GRUPO 5

LOS CONCEPTOS MACROSCÓPICOS DE SUSTANCIA SIMPLE Y DE MEZCLA

ASIGNATURA:

CIENCIAS NATURALES PARA

MAESTROS

PROFESOR: RAFAEL PALOMAR

GRUPO: 2G

COMPONENTES:

SARA CASTAÑEDA, MARINA VILA, ANDREA VAREA,

ANGELS SANGERMÁN Y SARA BELLVER

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A.13. De la siguiente lista, indicar cuál o cuáles especies son sustancias y cuáles

mezclas: nitrógeno, mayonesa, hierro, amalgama de mercurio (utilizada en los

empastes dentales), sal de mesa yodada, nylon, oro de 14 quilates, gasolina, leche,

agua de mar, cemento, aire, carbono, sal común y madera. Clasificar las sustancias

indicadas en una lista anterior en simples y compuestas, y las mezclas en

homogéneas y heterogéneas e indicar el criterio utilizado en la selección.

Podemos clasificar la materia por el tipo de componentes que contiene, por tanto

podemos subdividirla en sustancias y mezclas.

En primer lugar, una sustancia está formada por un solo tipo de elemento. Esta

posee una composición fija y definida en los diferentes estados físicos de la materia

(sólido, líquido y gaseoso). Presentan propiedades como la temperatura de ebullición

(específica y constante, la densidad, etc.) y, además, se pueden clasificar en sustancias

simples o compuestas:

-La sustancia simple está compuesta por un solo tipo de partículas (átomos) y se

representan con elementos de la tabla periódica. Estos no se pueden separar en sustancias

más simples por medios químicos.

-La sustancia compuesta está formada por la unión de dos o más elementos

(átomos) diferentes, en cantidades fijas y exactas. Estas se pueden descomponer en

sustancias más simples a través de los métodos químicos. Se representan con fórmulas

químicas que expresan las cantidades y tipos de elementos que los componen.

Sin embargo, una mezcla es la combinación de dos o más sustancias puras que se

pueden separar u obtener mediante procedimientos físicos y mecánicos. Estas pueden

estar en cantidades variables y conservan sus propiedades individuales. Podemos

clasificarla en dos tipos:

-La mezcla homogénea es aquella en la que no se distinguen sus componentes a

simple vista ya que se encuentran distribuidos de manera uniforme o en una fase

(disoluciones).

-La mezcla heterogénea es aquella en la que se distinguen sus componentes a

simple vista o con instrumentos de laboratorio ya que estos se distribuyen en forma

irregular o en fases. Dentro de esta podemos distinguir las coloides y las suspensiones.

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A continuación clasificaremos los elementos siguientes en sustancias o mezclas:

- El nitrógeno: Se trata de una sustancia simple porque es un elemento químico de

la tabla periódica que se encuentra de manera abundante en la corteza terrestre y

en todos los seres vivos. Se representa con el símbolo N.

- La mayonesa: Se trata de una mezcla heterogénea (coloides) que se realiza

batiendo aceite y huevo. Esta mezcla está formada por partículas muy pequeñas

(que se encuentran en constante movimiento) que pueden ser observadas con un

buen microscopio electrónico.

- El hierro: Se trata de una sustancia simple porque es un elemento químico de la

tabla periódica abundante en la corteza terrestre que entra en la composición de

sustancias importantes en los seres vivos y es el metal más abundante de las

industrias. Se representa con el símbolo Fe.

- La amalgama de mercurio: Se trata de una mezcla homogénea porque sus

componentes se encuentran distribuidos de manera uniforme o en una fase y no

se pueden distinguir a simple vista.

- La sal de mesa yodada: Se trata de una mezcla homogénea porque está formada

de cloruro sódico y yodo. Su fórmula es NaCl + I. Ambos elementos están unidos

por enlaces iónicos y tienen la forma característica de cristal (como vemos la sal).

Si aplicamos agua a la sal, esta se separa en dos iones, el Na+ y el Cl-. Es

importante que una mujer embarazada reciba durante la lactancia las suficientes

cantidades de yodo para evitar la lesión cerebral del niño o problemas de

desarrollo y crecimiento durante la infancia.

- El nailon: Se trata de una sustancia compuesta. Es un polímero, es decir, una

molécula larga que está formada por la unión de varias moléculas más pequeñas

y se emplea en la fabricación de tejidos diversos.

- Oro de 14 quilates: Se trata de una sustancia simple porque se trata de un elemento

químico de la tabla periódica. Este tiene un color amarillo brillante y es muy buen

conductor del calor y de la electricidad. Es escaso en la corteza terrestre y se usa

normalmente en joyería, en la realización de monedas y en odontología. Se

representa con el símbolo Au.

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- La gasolina: Se trata de una mezcla homogénea ya que sus componentes no se

distinguen a simple vista ya que se encuentran disueltos. Concretamente es una

mezcla de hidrocarburos líquidos volátiles e inflamables, más ligeros que el

gasóleo, obtenidos por la destilación del crudo de petróleo y su posterior

tratamiento químico, que se usa como combustible en algunos tipos de motores.

- La leche: Se trata de una mezcla heterogénea (Coloides) ya que la leche posee

partículas muy pequeñas, que sólo pueden ser vistas con un buen microscopio

electrónico, porque se encuentran en constante movimiento.

- El agua de mar: Se trata de una mezcla homogénea porque sus componentes se

encuentran disueltos (agua + sal), por tanto no se pueden observar a simple vista.

- El cemento: Se trata de una mezcla homogénea formada por arcilla y materiales

calcáreos, sometida a cocción y muy finalmente molida, que mezclada a su vez

con agua se solidifica y endurece. Después de realizar la mezcla, a simple vista

no se puede observar los elementos por los que está compuesto.

- El aire: Se trata de una mezcla homogénea de gases. No se pueden distinguir sus

componentes a simple vista ya que se encuentran distribuidos de manera

uniforme. Si observáramos el aire con aparatos específicos podríamos observar

todos los componentes que lo forman (partículas de polvo, oxígeno, dióxido de

carbono, nitrógeno, vapor de agua, etc.).

- El carbono: Se trata de una sustancia simple porque se trata de un elemento

químico de la tabla periódica. Este es muy abundante en la naturaleza, tanto en

los seres vivos como en el mundo mineral y en la atmósfera, que se presenta, entre

otras, en forma de diamante y de grafito, constituye la base de la química orgánica

y tiene una gran importancia biológica. Se representa con el símbolo C.

- Sal común: Sustancia compuesta, consistente en cloruro sódico, ordinariamente

blanca, cristalina, de sabor propio, muy soluble en el agua, que se emplea para

sazonar y conservar alimentos, es muy abundante en las aguas del mar y también

se encuentra en la corteza terrestre. Se representa con el símbolo NaCl.

- Madera: Se trata de una mezcla homogénea porque está formada por varios

componentes (celulosa y lignina). Estos no se pueden distinguir a simple vista

porque se encuentran distribuidos de manera uniforme.

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SUSTANCIA PURA MEZCLA

SIMPLE COMPUESTA HOMOGÉNEA HETEROGÉNEA

NITRÓGENO SAL COMÚN AMALGAMA DE

MERCURIO

LECHE

HIERRO NAILON GASOLINA MAYONESA

CARBONO AIRE

ORO DE 14 QUILATES CEMENTO

MADERA

AGUA DE MAR

SAL DE MESA YODADA

A.14. Sugiere procedimientos para separar los componentes de las siguientes

mezclas, y realiza alguna en el laboratorio.

a) Alcohol del vino.

El vino es una mezcla muy compleja; contiene agua, etanol, azúcares, ácidos

orgánicos, pigmentos (que le dan color) y otros ingredientes. Los componentes volátiles

que se encuentran en cantidad considerable son precisamente el agua y el etanol, cuyos

puntos de ebullición son, respectivamente, 100,0 °C y 78,3 °C.

En el vino, el contenido de alcohol se expresa en porcentaje de volumen y es algo

mayor del 10 %. En la destilación de vino no se puede obtener ninguna fracción que

contenga alcohol al 100 %, debido a que el “componente” más volátil es precisamente el

azeótropo.

En realidad lo que se determinará directamente es el contenido de alcohol en una

mezcla de etanol y agua que remeda al vino que ha sido destilado. Para ello, se destilará

hasta obtener todo el alcohol del vino y se le añadirá agua destilada hasta completar el

volumen de la muestra de vino que se ha empleado. Entonces se sumergirá un

alcohómetro en la disolución etanol-agua y en su escala se leerá directamente el grado

alcohólico aproximado.

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Para llevar a cabo este procedimiento de separación necesitamos un aparato de

destilación como el siguiente:

Los materiales necesarios para realizar este experimento son:

- 1 matraz de fondo redondo, de 100 mL.

- 1 cabeza de destilación.

- 1 refrigerante de Liebig.

- 1 alargadera.

- 1 termómetro.

- 1 probeta.

- 1 soporte.

- Pinzas de matraz, nueces u otras fijaciones.

- 1 manta calefactora para balones de 100 mL.

- Material común: alcohómetro.

Los pasos que debemos seguir para realizar este experimento son los siguientes:

1. Poner en la probeta 2 mL de agua destilada y situarla bajo la alargadera. La

finalidad de poner agua es evitar que el primer destilado, que será rico en etanol,

se evapore en la probeta.

2. Ajustar la manta calefactora al matraz y empezar la calefacción. Una vez empiece

la ebullición, reducir inmediatamente el aporte de calor.

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3. La destilación debe ocurrir lentamente y sin interrupciones y, una vez que ha

empezado, siempre debe pender una gota de condensado del bulbo del

termómetro. Tome nota de la temperatura a la que pasan las primeras gotas de

destilado. Cuando la temperatura ascienda a 80 °C, detenga la calefacción.

4. Añadir agua destilada en la probeta hasta completar los 50 mL, que es el volumen

de vino que ha empleado y sacudir suavemente la probeta para homogeneizar.

5. Medir la temperatura de la mezcla hidroalcohólica. Antes de medir el grado

alcohólico asegurarse de que la temperatura es o está muy próxima a 20 °C.

6. Introducir suavemente el alcohómetro en la probeta y, antes de soltarlo, hacer

(con mucho cuidado) un movimiento de rotación para que no se adhiera a las

paredes.

b) Tinta de bolígrafo.

El objetivo de este experimento es utilizar la técnica de cromatografía para separar

los componentes de una tinta de boli.

Algunos científicos necesitan a veces separar los componentes de una mezcla

como paso previo a su identificación. Para ello existe la técnica de la

cromatografía que trata de separar sustancias en las diferentes velocidades con

que se mueve cada una de ellas, a través de un medio poroso, arrastradas por un

disolvente en movimiento. Vamos a aplicar esta técnica para separar los pigmentos

utilizados en una tinta comercial.

Los materiales que necesitaremos para realizar este experimento son:

- Una tira de papel de filtro o poroso (se puede usar el papel del filtro de una

cafetera o incluso recortar el extremo –sin tinta– de una hoja de periódico).

- Rotuladores o bolígrafos de distintos colores.

- Un vaso.

- Un poco de alcohol.

- Cinta adhesiva o celo.

- Agua.

- Papel de una libreta (cuadriculado).

- Tijeras.

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Los pasos que debemos seguir para realizar este experimento son los siguientes:

1. Coger un trozo de papel poroso y recortar una tira que tanga unos 4 cm de

ancho y una altura de un poco mayor a la del vaso que vayamos a utilitzar.

2. Enrollar el trozo de papel recortado en un extremo de un bolígrafo, bien sea

con cinta adhesiva o con celo, de tal manera que el otro extremo llegue al

fondo del vaso.

3. Coger un rotulador negro y pintar una mancha en el extremo libre de la tira, a

unos 2 cm del borde. (Procurar que sea intensa, pero que no ocupe mucho

espacio).

4. En el fondo del vaso utilizado, vertir alcohol hasta una altura de 1cm,

aproximadamente.

5. Situar la tira dentro del vaso de tal manera que el extremo quede sumergido

en el alcohol, pero la mancha fuera de él. Para evitar que el alcohol se evapore

podemos tapar el vaso.

6. A medida que el alcohol va ascendiendo a lo largo de la tira, podemos observar

como arrastra consigo los diversos pigmentos que contiene la mancha de tinta.

Como no todos son arrastrados con la misma velocidad, al cabo de un rato se

ven franjas de colores y podréis observar los distintos pigmentos de los que

está formado la tinta.

7. Repetir el proceso con agua y con una tira de papel de cuaderno, para

comprobar lo que ocurre a diferencia del anterior proceso.

8. Si lo deseas, puedes repetir la experiencia utilizando diferentes colores de

tintas; así descubrirás los pigmentos que los componen.

La mancha de tinta se separa en sus diferentes componentes porque el color que

observamos es el resultado de una mezcla de diferentes pigmentos, los cuales fueron

separados mediante la técnica de cromatografía. Debido a que el agua no es un

disolvente de la tinta, no separa los diferentes pigmentos como lo hace el alcohol. De

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la misma manera, la hoja de cuaderno, por no ser un material poroso, no favorece que

el alcohol arrastre los diferentes pigmentos de la tinta.

c) Pigmentos de una hoja de espinaca.

Lo que queremos conseguir es extraer los pigmentos fotosintéticos de la hoja de

espinaca y separarlos mediante una técnica sencilla de cromatografía en papel.

Para ello, los materiales que necesitaremos son los siguientes:

- Un mortero.

- Un embudo.

- Un matraz.

- Papel de filtro.

- Alcohol.

- Hojas de espinacas.

Los pasos que debemos de seguir para realizar este experimento son los siguientes:

1. Lavar las hojas de espinacas retirando los nervios (las raíces que pueden llevar

las hojas) y ponerlas en un mortero junto con el alcohol y una pequeña

cantidad de carbonato cálcico (que evita la degradación de los pigmentos

fotosintéticos).

2. Triturar la mezcla hasta que las hojas se decoloren y el disolvente adquiera un

color verde intenso.

3. A continuación, filtrar el líquido con un embudo y papel de filtro.

4. Colocar otro papel de filtro en el recipiente donde hemos colocado el líquido

mezclado y dejaremos así el montaje esperando unas horas. Los pigmentos se

irán separando según su adsorción.

5. Una vez hayan pasado las horas correspondientes (más o menos unas 14h.)

podremos observar el papel donde hemos hecho la cromatografía. Lo que

podremos apreciar si el experimento se ha hecho correctamente es que hay

cuatro bandas o zonas que corresponden a los distintos pigmentos

fotosintéticos presentes en la hoja de espinaca.

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Según su grado de solubilidad con el alcohol se reconocen estas bandas y en este

orden:

- Carotina.

- Xantofila.

- Clorofila A.

- Clorofila B.

d) Sal común, arena y yodo, basándonos en las siguientes propiedades:

Separación arena y sal: Con este experimento lo que queremos realizar es una

mezcla de sal y arena para luego separar los componentes de dicha mezcla

mediante una separación selectiva que consiste en separar dos sólidos disueltos.

En el cual uno se disuelve en un líquido y el otro no. Para ello necesitaremos los

siguientes materiales:

- Sal.

- Arena.

- Agua.

- Un vaso de precipitado.

- Una varilla.

- Papel de filtro.

- Un embudo.

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El procedimiento que llevaremos a cabo será el siguiente:

1. Realizar una mezcla de arena y sal en un recipiente, para así, llevar a cabo

el experimento de la separación.

2. Añadir agua al recipiente en el que habíamos echado la sal y la arena, y lo

removeremos con fuerza para que se mezcle todo bien.

3. Colocar el embudo y el papel de filtro sobre el vaso de precipitados y verter

el líquido que contiene la sal y la arena sobre el papel de filtro poco a poco.

4. Dejar evaporar el agua del filtro y el agua con la sal disuelta. (También

podemos calentarla para lograr que la evaporación sea más rápida)

Como podremos comprobar una vez realizado el experimento, la sal es soluble en

agua mientras que la arena no lo es. Por ello, al filtrar la arena se queda en el papel de

filtro, mientras que la sal atraviesa el filtro junto con el agua. Posteriormente el agua

se evapora dejando la sal, y este sería el procedimiento que sucede en las salinas.

Separación yodo y sal común (sublimación): El experimento que vamos a explicar a

continuación consiste en la separación de yodo y sal común, que habremos mezclado

previamente. El método por el cual se realizará es la sublimación. Una de estas

sustancias, el yodo, es capaz de sublimar, es decir, pasará a vapor y luego, al enfriarse,

volverá a sólido, sin pasar por líquido en ninguno de los dos casos.

Los materiales que emplearemos para llevar a cabo dicho experimento serán los

siguientes:

- Soporte, aro, nuez y rejilla.

- Cápsula de porcelana.

- Un embudo.

- Un mechero.

- Yodo.

- Sal común.

- Una balanza.

El experimento se irá desarrollando de la siguiente manera:

1. Colocar en un mortero 2 g de yodo, y a continuación añadir otros 2 g de sal común.

2. Pulverizar la mezcla y echarla en una cápsula de porcelana.

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3. Calentar la mezcla cubierta por el embudo en un aparato como el que aparece en

el dibujo.

4. Al cabo de unos minutos, cuando ya esté lo suficiente caliente levantar el embudo

y, con cuidado de no quemarnos, observaremos qué hay en las paredes del

embudo: Al hacer la reacción la disolución se vuelve amarilla, en el fondo del

matraz se pueden apreciar pequeños grumos amarillos también. Se puede

comprobar que el peso de la disolución después de haber hecho la reacción es

igual al peso de los reactivos antes de hacer la reacción química. Se ha formado

una mezcla homogénea.

Al calentar la mezcla se ha evaporado, este vapor tenía un color violeta, y

ha llenado el embudo de este gas. Cuando el yodo toca las paredes del embudo se

cristaliza y pasa a estado sólido en forma de pequeños filamentos.

Las sustancias (yodo y sal) simplemente se mezclan, pero no reaccionan,

por lo tanto la sal sigue siendo sal y el yodo sigue siendo yodo, de no ser así sería

imposible separar de nuevo las sustancias, ya que cuando tiene lugar una reacción

química no se podría recuperar las sustancias iniciales.

Por lo tanto podemos decir que este es un procedimiento físico, ya que se

han mezclado dos sustancias y hemos podido recuperarlas mediante un proceso

físico, la sublimación.

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WEBGRAFIA

http://www.icarito.cl/enciclopedia/articulo/segundo-ciclo-basico/ciencias-naturales/la-

materia-y-sus-transformaciones/2012/12/62-9672-9-quinto-basico-mezclas-y-

sustancias-puras.shtml

http://www.rae.es/

La separación de yodo:

http://fisicayquimicaenflash.es/temaspdf/eso/fq/fq3/separacion_mezclas3.pdf

La separación de arena y sal:

http://cienciaslacoma.blogspot.com.es/2010/09/separar-arena-y-sal.html

Experimento con alcohol de vino:

http://es.scribd.com/doc/56606435/Experimento-Del-Vino#scribd

Separación pigmentos espinacas:

http://www.lourdes-luengo.es/practicas/cromatografia.html

Experimento con tinta de bolígrafo:

https://sites.google.com/site/cromatografiasean/home/experimentos-caseros-muy-

faciles-con-materiales-reciclados