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UD1. Propiedades de la materia

1. Estados de la materia1.1. Propiedades1.2. Estados físicos1.3. Cambios de estado1.4. Gráficas de cambio de estado1.5. Ebullición y evaporación1.6. Escalas de temperaturas

2. Medida de masas y volúmenes2.1. Unidades de masa2.2. Unidades de volumen y capacidad2.3. Determinación de densidades2.4. Identificación de sustancias

3. Sustancias puras y mezclas3.1. Mezclas homogéneas y heterogéneas3.2. Separación de mezclas: Filtración y Decantación3.3. Otras técnicas de separación

4. Disoluciones4.1. Tipos de disoluciones4.2. Composición de disoluciones4.3. Solubilidad y temperatura (sólidos)4.4. Solubilidad y temperatura (gases)4.5. Disoluciones comunes


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1. Estados de la materia

Si miramos a nuestro alrededor, podemos distinguir las distintas clases de materia que forman loscuerpos que nos rodean.

Podemos definir la materia como todo lo que tiene masa y ocupa un espacio.

Así distinguimos la leche del azúcar que utilizamos para endulzarla. Parece sencillo; ya que laleche es líquida y el azúcar sólido, aunque las dos sustancias son blancas. También distinguimosclaramente el vidrio del aluminio de la ventana aunque los dos sean sólidos.

Sin embargo, hay muchas situaciones en que distinguir dos sustancias no resulta tan sencillo.Piensa si sabrías distinguir oxígeno de nitrógeno (dos sustancias gaseosas), alcohol de agua (doslíquidos) o cobre de níquel (dos sólidos).

AguaFuente propia

AlcoholFuente propia


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1.1. Propiedades

Propiedades generales y específicas (o características)

El agua y el alcohol son dos líquidos incoloros, transparentes. A simple vista no se puedendistinguir pero tienen algunas propiedades distintas que sirven para identificarlos ¿Quépropiedades utilizarías para distinguir el agua del alcohol?

Contesta

Todas esas sustancias, oxígeno, nitrógeno, agua, alcohol, cobre, níquel, son y cada unamateriade ellas es distinta de las demás. Si todas son materia, han de tener algo en común, algunapropiedad que nos permite afirmar que todas ellas son materia. Entendemos por materia todo loque tiene masa y ocupa un volumen. A cada tipo de materia se le llama (plata, agua,sustanciaaire).

Estas propiedades, masa y volumen, no permiten diferenciar las sustancias y se llamanpropiedades generales. Las son aquellas que poseen todos los tipos depropiedades generalesmateria y, por eso, nos permiten saber qué cosas son materia y que cosas no lo son. Aunque sonvarias las propiedades generales de la materia nos vamos a centrar en esas dos, masa y elvolumen.

Las propiedades generales, como masa y volumen, son las que no permiten reconocer lamateria pero no sirven para diferenciar unas sustancias de otras.

Por otro lado, como podemos distinguir una sustancia de otra, también debe haber algo que nospermite diferenciarlas. A simple vista podemos distinguir entre muchos tipos de sustancias: lamadera, el plástico, el oro o la plata, y muchas más. Las (opropiedades específicascaracterísticas) son aquellas que nos permiten distinguir un tipo de materia de otro.

Las propiedades específicas (o caraterísticas) como densidad, temperatura de ebullición ytemperatura de fusión, son las que permiten diferenciar unas sustancias de otras.

Al contrario que las propiedades generales, existen muchas propiedades específicas: color, sabor,dureza, densidad, brillo, transparencia, conductividad térmica y eléctrica, temperatura de fusión,temperatura de ebullición, solubilidad, etc.


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1.3. Cambios de estado

1.2. Estados físicos

Estados físicos de la materia

estadoenencuentraseestañoEl

estadoenencuentraseamoniacoEl

estadoenencuentrasemercurioEl

sólido

gaseosoplasmalíquido

Completa

Hemos visto que no toda la materia es igual, que está compuesta por diferentes sustancias consus propiedades específicas. Pero toda la materia que podemos observar se presenta en tresformas distintas o de la materia: sólido, líquido o gaseoso. estados físicos

Toda la materia y todos los objetos materiales se pueden observar en tres estadosfísicos: sólido, líquido y gaseoso. En el Sol y las estrellas, lejos de nuestra Tierra, existeotro estado llamado "plasma".

Las sustancias sólidas se caracterizan porquetienen un volumen y una forma determinada. Hacerque modifiquen su forma suele ser difícil: son

, aunque algunos sólidos sonindeformablesrelativamente elásticos. Los líquidos tienen unvolumen constante, su forma no es fija, se adaptanal recipiente en el que están ubicados.

Los gases no tienen una forma ni un volumen fijo,adoptan la forma del recipiente que los contiene yocupan todo su volumen. A diferencia de sólidos ylíquidos los gases se pueden comprimir, variar suvolumen, es decir que tienen la propiedad de la

.compresibilidad

ESTADOS SÓLIDO LÍQUIDO GASEOSO

FORMA Fija Variable Variable

VOLUMEN Fija Fija Variable

Indeformable Si No No

Compresibilidad No No Si

En la debes completar las frases arrastrando los rectángulos de cada estado siguiente actividadfísico correspondiente a cada sustancia a temperatura ambiente. Observa que sólo hay que utilizartres estados por lo que resulta fácil.

Gas, sólido, líquidoBanco de imágenes del ISFTIC


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Selecciona dos respuestas correctas de las cuatro siguientes en relación a los cambios deestado.

Elige las correctas

Sin embargo, el estado físico de una sustancia no es fijo, sino que depende de la a latemperaturaque se encuentre. Así, normalmente el agua la vemos en estado líquido, pero si la metemos en elcongelador, al bajar la temperatura por debajo de los 0 ºC, se congela y se convierte en hielo, quees agua en estado sólido. Si por el contrario la calentamos al fuego, hierve y se convierte en vaporde agua, se transforma al estado gaseoso.

El cambio de un estado a otro depende de su temperatura. Si calentamos un sólido, más ymás, pasará al estado líquido y gaseoso. Si enfriamos cualquier gas, más y más, pasará alestado líquido y sólido.

La temperatura a la que se encuentra una sustancia es una , pero la propiedad generaltemperatura a la que cambia de estado es una . El punto de fusión y elpropiedad específicapunto de ebullición, propiedades específicas de las sustancias, son justamente las temperaturas alas que cambian de estado las diferentes sustancias. Y se llaman puntos de cambio de estadode una sustancia.

En cada sustancia esos cambios de estado se dan a unas temperaturas fijas, siempre lasmismas, llamadas temperatura de fusión (o punto de fusión) y temperatura de ebullición (opunto de ebullición). De modo que cada sustancia, agua, oro, oxígeno, mercurio, tiene suspuntos de fusión y ebullición específicos.

Si sabes los puntos de cambio de estado de una sustancia, puedes llegar a utilizandoidentificarlauna tabla de datos de propiedades específicas. Por ejemplo, si una sustancia funde (punto defusión) a 0ºC y hierve (punto de ebullición) a 100ºC, casi puedes asegurar que se trata de agua.

Cambios de estado(Autor: Josell7, bajo licencia Creative Commons)

Así que todas las sustancias pueden estar en los tres estados. Pero a temperatura ambiente (unos20ºC) diremos que el agua es un líquido, el oxígeno es un gas y el hierro es un sólido.


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Las sustancias gaseosas tienenuna temperatura de fusión baja

El paso de líquido a gas se llamalicuación

La temperatura de fusión de unasustancia es mayor que la deebullición

La temperatura no varía mientrasse produce el cambio de estado


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1.4. Gráficas de cambio de estado

Observa la gráfica, que corresponde al calentamiento de una sustancia sólida. Indica cuálesson sus puntos de fusión y de ebullición, así como el estado físico a los 3 minutos, a los 12minutos y a los 33 minutos. ¿Tienes idea de qué sustancia se trata?

Contesta

Ahora tenemos la gráfica del calentamiento de una sustancia desde -20 ºC hasta 160 ºC, en 35minutos. La sustancia al recibir calor pasa por los estados sólido (estado inicial) a -20 ºC, líquido ygaseoso.

Todos sabemos que , pero cuando llega alal calentar una sustancia su temperatura aumentapunto de fusión su temperatura no aumenta mientras está cambiando de estado (de sólido alíquido). Sólo cuando se ha producido el cambio de estado y toda la sustancia está en estadolíquido, sigue aumentando su temperatura al recibir calor.

El calor necesario para que se produzca el cambio de estado de una sustancia se llama"Calor latente" y mientras se está produciendo el cambio de estado, su temperatura nocambia.


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1.5. Ebullición y evaporación

La evaporación es un proceso por el cual una sustancia en estado líquido pasa al estado . A Seleccione un valor gaseoso temperatura ebullición

diferencia de la ebullición, este proceso se produce a cualquier , siendo más rápido cuanto Seleccione un valor temperatura gaseoso ebullición

más elevada aquélla. No es necesario que toda la masa alcance el punto de . Seleccione un valor ebullición temperatura gaseoso

Completa el texto

Al proceso de cambio de estado de líquido a gas lo llamamos . Pero podemosVaporizaciónobservar diferentes comportamientos en ese cambio.

Vapor de agua (Banco de imágenes del ISFTIC)

Para que el agua líquida hierva, pase a vapor de agua, tenemos que calentarla hasta sutemperatura de ebullición que es 100 ºC. Pero si dejamos un vaso de agua descubierto, podemosobservar como al cabo de los días disminuye su contenido. El agua se ha evaporado sin llegar alos 100 ºC. Al primer cambio lo llamamos y al segundo ; son dos formasEbullición Evaporaciónde vaporización distintas.

Este proceso de evaporación no debe ser confundido con la ebullición:

Ebullición Evaporación

Se produce a una temperaturadeterminada (punto de ebullición). Se produce a cualquier temperatura.

Afecta a todo el líquido. Afecta sólo a la superficie del líquido.

Se efectúa de forma tumultuosa.No cambia la apariencia tranquila dellíquido.

Además al evaporarse, parte del líquido se transforma en vapor y ejerce una presión, que seconoce como . Esta presión depende de la temperatura y del líquido enpresión de vaporcuestión. Cuando la temperatura, el aumento de temperatura, hace que la presión de vapor igualela presión atmosférica, el líquido entra en ebullición alcanzando el punto de ebullición. Estoproduce el interesante fenómeno de la olla a presión.


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1.6. Escalas de temperaturas

932

950

859

386

La temperatura de fusión del aluminio es de 659 ºC (escala Celsius). ¿Cuál será esatemperatura en la escala Kelvin?

Elige la correcta

La magnitud que explica las nociones comunes de caliente o frío se llama temperatura. En generalpodemos decir que un objeto caliente tendrá una temperatura alta, y un objeto frío tendrá unatemperatura baja.

La temperatura se mide con termómetros que pueden ser calibrados según tres escalas detemperatura. La o escala absoluta, la antes llamadaescala Kelvin (K) escala Celsius (ºC)centígrada y la que antes se utilizaba en la mayoría de los paísesescala Fahrenheit (ºF)anglosajones y ahora sólo se emplea en los Estados Unidos para usos no científicos y endeterminadas industrias como la del petróleo.

El grado Kelvin (K) es la unidad de temperatura en el Sistema. En la escala Kelvin se asocia el valor ceroInternacional de Unidades (SI)

(0 K) al "cero absoluto", es decir a la menor temperatura posible. Por esose llama escala absoluta de temperaturas y es la más empleada enámbitos científicos. Sin embargo fuera del ámbito científico el uso de laescala Celsius es el más extendido.

Pasar de la temperatura Celsius a la Kelvin, y viceversa, es muy sencillo.Hay que tener en cuenta la referencia del agua y sus temperaturas defusión y ebullición. Estas dos escalas se llaman centígradas porque enambos casos hay 100 grados de diferencia entre los puntos de ebullición yde fusión de agua:

Temp. Celsius Temp. Kelvin

Temperatura de ebullicióndel agua

100 ºC 373 K

Temperatura de fusión delagua

0 ºC 273 K

Temperatura mínimaposible

- 273 ºC 0 K

Por tanto: T(K) = T(ºC) + 273 ó T(ºC) = T(K) - 273

Entonces 30 grados Celsius serán: 30 ºC = 30 + 273 = 303 KY 200 grados Kelvin serán: 200 K = 200 - 273 = - 73 ºC

Escalas temp.Fuente propia


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2. Medida de masas y volúmenes

La necesidad de medir es paralela a nuestra historia como humanos. Nuestros antepasados hantenido curiosidad por medir su altura, el peso propio y el peso de los alimentos que iban a compraren el mercado o el tiempo que les costaba ir y volver desde su casa.

Y para medir utilizamos losnúmeros. El sistema denumeración que utilizamosahora es el sistema decimalde posición.Tiene la ventaja de usarpocas cifras (0, 1, 2, 3, 4, 5,6, 7, 8, 9), pero consignificados distintos segúnel lugar que ocupen.Así la cifra 7 significa 7unidades en el número 87,pero significa 70 unidadesen el 473.

Ahora vas a aprender a medir masas con , así como volúmenes debalanzaslíquidos con y volúmenes de sólidos por inmersión en un líquido.probetas

En los laboratorios se utilizan habitualmente balanzas digitales (electrónicas),pero con las tradicionales de brazos se ve el mecanismo de pesada: la masaen ambos platillos debe ser la misma para que la balanza esté equilibrada,como verás en las actividades que realizarás a continuación.

Probeta ISFTIC

Balanza de brazos Balanza electrónicaBanco de imágenes del ISFTIC


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2.1. Unidades de masa

44 hg

3,56 kg

4.000 g

3.600.000 mg

Ordena de mayor a menor las siguientes masas (recuerda que para compararlas hay quepasarlas a la misma unidad):

Ordena

Las propiedades de la materia se miden con las unidades de medida. Antiguamente cada paístenía sus propias unidades de medida y eso representaba grandes problemas. Por ello en unintento de unificación, en la Conferencia de Pesas y Medidas de París, en 1960, se aceptó el

.Sistema Internacional de Unidades (S.I.)

Este sistema (S.I.) fija las unidades fundamentales correspondientes a las magnitudes (propiedada medir):

Magnitudes (propiedades) Unidades fundamentales y símbolos

Longitud metro (m)

Masa kilogramo (kg)

Tiempo segundo (s)

Temperatura kelvin (K)

Superficie metro cuadrado (m)2

Volumen metro cúbico (m)3

Cada unidad tiene múltiplos y submúltiplos. Por ejemplo la Masa.Son múltiplos y submúltiplos del kg, y unidades bastante empeladas:

La tonelada (Tm) o megagramo (Mg); 1 Tm = 1.000 kgEl gramo (g); 1 kg = 1.000 gEl miligramo (mg); 1 kg = 1.000.000 m


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2.2. Unidades de volumen y capacidad

900 hL

45.000 m3

50.000.000 L

70 hm3

Ordena de mayor a menor, los volúmenes de los depósitos de agua de cuatro ciudadesespañolas.

Ordena

El volumen se mide en metros cúbicos ( ), también en decímetros cúbicos ( ) y en centímetrosm3 dm3

cúbicos ( ).cm3

Aquí el cambio de unidades será: 1 m = 1.000 dm = 1.000.000 cm3 3 3

También son muy utilizadas las unidades de capacidad para medir volúmenes. Las más importantesson el litro (L) y el mililitro (mL). La equivalencia es de 1 L = 1.000 mL.

En la imagen podemos ver la equivalencia entrela unidad de Volumen (dm ) y la unidad de3

Capacidad (L), es decir:1 dm = 1 litro (L)3

por tanto 1.000 dm que es 1 m será igual a3 3

1.000 litros (L) que es 1 kL, es decir:1 m3 = 1 kL

y también 0,001 dm que es 1 cm será igual a3 3

0,001 litros (L) que es 1 mL, es decir:1 cm3 = 1 mL

Los volúmenes de los objetos se pueden medir por inmersión en agua ocon cálculos matemáticos si son cuerpos geométricos definidos.Por ejemplo, un prisma recto de base rectangular, como el de la figura,mide 2 m de alto, 15 dm de ancho y 333 cm de fondo. Su volumen en cm3

será:V= A x B x C = 200 cm x 150 cm x 333 cm = 9990000 cm3

O sus equivalentes; 9990000 cm = 9990 dm = 9,99 m .3 3 3

Hemos calculado que el volumen del prisma es de 9,99 m = 9,99 kL3

Imagen Litro-dm3

Autor desconocido


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2.3. Determinación de densidades

12 g

0.75 kg

0,75 g

0,12 kg

La densidad del corcho es 0,25 g/cm3. ¿Qué masa tendrá una placa de corcho de 3 dm3?

Elige la correcta

Aunque toda la materia posee , la misma masa de sustancias diferentes tienenmasa y volumenocupan distintos volúmenes, así notamos que el hierro o el hormigón son pesados, mientras que lamisma cantidad de goma de borrar o plástico son ligeras.

La propiedad que nos permite medir la de una sustancia recibe el nombre de ligereza o pesadez. Cuanto mayor sea la densidad de un cuerpo, más pesado nos parecerá.densidad

La densidad se define como el cociente entre la masa de un cuerpo y el volumen que

ocupa, es decir:

Así, como en el S.I. la masa se mide en kilogramos (kg) y el volumen en metros cúbicos (m ) la3

densidad se medirá en . Esta unidad de medida, sinkilogramos por metro cúbico (kg/m3)embargo, es muy poco usada; se usa más el .gramo por centímetro cúbico (g/cm3)

La densidad del agua se toma como referencia ya que la mayoría de las sustancias tienendensidades similares a la del agua. Esta densidad del agua es de 1.000 kg/m , que equivalen a 13

g/cm . Ya que 1.000 kg = 1.000.000 g, y 1m = 1.000.000 cm .3 3 3

Por tanto 1.000 kg/m = 1.000.000 g / 1.000.000 cm = 1 g/cm .3 3 3

También nos pueden dar la densidad del agua en kg/dm . ¿Qué relación hay entre esta unidad y3

las anteriores? Veámoslo. Como 1 kg = 1.000 g; y 1 dm = 1.000 cm . Resulta que 1 kg/dm =3 3 3

1g/cm . O sea:3

La densidad del agua es 1.000 kg / m = 1 g / cm = 1 kg / dm 3 3 3


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2.4. Identificación de sustancias

Mercurio

Plata

Níquel

Plomo

Una sustancia tiene un punto de fusión de unos 960ºC y una densidad de,aproximadamente, 10 gramos por centímetro cúbico. ¿De qué sustancia puede tratarse?

Elige la correcta

Ya has utilizado la tabla con datos de puntos de fusión y de ebullición y las densidades de variassustancias. Como cada una de ellas tiene unos valores concretos de esas magnitudes, es posibleidentificar sustancias si sabemos los valores de esas propiedades y consultamos la tabla de datos.

Podemos identificar sustancias desconocidas comparando sus valores de densidad,punto de fusión y punto de ebullición con los datos de las tablas.

Por ejemplo, si una sustancia tiene un punto de fusión de 659 ºC y una densidad de 2.7 g/cm ,3

podemos asegurar que se trata de aluminio, porque no hay ninguna otra sustancia que tengavalores parecidos para esas magnitudes en la tabla de datos. Sin embargo en algunos casos,como el cobre y el níquel, los valores de las densidades y las temperaturas de cambios de estadoson muy parecidos y es difícil diferenciarlos.

En la siguiente gráfica están representadas (en el eje de ordenadas) las masas de tres sustanciasA, B y C, desconocidas, frente a sus volúmenes correspondientes.Con ella responde a las preguntas: a) ¿Cuál es la densidad de cada una de ellas, A, B y C? b) ¿Podrías identificar alguna de las sustancias?


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3. Sustancias puras y mezclas

Cuando ves un objeto metálico, no sabes si está formado poruna única sustancia (es un metal puro, sustancia pura) o porvarias (y entonces se trata de una aleación, mezcla). Algoparecido sucede si tienes agua mineral en un vaso: ¿es ciertoque solamente hay agua?

Muchas sustancias son mezclas, coma las bebidas de cola,que están formadas por cola, cafeína y gas carbónico, el aguadel mar que está formada por agua y sal, el vino, que contienealcohol, agua, conservantes y colorantes, o el granito en el queson visibles sus componentes.

Existen muchas sustancias que son mezclas, es decir, que están formadas por dos o máscomponentes, y cada componente es una sustancia pura.

Sin embargo, hay otras sustancias que son puras como eloxígeno (que utilizan en los hospitales para la respiraciónasistida), el azúcar (que endulza la leche), el oro (que buscanafanosamente los buscadores de tan precioso metal) o eldiamante.

Vamos a ver cómo podemos saber si hay una única sustanciao más de una, y, además, cómo podemos separarlas enalgunos casos, sencillos pero muy útiles.

Oxígeno, azúcar, oro o diamante son sustancias puras mientras que agua de mar, vino,granito o bebidas de cola son mezclas de sustancias.

Cada sustancia pura tiene una densidad, un punto de fusión yun punto de ebullición fijo, pero cada mezcla no, ya quedepende de las cantidades de los componentes de la mezcla.

Diamante pulido,sustancia pura

Banco de imágenes del ISFTIC

Roca granito, mezclaBanco de imágenes del ISFTIC


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3.1. Mezclas homogéneas y heterogéneas

El acero es una sustancia pura

La leche es una mezcla homogénea

El agua del mar es una mezcla heterogénea

Verdadero Falso

Verdadero o falso

Cuando decimos que en un recipiente tenemos una nos referimos a quesustancia purasolamente hay una sustancia. Si hay más de una, entonces se trata de una .mezcla Todos los

conocidos están clasificados en el Sistema Periódico y son sustancias puraselementos químicossimples o sustancias simples. Algunos se encuentran en la Naturaleza (como el oxígeno, elcarbono, el uranio, etc.), otros se obtienen artificialmente (como el plutonio, el curio, el einstenio,etc.).

Las sustancias puras compuestas o están formadas por varias sustanciascompuestos químicossimples o elementos químicos. Son compuestos químicos el agua, el dióxido de carbono, elamoniaco, etc.

Si en la mezcla se pueden distinguir sus componentes, se llama heterogénea; en casocontrario, recibe el nombre de homogénea (disolución)

Existen dos tipos de mezclas: homogéneas y heterogéneas. Las sonmezclas heterogéneasaquellas en las que los componentes se distinguen a simple vista. Y lasmezclas homogéneasque sus componentes no se distinguen a simple vista. También reciben el nombre de disoluciones.


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3.2. Separación de mezclas: Filtración y Decantación

Evaporación

Destilación

Decantación

Filtración

¿Cómo podemos separar una mezcla heterogénea de agua y aceite de oliva? Además dediferente color y que no se disuelve en agua, el aceite tiene de densidad 0,9 g/cm3 y depunto de ebullición 360 ºC.

Elige la correcta

En la mayoría de los casos, las sustancias se presentan mezcladas en el medio natural. Pero esnecesario separarlas para poder darles el uso adecuado en cada caso. Las sustancia puras no sepueden separar por los procedimientos físicos clásicos como destilación, filtración, pero lasmezclas sí que se pueden separar por estos métodos simples.

Recuerda que una mezcla es como la suma de varias sustancias puras.

Ahora vamos a ver algunas de las técnicas de separación de sustancias más conocidas y útiles.Si en una botella tenemos agua turbia con arena ¿cómo separamos el agua de la arena? Enprimer lugar, podemos , utilizando un embudo con un papel de filtro, en el que se queda la filtrararena, y el agua se recoge en el recipiente colocado bajo el embudo.

Filtración Decantación

Banco de imágenes del ISFTIC

Pero también se puede , dejando que repose la mezcla e inclinar con cuidado eldecantarrecipiente en que se encuentra para pasar el agua a otro recipiente.


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3.3. Otras técnicas de separación

Relaciona la separación de cuatro mezclas de sustancias con la técnica que utilizarías encada caso. Para ello pasa los rectángulos de la izquierda a la parte central en el orden quecorresponda.

Relaciona

Hemos visto la filtración y la decantación. Ahora veremos otras técnicas de separación desustancias que forman mezclas.

Salinas de Naval

Evaporación. Consiste en calentar la mezcla hasta que unode los componentes, normalmente líquido, se evaporetotalmente. Los otros componentes quedan en el envase. Unejemplo de esto se encuentra en las salinas, enormesembalses con agua de mar que se dejan mucho tiempo, hastaque se evapora el agua, quedando así la sal marina. En lassalinas, costeras o de interior, se obtiene la sal porevaporación del agua salada.

En Aragón tenemos salinas de ese tipo en Naval (Huesca),lugar en el que se está construyendo un centro termolúdicoaprovechando las propiedades curativas de las aguas muyconcentradas en sales.

Imantación o magnetización. Se basa en la propiedad de algunos materialesde ser atraídos por un imán. Para poder usar este método es necesario queuno de los componentes sea atraído y el resto no. Se utiliza en vertederospara separar la chatarra metálica.

BancodeimágenesdelISFTIC

Destilación. La destilación es el procedimiento másutilizado para la separación y purificación de líquidos. Pordestilación se obtiene el alcohol y las bebidas de mayorgraduación alcohólica, whisky, coñac, vodka, ginebra.Además la llamada "destilación fraccionada" es una técnicade separación de los componentes del petróleo. Así seobtienen sus componentes de gran importancia industrial ysocial; butano, propano, gasolinas, gasoil, fueloil,queroseno, aceites pesados, alquitranes, asfaltos, etc.

Imantación

Destilación

Evaporación

Filtración

Separar limaduras dehierro de un montón de

arena

Separar la nata de laleche

Separar la sal del agua

Separar el alcohol delagua


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4. Disoluciones

Las mezclas homogéneas reciben el nombre de . De esta forma, una aleacióndisolucionesmetálica como el bronce es una disolución, lo mismo que el aire o el agua de mar. Aunque no sevean tienen componentes que son sustancias puras. Así el bronce se compone de cobre y zinc, elaire de oxígeno y nitrógeno fundamentalmente, el agua de mar de agua y cloruro de sodio junto aotros productos en pequeñas cantidades.

Además conocemos que las sustancias tienen unas propiedades específicas como la densidad,los puntos de fusión y de ebullición que no permiten distinguir unas de otras. Nos proponemosahora estudiar otra propiedad de las sustancias, la solubilidad.

La en otra es la cantidad de esa sustancia que se puede mezclarsolubilidad de una sustanciacon una determinada cantidad de otra para dar como resultado una disolución, es decir, unamezcla homogénea. A la sustancia que está en mayor cantidad la denominamos y ladisolventede menor cantidad .soluto

Solubilidad de una sustancia (soluto) en otra (disolvente) es la cantidad máxima de soluto(en gramos) que se puede disolver en el disolvente (normalmente en 100 g de disolvente)

Enelcasoqueestamosanalizandosepuedever

en las tablas que es 36 g/100 g, es decir que se puede disolver como máximo 36 gramos decloruro de sodio en 100 gramos de agua. Cuando se llega a este máximo diremos que tenemosuna de cloruro de sodio en agua.disolución saturada

Soluto sin disolver y disuelto

Vamos a comprobar que la solubilidad es otrapropiedad característica de las sustancias.Fijada la cantidad de disolvente, por ejemplo 1litro de agua, se pueden disolver variascantidades de la otra sustancia, por ejemplo salcomún ( ). Se podría ircloruro de sodioañadiendo sal, agitar, más sal y agitar hastallegar a un máximo ¿cuál es ese máximo? Esemáximo de cantidad de sal común que se puededisolver en agua nos lo da la solubilidad de la salcomún en agua, en g/100g (gramos de solutopor cada 100 g de disolvente).


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4.2. Composición de disoluciones

4.1. Tipos de disoluciones

Cloruro de sodio

Sulfato de cobre

Nitrato de potasio

La solubilidad de una sustancia conocida en agua, a 60ºc, es de 43 gramos en 100 mL deagua. Basándote en la tabla anterior, dirás que esa sustancia es:

Elige la correcta

Conviene recordar las diferentes clases de disoluciones según la cantidad de soluto:

Disoluciones diluidas. Son las que contienen una cantidad pequeña de soluto disueltorespecto al máximo que se puede disolver.Disoluciones concentradas. Son las que tienen bastante soluto disuelto, cerca del máximoposible.Disoluciones saturadas. Son las que contienen la máxima cantidad de soluto disuelta quenos da el dato de la solubilidad. Ya no se puede disolver más soluto.

En una disolución el disolvente puede ser sólido, líquido o gaseoso, y el soluto también puedepresentarse en los tres estados. Por ejemplo en las tanto soluto como disolvente sonaleacionessólidos a temperatura ordinaria (20 ºC), y se puede considerar una disolución de gases enel airegases en la que como el componente mayoritario es nitrógeno, este será el disolvente. Pero noscentraremos en el estudio de la solubilidad de sustancias en las que el disolvente es líquido por lasdificultades que plantea el estudio con disolventes en estado sólido o gaseoso.

Dentro de las disoluciones en las que el disolvente es un líquido las más importantes son las . Estas son las más habituales e importantes en la Tierra y además son ladisoluciones acuosas

base de la vida terrestre. Son aquellas que tienen agua como componente en mayor proporción dela mezcla (disolvente), mientras que la sustancia disuelta (soluto) puede ser sólida (sal común),líquida (alcohol etílico) o gas (oxígeno).


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Cuando el sulfato de cobre se disuelve en agua, la disolución toma color azul intensodebido a la sustancia disuelta. Observa en la imagen las dos disoluciones y responde ¿Cuálde las disoluciones crees que está más concentrada?

Elige las correctas

Según la cantidad de soluto disuelta en una cierta cantidad de disolvente decimos que ladisolución está diluida, saturada o concentrada. Pero deberemos calcular y expresar el grado deconcentración exacto.

Hay varias formas de calcularlo y expresarlo:

1. Tanto por cien en masa (% en masa). Expresa la masa, en gramos, de soluto disueltopor cada 100 g de disolución. Unidad muy utilizada en el trabajo corriente.

2. Tanto por cien en volumen (% en volumen). Expresa el volumen, en mililitros (mL=cm ),3

de soluto disuelto por cada 100 mL de disolución.

3. Gramos/litro (g/L). - Expresa la masa, en gramos, de soluto disuelto por cada en cadalitro de disolución.

La composición de cualquier disolución se suele expresar en porcentaje en masa de soluto (% enmasa) o en masa de soluto que hay disuelta en un volumen de disolución (g/L). Pero si el soluto eslíquido se suele indicar el porcentaje en volumen (% en volumen), que en el caso particular delalcohol se llama . Así, el alcohol de quemar de 96º tiene 96 mL de metanol engrado alcohólico100 mL de disolución, es decir que sólo habrá 4 mL de agua (96+4=100). Y si hablamos de

, un vino de 12º tiene 12 mL de alcohol etílico -o etanol- en 100 mL de vinobebidas alcohólicas(también se indica 12%).

Así, si una disolución tiene una concentración del 8% (en masa) de sal común significa que decada 100 gramos de disolución 8 g son de sal y el resto de agua (92 g). Y si nos dicen que es de 4g/L, debemos entender que en un litro de disolución hay disueltos 4 g de soluto.


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Las dos igual

La de la izquierda

La de la derecha


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4.3. Solubilidad y temperatura (sólidos)

Cloruro de sodio

Sulfato de cobre

Nitrato de potasio

La solubilidad de una sustancia conocida en agua, a 60ºc, es de 43 gramos en 100 mL deagua. Basándote en la tabla anterior, dirás que esa sustancia es:

Elige la correcta

Algunos sólidos son en agua, como por ejemplo la sal común, mientras otros comomuy solublesel mármol son poquísimo solubles en agua, prácticamente (que no se disuelven). Peroinsolubleshabrás comprobado que el azúcar, el cola-cao se disuelven mejor en agua caliente. Como puedesver en la gráfica, en general, .los sólidos se disuelven más en agua caliente que en fría

Cualquier soluto (en estado sólido) se disuelve mejor cuanto mayor es la temperatura deldisolvente. Podemos decir que la solubilidad del soluto (sólido) aumenta al aumentar latemperatura del disolvente.

Si observas la gráfica, verás que a temperatura ambiente (20 ºC) la sustancia más soluble es elcloruro de sodio (sal común), con una solubilidad de unos 38 gramos de sal por cada 100 mL deagua. Sin embargo, su solubilidad prácticamente no varía al calentar, mientras que la del nitrato depotasio y la del sulfato de cobre aumentan notablemente. Por ejemplo, a 50 ºC se disuelven 80 gde nitrato de potasio en 100 g de agua.


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4.4. Solubilidad y temperatura (gases)

La vida acuática depende, entre otros factores, del oxígeno disuelto en el agua. Por eso sedesarrolla mejor en ya que la solubilidad del oxígeno es en agua fría que en caliente. Seleccione un valor menor mayor oxígeno invierno verano Seleccione un valor menor mayor oxígeno invierno verano

Otros factores como la contaminación de las aguas, que disminuye el disuelto, perjudican la Seleccione un valor menor mayor oxígeno invierno verano

calidad de la vida acuática.

Completa el texto

Hemos visto que al disolver sustancias sólidas en agua (sal, azúcar, café molido, etc.) cuanto mayor mayor cantidad de sustancia se disuelve. Pero ¿pasará lo mismo consea la temperatura del agua

los gases disueltos en agua (dióxido de carbono, oxígeno, etc.)?

Vayamos como otras veces a nuestra experiencia diaria. ¿Qué ocurre si se llena un vaso de unabebida carbónico fría y se deja hasta que adquiere la temperatura ambiente? ¿Y si ademáscalentamos la bebida? La respuesta parece clara: "el gas se escapa; y al calentar todavía más". Estoocurre porque ...

La solubilidad del carbónico, como la mayoría de los gases, es mayor cuanto más baja es latemperatura de la disolución. Así que si queremos mucho gas carbónico disuelto deberemosmantener una temperatura baja.

Este efecto se puede observar en las siguientes gráficas. Se muestra el cambio de la solubilidad,bajando, al calentar la disolución acuosa.

La solubilidad del oxígeno atmosférico en el agua es fundamental para la vida de los peces y lasplantas acuáticas, tanto en aguas saladas como en aguas dulces. Los peces y las plantas tienen lacapacidad de absorber el oxígeno disuelto en el agua y que necesitan para llevar a cabo procesosvitales. Por eso la buena oxigenación de los mares, ríos y acuarios es fundamental para la vidaacuática.


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4.5. Disoluciones comunes

Límites para evitar malos tragos

Entre los problemas más graves que tenemos en España se encuentra la incidencia del alcohol enlas , un total de casi 2600 en 2009 (¡y es la cantidad menor enmuertes por accidente de tráficolos últimos años y un 16% menos que en el 2008 !). Actualmente, el límite de alcohol para

es de 0.5 g/L en sangre y 0.25 mg/L en aire espirado para los permisos A1, A y B. Paraconducirel resto de permisos y conductores noveles aún se reduce más, 0.3 g/L en sangre y 0.15 mg/L enaire espirado.

Se puede decir de forma aproximada que un varón normal de 70 kg obtiene 0.3 g/L en sangre de:con la consumición

Una lata de cerveza de 33 cL.Un vaso y medio pequeño de vino de 100 mL.

Está demostrado que el consumo de alcohol, incluso a bajasconcentraciones etílicas, reduce la capacidad de conducción con eldeterioro de la atención, de las funciones visual y auditiva, perturbacionesen el campo perceptivo, cansancio, somnolencia y fatiga muscular. Enconsecuencia aumenta el riesgo de sufrir un accidente.

Diferentes estudios demuestran que el número de muertos en accidentesde circulación a causa del alcohol puede situarse entre el 30 y 50 porciento del total.

Según datos del Instituto de Toxicología sobre un estudio realizado a1.621 conductores muertos en accidentes:

De los 1.531 conductores de turismos y vehículos de dos ruedas fallecidos el 32,7% (501) de alcoholemia permitida de 0,5 g/l en sangre (0,25 mg/l en airesuperaban la tasa

espirado).De los 90 conductores de camión y autobús analizados, 14 (el 15,5%) superaban la tasa dealcohol permitida de 0,3 g/l en sangre (0,15 mg/l en aire espirado).

De una forma sencilla y aproximada, se puede decir que un vaso pequeño de vino, una copa decava o una caña de cerveza suponen una consumición, que a un hombre de unos 70 kg leproduce 0.2 g/L de alcohol de sangre, mientras que una copa de coñac, un whisky o un combinadoequivale a 0.4 g/L. En las mujeres, el efecto es apreciablemente mayor, del orden de un 50%superior.

Tasas máximas permitidas de alcohol para conducir

CONDUCTORES LÍMITE EN SANGRE LÍMITE EN AIRE ESPIRADO

(1) General 0,5 g/L 0,25 mg/L

(2) Profesionales 0,3 g/L 0,15 mg/L

(3) Noveles 0,3 g/L 0,15 mg/L

(1) Tasas máximas permitidas a la población general de conductores.(2) Tasas máximas permitidas a conductores de vehículos destinados a transporte de mercancíascon una masa máxima autorizada superior a 3.500 kilogramos, al transporte de viajeros de más de9 plazas, o de servicio público, al escolar o de menores, al de mercancías peligrosas, servicios deurgencia y transportes especiales.(3) Tasas máximas aplicables a cualquier conductor durante los 2 años siguientes a la obtencióndel permiso o licencia que habilita para conducir.Las tasas obtenidas por análisis de sangre o por aire espirado son equivalentes, tan solo existediferencia en la obtención de la muestra analizada.


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ud1. propiedades de la materia -...

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