separacion de mezclas

COLEGIO SAN PEDRO CLAVER BUCARAMANGA –

2009

AREA: CIENCIAS NATURALES Y EDUCACION AMBIENTALASIGNATURA: QUIMICA GRADO: 8º PROFESORA: OTILIO JIMENEZ AMADOR GUÍA IALUMNO(A): FECHA:

INDICADORES DE LOGRO

Explica las técnicas físicas de separación de mezclas de acuerdo a los conocimientos científicosvalidados.Sustenta hipótesis relacionadas con los métodos físicos de separación de mezclas a partir de prácticas experimentalesSoluciona situaciones problemáticas relacionadas con la separación física de mezclas.Reconoce la importancia de la composición del aire para los seres vivos y su ambiente

Actividad

1. El estudiante, en forma personal, realiza las siguientes actividades:

a. Respondo preguntas y planteo hipótesis a partir de la práctica de laboratorio “Separando lo que Mezclo ”

Laboratorio # 1

Materiales:

ü 4 sustancias líquidas ü 2 sustancias sólidas en polvo

Metodología

A continuación se dan varias sustancias, las mezclo según como lo indique el profesor y luego trato de separar sus componentes, anoto lo que observo en la hoja de trabajo y luego respondo los cuestionamientos planteados:

a. ¿Pudiste separar cada uno de los componentes de las mezclas dadas? ¿Por qué?_ _ _

b. ¿A que se debió la no separación de estos componentes?_ _ _

c. ¿Qué propiedad o propiedades debo tener en cuenta en estas mezclas para su separación?_ _ _

d. Todas estas mezclas se podrían separar por el mismo método? ¿Por qué?_ _ _

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2. Participo activamente en una puesta en común orientada por el profesor donde se evidencie las inquietudes e interrogantes acerca de la actividad anterior.

3. De manera personal:

Consulto sobre las diferentes técnicas físicas de separación de mezclas. Elaboro una síntesis. Anexo 1Desarrollo un taller sobre situaciones problemáticas de los diferentes métodos físicos de separación de mezclas. Anexo 2Participo en la puesta en común dirigida por el profesor.

4. De forma grupal:

Elaboro un resumen bibliográfico sobre las diferentes fuentes de contaminación del aire para sustentar.Desarrollo la práctica experimental sobre separación de mezclas usando métodos físicos.Anexo 3Participo en la clase comunitaria dirigida por el profesor.

5. Reflexiono de forma personal acerca de los siguientes cuestionamientos

a. ¿Cuál es la importancia de separar mezclas?_ _ _

b. ¿En qué momento de mi vida diaria utilizo métodos de separación de mezclas? ¿Por qué?_ _ _

c. ¿Como se que técnica aplicar cuando voy a separar una mezcla?_ _ _

d. ¿Qué industrias utilizan métodos físicos de separación de mezclas?_ _ _

e. ¿Qué importancia tienen los cambios físicos y químicos de la materia en la industria?_ _ _

F. ¿Qué importancia tiene la conservación del aire puro para los seres vivos?_ _ _

g. Participo activamente en una puesta en común dirigida por el profesor.

6. Registro las diferentes fuentes de contaminación del aire en Bucaramanga, para comparar con la consulta bibliográfica previa y elabora Junto con mis padres conclusiones al respecto que permitan una mayor conciencia sobre los efectos perjudiciales sobre la salud en los seres vivos. (Exposición)

7. Respondo de una manera honesta las siguientes preguntas:& Qué aprendí con relación a:

o Conceptos, contenidoso Procedimientoso Actitudes y valores

& ¿Cómo me di cuenta que aprendí?& ¿Cuándo me di cuenta que aprendí?

& ¿Qué obstáculos tuve y cómo los identifique?

& ¿Cuáles fueron mis logros y cómo los identifiqué?

& ¿Cómo me sentí?

COLEGIO SAN PEDRO CLAVER BUCARAMANGA – 2009

AREA: CIENCIAS NATURALES Y EDUCACION AMBIENTALASIGNATURA: QUIMICA GRADO: 8º PROFESORA: OTILIO JIMENEZ AMADOR CRONOGRAMA PERIODO IALUMNO(A): FECHA:

SEMANA 1: del 2 al 6 de Febrero

ü Entrega de guía: Presentación de la Asignatura


ü Entrega de guía 1 y anexo 1, contextualización y consulta


ü Puesta en común y clase comunitaria.ü Desarrollo del anexo 2. Situaciones problemáticas


ü Laboratorio

SEMANA 5: del 2 al 6 de Marzo

ü Clase comunitariaü Entrega de informe de laboratorioü Socialización del anexo 3.


ü Evaluación escritaü Socialización del anexo 3.


ü Exposiciones


ü Reflexión y evaluación del trabajo realizado durante el periodoü Entrega de notas


AREA: CIENCIAS NATURALES Y EDUCACION AMBIENTALASIGNATURA: QUIMICA GRADO: 8º PROFESORA: OTILIO JIMENEZ AMADOR ANEXO 1.GUIA lALUMNO(A): FECHA:

INTRODUCCIÓN

El trabajo que a continuación se presentará contiene información relacionada con la "separación de mezclas", lo cual tiene una gran importancia porque se conoce sobre propiedades, sobre los instrumentos y métodos adecuados para elaborar dichas mezclas o bien separarlos.La correcta separación de mezclas nos ayuda a poner en práctica todos los métodos que sepresentarán, para separar mezclas; es importante saber sobre su estado físico, y características lo cual a continuación se presentará…

Evaporación.

Consiste en calentar la mezcla hasta el punto de ebullición de uno de los componentes, y dejarlo hervir hasta que se evapore totalmente. Este método se emplea si no tenemos interés en utilizar el componente evaporado. Los otros componentes quedan en el envase.

En este método la mezcla es sometida a calentamiento para extraer el líquido que contiene, y sólo queda el sólido en el recipiente del experimento. A modo de ejemplo, se puede preparar una solución de agua con sal y calentar la mezcla, con lo cual se evaporará el agua y quedará solamente la sal.

En las Salinas. Allí se llenan enormes embalses con agua de mar, y los dejan por meses, hasta que se evapora el agua, quedando así un

material sólido que contiene numerosas sales tales como cloruro de sólido, de potasio, etc…

Destilación.

La destilación es el procedimiento más utilizado para la separación y purificación de líquidos, y es el que se utiliza siempre que se pretende separar un líquido de sus impurezas no volátiles.

Se usa para separar de líquidos con puntos de ebullición inferiores a 150ºC de impurezas no volátiles, o bien para separar mezclas de dos componentes que hiervan con una diferencia de puntos de ebullición de al menos 60-80°C. Mezclas de sustancias cuyos puntos de ebullición difieren de 30-60°C se pueden separar por destilaciones sencillas repetidas, recogiendo durante la primera destilación fracciones enriquecidas en uno de los componentes, las cuales se vuelven a destilar. Para que la ebullición sea homogénea y no se produzcan proyecciones se introduce en el matraz un trozo de plato poroso (o agitación magnética).

El líquido que se quiere destilar se pone en el matraz (que no debe llenarse mucho más de la mitad de su capacidad) y se calienta con la placa calefactora. Cuando se alcanza la temperatura de ebullición del líquido comienza la producción apreciable de vapor, condensándose parte del mismo en el termómetro y en las paredes del matraz.

La mayor parte del vapor pasa al refrigerante donde se condensa debido a la corriente de agua fría que asciende por la camisa de este. El destilado (vapor condensado) escurre al matraz colector a través de la alargadera.

La existencia de una capa de sólido en el fondo del matraz de destilación puede ser causa de violentos saltos durante la destilación, especialmente si se utiliza una calefacción local fuerte en el fondo del matraz. La calefacción de un matraz que lleva cierta cantidad de sólido depositado en el fondo se debe realizar siempre mediante un baño líquido

La destilación es una técnica de separación basada en los diferentes puntos de ebullición de los componentes de una mezcla homogénea. Consiste en hacer hervir la disolución y condensar los vapores producidos. La primera parte del montaje es la misma que utilizaste para la ebullición del agua. Sólo habrá que añadirle el refrigerante y un recipiente para recoger el filtrado.

El refrigerante es, en esencia, un tubo rodeado por una camisa por la cual va a circular el agua. El agua circula con el objetivo de enfriar el gas que se desprende por la tubuladura lateral del matraz de destilación; el gas, al enfriarse, condensa, pasando al estado líquido.El tubo interior puede tener diversas formas: liso (refrigerante Liebig), en espiral (serpentín), conestrangulamientos (refrigerante de bolas)

Destilación fraccionada

Es una técnica que permite la realización de una serie de destilaciones sencillas en una sola operación continua. Se usa para separar componentes líquidos que difieren menos de 25ºC en el punto de ebullición. Es un montaje similar a la destilación simple en el que se ha intercalado entre el matraz y la cabeza de destilación una columna que puede rellenarse con cualquier tipo de sustancia inerte que posea gran superficie, por ejemplo anillos o hélices de vidrio, alambre, trocitos de arcilla, fragmentos de porcelana, etc

Al calentar la mezcla el vapor se va enriqueciendo en el componente más volátil, conforme asciende en la columna, y los líquidos al caer se enriquecen en el componente menos volátil, consiguiendo así su separación.



Destilación a vacío

Es una forma de destilación (sencilla o fraccionada) que se efectúa a presión reducida. El montaje es muy parecido a los otros procesos de destilación, con la salvedad de que el conjunto se conecta a una bomba de vacío o trompa de agua, lo cual permite destilar líquidos a temperaturas inferiores a su punto de ebullición normal. Muchas sustancias no pueden purificarse por destilación a presión atmosférica porque se descomponen antes de alcanzar sus puntos de ebullición normales. Otras sustancias tienen puntos de ebullición tan altos que su destilación es difícil o no resulta conveniente. En estos casos se emplea la destilación a presión reducida. Un líquido comienza a hervir a la temperatura en que su tensión de vapor se hace igual a la presión exterior, por tanto, disminuyendo esta se logrará que el líquido destile a una temperatura inferior a su punto de ebullición normal.

Cromatografía

Técnica que permite separar los componentes de una mezcla haciéndola pasar a través de un medio adsorbente (adhesión a una superficie). Una de las más sencillas es la cromatografía en papel que emplea como medio adsorbente papel filtro y como solvente un líquido. Los distintos componentes se separan debido a que cada uno de ellos manifiesta diferentes afinidades por el papel filtro o por el disolvente.

Cromatografía de Gases.

La cromatografía es una técnica cuya base se encuentra en diferentes grados de absorción, que a nivel superficial, se pueden dar entre diferentes especies químicas. En la cromatografía de gases, la mezcla, disuelta o no, es transportada por la primera especie química sobre la segunda, que se encuentran inmóvil formando un lecho o camino. Ambos materiales utilizarán las fuerzas de atracción disponibles, el fluido (transportados), para trasladarlos hasta el final del camino y el compuesto inmóvil para que se queden adheridos a su superficie.

Cromatografía en Papel.

Se utiliza mucho en bioquímica, es un proceso donde el absorbente lo constituye un papel de Filtro. Una vez corrido el disolvente se retira el papel y se deja secar, se trata con un reactivo químico con el fin de poder revelar las manchas.En la cromatografía de gases, la mezcla, disuelta o no, es transportadapor la primera especie química sobre la segunda, que se encuentran inmóvil formando un lecho o camino.

Ambos materiales utilizarán las fuerzas de atracción disponibles, el fluido (transportados), para trasladarlos hasta el final del camino y el compuesto inmóvil para que se queden adheridos a su superficie.

Cristalización

La cristalización es una técnica mediante la cual se obtienen sólidos cristalinos. Se puede emplear para purificar sustancias, para separar mezclas, o bien para obtener cristales grandes y bien formados que se emplearan en estudios cristalográficos.

Aunque existen distintos métodos de llevar a cabo la cristalización, los más empleados son aquellos en los que se parte de una disolución saturada de la sustancia que se desea obtener como sólido cristalino. La cristalización tendrá lugar siempre que se produzca una disminución en la solubilidad de la sustancia en cuestión; dicha variación se puede originar de diversas formas:

1) Por enfriamiento lento de la disolución saturada caliente.

2) Por evaporación libre del disolvente a temperatura constante, en general a temperatura ambiente.

3) Por adición a la disolución de un reactivo adecuado, por ejemplo, un reactivo que tenga un ión igual que la sustancia que se desea cristalizar (efecto de ión común).

En general, se recurre al enfriamiento de la disolución saturada, proceso que suele ir acompañado de la evaporación libre del disolvente.

Durante la cristalización se pueden distinguir dos fases:

1) Formación de núcleos cristalinos o focos de cristalización: se puede conseguir espontáneamente, o bien colgando hilos de estopa en la disolución de partida.

2) Crecimiento progresivo de los cristales a partir de los focos de cristalización.

En algunos casos se siembra la disolución con el fin de obtener cristales grandes y bien formados: consiste en añadir a dicha disolución un cristal lo más perfecto posible de la sustancia que se quiere cristalizar.

En general, cuanto más lenta sea la cristalización y mayor el volumen de disolución, mejores serán los cristales obtenidos.

Extracción.

Este método considera la capacidad de las sustancias de disolverse o no en distintos líquidos. Por ejemplo, cuando preparas una taza de té, a la bolsita se le extraen las sustancias aromáticas que dan el sabor, el color y el olor característico del té, y sólo queda en ella el resto de la mezcla. Las sustancias aromáticas son solubles en agua; el resto de la mezcla que queda dentro de la bolsita no lo es.

Esta técnica de separación se basa en las diferentes afinidades de los componentes de las mezclas en dos solventes distintos y no solubles entre sí. Es una técnica muy útil para aislar cada sustancia de sus fuentes naturales o de una mezcla de reacción. La técnica de extracción simple es la más común y utiliza un embudo especial llamado embudo de decantación.

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AREA: CIENCIAS NATURALES Y EDUCACION AMBIENTALASIGNATURA: QUIMICA GRADO: 8º PROFESORA: OTILIO JIMENEZ AMADOR GUÍA I – ANEXO 2ALUMNO(A): FECHA:

La destilación es el p r o c ed i m i e n t o más utilizado para la separación y purificación de líquidos, y es el que se utiliza siempre que se pretende separar un líquido de sus impurezas no volátiles.

1. Describa detalladamente el proceso de separación del eter dietilico del agua si el punto de ebullición del agua es de 100°C y del éter dietilico 36.4°C. ¿Cual de los componentes de la mezcla se obtiene primero y por que?_ _ _ _ _

2. Si mezclo 10 g de un compuesto A con 150 ml de un compuesto B y luego deseo separarlos, que propiedad o propiedades debo tener en cuenta para utilizar la técnica de separación apropiada. Explico. ¿Qué técnica utilizo?_ _ _ _ _ _

3. Si cierta cantidad en gramos de un compuesto X presenta impurezas y se desea purificar ¿cuál seria el método más apropiado para liberar esas impurezas?. Explique detalladamente en que consiste el método._ _ _ _ _

4. Explico una técnica por la cual puedo separar la clorofila, xantofila y caroteno de una planta en el laboratorio. Explico que propiedades debo tener en cuenta para aplicar esta técnica y describo el proceso que debo llevar a cabo en la separación._ _ _ _

5. Relaciono cada uno de los siguientes procesos industriales con el método de separación aplicado.

PROCESOMETODOS DE

SEPARACIÓN

1. Producción de sal a. Destilación simple2. Producción de azúcar b. Cromatografía3. Obtención de gasolinas c. Cristalización

4. Tratamiento de aguas d. Evaporación5. Purificación del alcohol e. Destilación fraccionada6. Purificación de una muestra sólida f. Cristalización

6. El siguiente esquema representa la obtención de la gasolina, explico en que consiste esta técnica.

7. Propongo una mezcla con más de tres componentes, donde aplico este método de separación explicando el orden de separación de sus componentes._ _ _

8. El siguiente esquema representa uno de los procesos por el cual es extraído la esencia de las plantas. Explico en que consiste el proceso.




AREA: CIENCIAS NATURALES Y EDUCACION AMBIENTALASIGNATURA: QUIMICA GRADO: 8º PROFESORA: OTILIO JIMENEZ AMADOR GUÍA I – ANEXO 3ALUMNO(A): FECHA:

SI NOSustenta hipótesis relacionadas con los métodos físicos de separación de mezclas a partir de prácticas experimentales

Criterio. Relación entre la práctica y la teoría

EXTRACIÓN POR ARRASTRE DE VAPOR.

Los aceites esenciales están constituidos químicamente por terpenoides (monoterpenos, sesquiterpenos, diterpenos, etc.) y fenil propanoides, compuestos que son volátiles y por lo tanto arrastrables por vapor de agua. Las esencias hallan aplicación en numerosísimas industrias, algunos ejemplos son los siguientes:· Industria cosmética y farmacéutica: como perfumes, conservantes, saborizantes, principios activos, etc.

· Industria alimenticia y derivada: como saborizantes para todo tipo de bebidas, helados, galletitas, golosinas, productos lácteos, etc.

· Industria de productos de limpieza: como fragancias para jabones, detergentes, desinfectantes, productos de uso hospitalario, etc.

· Industria de plaguicidas: como agentes pulverizantes, atrayentes y repelentes de insectos, etc.

Procedimiento

Pico 50g de eucalipto (ojas y ramas) y luego las deposito en un balón con salida lateral. Luego adapto un condensador y al balón le lleno con agua hasta la tercera parte. Caliento el balón con el agua y la muestra utilizando el mechero, y observo el vapor formado que pasa a través de la muestra a ser destilada por arrastre con vapor. El producto recogido fue de un aspecto de agua y presento un aroma muy agradable (posiblemente comparada con un bosque lo que ocasiona una frescura muy particular).

Respondo los siguientes cuestionamientos.

a. ¿Qué propiedad de la materia permitieron la separación del aceite esencial?. b. Investigo otro método por el cual se pueda extraer aceites esenciales?

CRISTALIZACIÓN

Disuelva en un tubo de ensayo con agua hasta la mitad, la mayor cantidad posible de sulfato de sodio, agitando fuertemente después de cada adición.Cuando no se disuelva más, caliente hasta entibiar no más el agua y siga disolviendo más sulfato hasta saturar en caliente.Deje enfriar el tubo sobre la gradilla, sin moverlo, y al día siguiente observe los cristales.


a. Qué propiedad o propiedades de la materia aplica esta técnica? Explico. b. Cuál es el principal objetivo al aplicar esta técnica? Por qué?c. Que aspectos debo tener en cuenta en la muestra para aplicar esta técnica. Explico

DESTILACIÓN

Siguiendo las instrucciones del profesor monte el aparato para destilación sencilla o simple. En un vaso de precipitado coloque 200 ml de la muestra a purificar y viértala en un balón.

Habiendo observado todas las precauciones, enciendo el mechero e inicio el proceso de destilación.


a. Qué propiedad o propiedades de la materia aplica esta técnica? Explico. b. Cuando determino que se cumplió totalmente la separación?c. Planteo un método diferente para separar los componentes de esta mezcla. Explico el proceso

CROMATOGRAFÍA

SEPARACIÓN DE PIGMENTOS DE LAS PLANTAS

MATERIALES Y REACTIVOS

Frasco de boca ancha Tapón de corcho BisturíPipeta graduadaRegla graduadaLápiz Arena Mechero Tijeras Agua

AcetonaÉter de petróleoHojas verdes (espinacas) Fibra de vidrio o algodón Papel de filtroMorteroEmbudo de vidrio Agitador de vidrio Tubo capilar de vidrio.

Procedimiento

a) Al frasco de boca ancha se le adapta un tapón de corcho, el cuál se le hace una ranura en su cara inferior.

b) Disolvente: mezcle cinco partes de acetona y 95 partes de éter de petróleo. Vierta, con una pipeta, este disolvente en el recipiente de vidrio hasta una altura de 2 cm; tape el recipiente para que el aire de su interior se sature con los vapores del disolvente.

c) Muestra: Triture en un mortero con un poquito de arena u unos 20 ml de de acetona una dos hojas de espinacas. Vierta la suspensión verde a través de un embudo con fibra de vidrio o algodón para separar los restos sólidos.

d) Aplicaciones : Corte una tira rectangular de papel filtro, que encaje en el frasco de vidrio y en la ranura del corcho sin que toque las paredes, pero antes trace con lápiz una línea paralela a más o menos 2 cm de uno de los extremos, y use un tubo capilar para agregar gotitas del extracto, sobre la línea. Deje secar las manchas, asegure el papel filtro a la parte inferior del corcho y ajuste la altura de modo que las aplicaciones queden a un centímetro arriba del disolvente.

Nota: no debe manipular mucho el papel filtro, porque la grasa de las manos puede introducir

confusión. Cierre herméticamente el frasco y deje en reposo de media a una hora.

Observe que a medida que sube el disolvente, varias manchas de color ascienden a diferentes velocidades, saque el cromatograma, delinee las manchas con lápiz y anote sus observaciones.

Respondo las siguientes preguntas.

1. ¿En qué principio se basa la cromatografía en capa fina?2. ¿Qué significado tienen las expresiones:

a. Frente del eluyente o del disolventeb. Factor de retención

EVAPORACIÓN

Disuelvo 20g de cloruro de sodio (NaCl) en 30ml de agua y pongo a calentar hasta que se evapore el agua. Observo y anoto.

a. Qué propiedad o propiedades de la materia aplica esta técnica? Explico. b. Cuando determino que se cumplió totalmente la separación?.c. Planteo un método diferente para separar los componentes de esta mezcla. Explico el proceso

separacion de mezclas

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