tanto por ciento en masa:

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