FÍSICA Y QUÍMICA 3ºESO TEMA 3. CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA. 1. CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA

 SUSTANCIAS PURAS. Son las que tienen siempre las mismas propiedades físicas y químicas. Por ejemplo siempre tienen la misma densidad, el mismo punto de fusión y ebullición. Estas sustancias no se pueden descomponer en otras más sencillas por métodos físicos -

Elemento. Es una sustancia pura constituidas por átomos. Ej.: Al, Na, Pb.

-

Compuesto. Es una sustancia pura constituida por dos o mas tipos de átomos pero siempre en proporción fija. Ej.: CO2, CO, H2O, H2SO4

un solo tipo de

 MEZCLAS. Se obtienen cuando combinamos dos o mas sustancias. Las sustancias que forman parte de la mezcla siguen conservando en ella sus propiedades características. -

Heterogéneas. Cuando sus componentes se pueden distinguir a simple vista. Ej.: Agua y arena. Si los componentes son líquidos, aceite y agua se dice que son líquidos inmiscibles o no miscibles.

-

Homogéneas. Cuando no se pueden distinguir sus componentes. También se llaman disoluciones.

ACTIVIDADES. 1. Identifica tres mezclas heterogéneas y otras tres homogéneas frecuentes en la vida cotidiana. 2. Define y pon ejemplos: a) b) c) d) e)

Sustancia pura Elemento Compuesto Mezcla heterogénea Mezcla homogénea

3. Di tres propiedades físicas de la materia

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2. MÉTODOS DE SEPARACIÓN Los métodos de separación son procedimientos para separar las diferentes sustancias puras que componen una mezcla y están basados en las distintas propiedades físicas que tienen los componentes de la mezcla. A diferencia de los métodos químicos los métodos físicos no modifican la composición química de las sustancias de la mezcla que vamos a separar 2.1 MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS HETEROGÉNEAS

 FILTRACIÓN

Esta técnica está basada en el distinto tamaño de las partículas que componen la mezcla, y está indicada para separar un sólido de un líquido en el que no es soluble, como una mezcla de arena y agua.

 DECANTACIÓN Está basada en la distinta densidad que tienen dos líquidos inmiscibles, es decir que no forman una mezcla homogénea. El líquido menos denso flota en el más denso

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FÍSICA Y QUÍMICA 3ºESO  CENTRIFUGACIÓN Es un método que tiene el mismo fundamento físico que la decantación, pero que permite acelerar el proceso. Para ello se utiliza una centrifugadora, que consta de varios tubos que pueden girar a gran velocidad

2.2 MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS HETEROGÉNEAS

 CRISTALIZACIÓN

 DESTILACIÓN

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FÍSICA Y QUÍMICA 3ºESO LAS DISOLUCIONES. Una disolución es una mezcla homogénea y uniforme, formada por dos o más sustancias puras en proporción variable. El componente de la disolución que se halla en mayor cantidad se denomina disolvente, y el que aparece en menor cantidad se llama soluto, si bien esta distinción es arbitraria. Si disolvemos un terrón de azúcar en agua, este “desaparece”. Las partículas de azúcar se entrelazan con las de agua dando lugar a la disolución. Las propiedades de esta disolución son las mismas en toda ella, por ejemplo esta igual de dulce tanto si probamos por arriba o por abajo. El azúcar y el agua se pueden separar por métodos físicos y conservan sus propiedades características. ACTIVIDADES 4. Identifica tres disoluciones de sustancias sólidas en líquidos, tres de sustancias gaseosas en líquidos y tres de sustancias líquidas en líquidas que sean frecuentes en la vida cotidiana. 3.1

Concentración de una disolución.

Si en un vaso de agua echamos un terrón de azúcar y en otro dos terrones, podemos decir que una está más dulce que la otra pero ¿cuánto más dulce?, será según el paladar del que haga la prueba. Pero en física y en química no podemos hablar de esta manera sino que tenemos que medir. Definimos la concentración de una disolución como la cantidad de soluto que hay disuelto en una determinada cantidad de disolvente o en una determinada cantidad de disolución. Es decir, el caso anterior sería la relación entre la cantidad de azúcar y la cantidad de agua o bien la relación entre la cantidad de azúcar y la cantidad de disolución (agua más azúcar) Existen diferentes maneras de expresar la concentración de una disolución: mediante el porcentaje en masa y mediante la concentración en masa.  Tanto por ciento en masa. Se define como la masa de soluto que hay en 100 g de disolución, para calcularlo se hace como cualquier porcentaje: MASA SOLUTO x  MASA DISOLUCIÓN 100

MASA DISOLUCIÓN = MASA SOLUTO + MASA DISOLVENTE Por ser un porcentaje, el resultado no tiene unidades. Ejemplos: 1. Preparamos una disolución que contiene 2g de cloruro de sodio (NaCl) en 100 g de agua destilada. Halla el tanto por ciento en masa del soluto.

MASA DE DISOLUCIÓN = MASA DE SOLUTO + MASA DE DISOLVENTE MASA DE DISOLUCIÓN = 2g + 100g = 102 g de disolución.

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FÍSICA Y QUÍMICA 3ºESO 2g NaCl x  102g DISOLUCIÓN 100

→ x

2· 100 → x= 1,96% de NaCl 102

2. Preparamos una disolución que contiene 2 g de cloruro de sodio (NaCl) y 3 g de cloruro de potasio (KCl) en 100g de agua. Halla el % en masa de cada soluto en la disolución obtenida. MASA DE DISOLUCIÓN = MASA DE SOLUTO + MASA DE DISOLVENTE MASA DISOLUCIÓN= 2 g+3 g + 100 g = 105 g de disolución.

2 · 100 2 g NaCl x → x → x= 1,90% de NaCl  105g DISOLUCIÓN 100 105

3g KCl 3 · 100 y → y → y= 2,8% de KCl  105g DISOLUCIÓN 100 105

ACTIVIDADES 5. La composición de cierto producto cosmético es la siguiente: 2,14% de aceite de almendras dulces, 2,14% de aceite de maíz, 4,29% de aceite de cacahuete y 2,88% de aceite de coco hidrogenado. Si el producto de presenta en un envase de 200 g, calcula el contenido de cada uno de sus componentes. 6. Ordena de mayor a menor la concentración de las siguientes disoluciones: a) 8g/cm3 b) 14,5g/l c) 0,12g/ml

3. SOLUBILIDAD La cantidad de soluto que se puede disolver en una cantidad determinada de disolvente es limitada. El azúcar, por ejemplo es soluble en agua, pero si en un vaso de agua añadimos cada vez más y más azúcar, llegará un momento en el que esta ya no se disuelva más y se que de en el fondo. Por otro lado, es posible disolver más cantidad de azúcar en agua caliente que en agua fría. De este modo, si calentamos la disolución anterior, el azúcar que había en el fondo se disolverá en su totalidad. Se dice, entonces, que la disolución está saturada a esa temperatura Es decir, cuando una disolución contiene la máxima cantidad posible de soluto disuelto, a una temperatura dada, decimos que está saturada a esa temperatura. Como veis, la solubilidad depende de la temperatura, normalmente a mayor temperatura mayor solubilidad

La solubilidad de los gases Cuando se eleva la temperatura de una disolución de un gas en un líquido, en general, el gas se desprende. Esto se produce porque la solubilidad de los gases en los líquidos disminuye al aumentar la temperatura.

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FÍSICA Y QUÍMICA 3ºESO ACTIVIDADES 5 ¿Dónde crees que hay más oxígeno disuelto, en aguas frías o en aguas tropicales? 6

¿Cuándo desprenderá más burbujas una botella de refresco, al abrirla a temperatura ambiente o recién sacada del frigorífico?

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MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE DISOLUCIONES

Entre otros, vamos a ver:  Cristalización, consiste en hacer que cristalice un soluto sólido con objeto de separarlo del disolvente en el que está disuelto.  Destilación simple, se emplea para separar líquidos de una disolución en función de sus diferentes puntos de ebullición (Ver ficha del laboratorio)  ACTIVIDADES 1. Calcula el tanto por ciento en masa de cada soluto en una disolución preparada disolviendo 5g de nitrato de potasio (KNO3) y 10 g de cloruro de potasio (KCl) en 200g de agua destilada. 2. Sabemos que el tanto por ciento en masa de yoduro de potasio (KI) en una disolución es del 2%. ¿Qué cantidad de yoduro de potasio se encuentra disuelto en 25g de disolución?. 3. Si en la etiqueta de un frasco encontramos “glucosa 30%”. Señala la respuesta correcta: a) Esta disolución se ha preparado disolviendo 30 g de glucosa en 100 g de agua. b) Esta disolución se ha preparado disolviendo 30 g de glucosa en 70 g de agua. 

Concentración en masa

La concentración en masa indica la masa de soluto disuelta en cada unidad de volumen de disolución. Esta es una de las formas más utilizadas para expresar la concentración de disoluciones de sólidos en líquidos Concentración en masa =

gramos de soluto litro de disolución

Una disolución acuosa contiene 12,0 g de azúcar en 200 ml de disolución. La densidad de esta disolución es 1,022g/ml. Calcula el tanto por ciento en masa y la concentración en g/l.

Cuando nos dan la densidad siempre es de la disolución, por tanto podemos averiguar la masa de la disolución: d=

m  m = d · V  m = 1,022 · 200  m = 204,4g V

-

El tanto por ciento en masa:

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FÍSICA Y QUÍMICA 3ºESO % en masa =

-

12 g · 100 = 5,87% de azúcar 204,4 g

la concentración en masa:

conc. en masa =

12 g  60g/l 0,2 l

 ACTIVIDADES: 1. Indica de forma razonada cuáles de las siguientes sustancias son puras y cuáles mezclas: agua destilada, agua del grifo, diamante, vino, oro, un refresco y leche. 2. ¿Cómo separarías una mezcla de agua , sal arena y limaduras de hierro, de manera que al final puedas recuperar todos sus componentes. 3. ¿Qué tanto por ciento de cloruro de sodio (NaCl) contiene el agua del mar si de 1kg de agua se obtienen 25g de aquella sal?. 4. Se disuelven 12g de cloruro de sodio (NaCl) y 13 g de cloruro de potasio (KCl) en 250g de agua destilada. Halla el porcentaje en masa de cada soluto en la disolución obtenida. 5. Calcula el porcentaje en masa de una disolución que se ha preparado disolviendo en 120 g de agua 30g de hidróxido de sodio (NaOH). 6. ¿Qué significa que una disolución de yodo en alcohol está al 1%? 7. La sal más abundante en el agua de mar es el cloruro de sodio (NaCl), que se encuentra en una proporción de 28,5 kg de sal por metro cúbico de agua de mar. Teniendo en cuenta que la densidad del agua de mar es de 1030kg/m3, calcula la concentración en masa del cloruro de sodio. 8. Calcula la concentración en g/l de una disolución que se ha preparado disolviendo 25g de soluto en 100 ml de disolución. 9. ¿De qué forma recuperarías el sulfato de cobre (II) que se encuentra disuelto en un determinado volumen de agua? 10.

El agua y la trementina son inmiscibles; ¿cómo separarías una mezcla de ambos disolventes?

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