Práctica de Separación de Mezclas (25/Agosto/2011)

Práctica de Separación de Mezclas

Mezcla.- Mezcla homogénea con dos fases líquidas. Los líquidos eran agua y acetona.

Objetivo.- Separar una mezcla homogénea con dos fases líquidas por medio de la Destilación.

Antecedentes.-

Destilación.

Método de separación que se utiliza para purificar un líquido eliminándole todas las sustancias que tenga disueltas en él, o para separar mezclas de dos o más líquidos que son miscibles entre sí.

La propiedad fundamental en la que se basa este método de separación es el punto de ebullición de cada una de las sustancias que forman esta mezcla homogénea, es decir, la temperatura a la que hierven.

Consiste en evaporar primeramente el líquido con menor punto de ebullición, el cual por un enfriamiento posterior se va a condensar nuevamente.

La destilación simple se basa en la condensación inmediata de los líquidos que se quieren separar.
La destilación fraccionaria se utiliza principalmente en las refinerías para separar del petróleo crudo sus diversos componentes, aprovechando que cada uno de ellos tienen distinto punto de ebullición.

Hipótesis.- En base al punto de ebullición de las sustancias las podemos separar.

Material.- 

- Manguera

- Matraz

- Soporte Universal

- Pinzas

- Vaso de Precipitado

- Mechero

- Recipiente de Vidrio

- Malla de asbesto

- Recipiente de plástico

- Termómetro

Procedimiento.- 

Primero colocamos la manguera en el matraz que contenía la mezcla, para después colocar la manguera sobre el recipiente de plástico que contenía agua fría, y la punta en un vaso de precipitado. En el soporte universal ajustamos el matraz con las pinzas, colocándolo en el recipiente de vidrio (que ya tenía agua) y lo calentamos con el mechero a Baño María. En el corcho del matraz colocamos el termómetro lo mejor que pudimos, para medir la temperatura conforme se fuera calentando. Cada minuto tomábamos la temperatura y veíamos que subía rápidamente, hasta que por la manguera comenzó a salir el acetona.

Observaciones.-

Pudimos observar que mientras subiera la temperatura se podía ver agua en las paredes del matraz. Además observamos que el punto de ebullición de la acetona es menor que el del agua, puesto que ésta fue la que salió primero hacia el vaso de precipitado, dejando el agua hasta después.

Análisis.-

Para el análisis medimos la temperatura que había por minuto:

Tiempo - Temperatura

0     - 20º                                      14:00 - 52º

1:00 - 20º                                     15:00 - 55º

2:00 - 20º                                     16:00 - 55º

3:00 - 21º                                     17:00 - 56º

4:00 - 21º                                     18:00 - 57º

5:00 - 22º                                     19:00 - 58º

6:00 - 22º                                     20:00 - 60º

7:00 - 22º                                     21:00 - 60º

8:00 - 23º                                     22:00 - 61º

9:00 - 25º                                     23:00 - 62º

10:00 - 30º

11:00 - 40º

12:00 - 47º

13:00 - 51º

Con esto podemos ver que hubo un momento en que subió mucho la temperatura, siendo que al inicio realmente subía muy poco.

Conclusiones.-

Podemos concluir que depende del punto de ebullición de las sustancias podemos separarlas. En este caso la sustancia que tuvo un menor punto de ebullición fue el acetona, por eso se evaporó más rápidamente y salió primero hacia el vaso de precipitado, mientras el agua aún no hervía.

Práctica de Separación de Mezclas (23/Agosto/2011)

Práctica de Separación de Mezclas

Mezcla 1.- Mezcla heterogénea con dos fases líquidas y una sólida. Los líquidos eran agua y el otro parecía gel o aceite, no estoy segura. El sólido era un polvo color amarillo que flotaba en los líquidos.

Objetivo.- Separar una mezcla heterogénea con dos fases líquidas y una sólida.

Hipótesis.- Nos basamos en la densidad y solubilidad de los componentes de la mezcla.

Antecedentes.-

Filtración

La filtración es un método de separación físico que consiste en separar un sólido de un líquido (mezcla heterogénea) utilizando instrumentos como un embudo, papel filtro, malla o cualquier otro material poroso el cual va a servir para retener al sólido originando que el líquido pase a través de él.

Una de las condiciones del sólido es que debe ser insoluble.

Decantación

Método que se emplea para separar dos o más líquidos que no son miscibles entre sí o un sólido insoluble de un líquido en el que está contenido.

La propiedad en la que se basa este método es en la densidad de cada uno de los componentes de la mezcla.

En el caso de dos líquidos inmiscibles se puede usar un instrumento llamado embudo de separación, el cual por densidad separa los dos líquidos.

En el caso de un líquido y un sólido, primeramente se deja sedimentar el sólido en el fondo del recipiente y posteriormente éste se inclina hasta separar el líquido.

Material.-

- Embudo
- Soporte Universal
- Papel Filtro
- Vaso de Precipitado
- Embudo de Decantación

Procedimiento.-

Primero, llevamos a cabo el proceso de separación llamado Filtración para separar el sólido de las dos fases líquidas. En el soporte universal, usamos un embudo en el cual pusimos un pedazo de papel filtro, vaciamos la mezcla por ahí cayendo a un vaso de preipitado, quedándose el polvo amarillo en el papel filtro mientras las otras dos mezclas pasaban. Después mediante la Decantación separamos los dos líquidos poniéndolos en un embudo de decantación, y dejando que el agua cayera sobre un vaso de precipitado, para después en otro dejar que cayera el gel o aceite.

Observaciones.-

Pudimos observar que los líquidos no eran muy solubles entre sí puesto que no se combinaban del todo, y el sólido tenía menos densidad que ambos líquidos pues se encontraba flotando encima de éstos. Cuando el gel / aceite iba pasando por el embudo de decantación, pudimos observar que era más denso que el agua, porque resbalaba más lento que ésta. Finalmente, pude observar que aunque los líquidos se combinaran, si se dejan asentar, volvían a separarse por sí solos.

Conclusiones.-

Se puede concluir que gracias a estos métodos se pudo separar la mezcla de forma exitosa, logrando obtener cada uno de sus componentes.

Mezcla 2.- Mezcla heterogénea compuesta por una fase líquida y una sólida. El líquido era de color azul, y el sólido tenía forma de piedrecillas pequeñas, estaban hasta el fondo del recipiente.

Objetivo.- Separar una mezcla heterogénea con dos fases, una sólida y una líquida.

Hipótesis.- Nos basamos en la solubilidad y densidad de los componentes de la mezcla.

Antecedentes.-

Filtración

La filtración es un método de separación físico que consiste en separar un sólido de un líquido (mezcla heterogénea) utilizando instrumentos como un embudo, papel filtro, malla o cualquier otro material poroso el cual va a servir para retener al sólido originando que el líquido pase a través de él.

Una de las condiciones del sólido es que debe ser insoluble.

Evaporación

Método que se emplea para separar un sólido  disuelto en un líquido por medio de la temperatura. Cuando esta mezcla homogénea se calienta el líquido comienza a evaporarse, dejando en el recipiente los cristales del sólido que estaba disuelto en él.

Material.-

- Soporte Universal
- Papel Filtro
- Embudo
- Cápsula de Porcelana
- Mechero
- Malla de asbesto
- Vaso de Precipitado

Procedimiento.-

Primero recurrimos a la Filtración para separar el sólido, usando el papel filtro en un embudo que se colocó en el soporte universal. Una vez que tuvimos el líquido aparte, tomamos un poco colocándolo en la cápsula de pórcelana, colocando ésta a su vez en el mechero para calentarla hasta que comenzara a hervir. El color cambió a verde, y así pudimos ver cómo era el líquido.

Observaciones.-

Pudimos observar que el sólido era más denso que el líquido porque estaba hasta el fondo del vaso de precipitado. Cuando hervimos un poco del líquido, pudimos observar que iba cambiando de color hasta llegar al verde y dejar en las paredes de la cápsula de porcelana un color entre amarillo, verde y café.

Conclusiones.- 

Se puede concluir que llevando a cabo el método correspondiente para separar dichas mezclas se pueden obtener los componentes de éstas, de manera que podamos observar sus propiedades individuales.

Métodos de Separación de Mezclas

Cromatografía.

La cromatografía es el método de separación de mezclas homogéneas donde se toman en cuenta las propiedades físicas de los componentes de la mezcla. Viene de las raíces griegas khroma = color y graphein = escritura.

El tipo de mezcla que separan es principalmente líquida. Si se quiere separar un sólido, se tiene que disolver éste en un líquido. Algunos ejemplos de mezclas son la clorofila, la pintura, la tinta, etc. Se basan en las propiedades físicas Densidad y Solubilidad. 

En el caso de la Densidad es para medir qué sustancia tiene más densidad. Por ejemplo, si queremos separar una pintura de color naranja (que es color secundario y está compuesta por el rojo y el amarillo) y llevamos a cabo el procedimiento, si uno de los componentes corre más rápido por el papel filtro es que su densidad es menor; y si otro componente va más lento es que su densidad es mayor.

Para la Solubilidad, depende mucho de la sustancia orgánica y de que si el componente que se quiere separar es soluble en la sustancia orgánica. Por ejemplo, hay algunos componentes que sólo se disuelven en alcohol, y cuando los queremos disolver en agua no funciona.

La cromatografía tiene dos fases: una estacionaria y otra móvil.

La estacionaria es la placa, que puede ser papel filtro, papel sílice, columna.

La móvil es la sustancia orgánica, que puede ser alcohol, acetona, etano, agua, etc.

La cromatografía tiene dos funciones básicas:

- Separar los componentes de la mezcla, para obtenerlos más puros y que puedan ser usados posteriormente.

- Medir la proporción de los componentes de la mezcla.

Filtración

La filtración es un método de separación físico que consiste en separar un sólido de un líquido (mezcla heterogénea) utilizando instrumentos como un embudo, papel filtro, malla o cualquier otro material poroso el cual va a servir para retener al sólido originando que el líquido pase a través de él.

Una de las condiciones del sólido es que debe ser insoluble. 

Destilación

Método de separación que se utiliza para purificar un líquido eliminándole todas las sustancias que tenga disueltas en él, o para separar mezclas de dos o más líquidos que son miscibles entre sí.

La propiedad fundamental en la que se basa este método de separación es el punto de ebullición de cada una de las sustancias que forman esta mezcla homogénea, es decir, la temperatura a la que hierven.

Consiste en evaporar primeramente el líquido con menor punto de ebullición, el cual por un enfriamiento posterior se va a condensar nuevamente.

La destilación simple se basa en la condensación inmediata de los líquidos que se quieren separar.

La destilación fraccionaria se utiliza principalmente en las refinerías para separar del petróleo crudo sus diversos componentes, aprovechando que cada uno de ellos tienen distinto punto de ebullición.

Decantación

Método que se emplea para separar dos o más líquidos que no son miscibles entre sí o un sólido insoluble de un líquido en el que está contenido.

La propiedad en la que se basa este método es en la densidad de cada uno de los componentes de la mezcla.

En el caso de dos líquidos inmiscibles se puede usar un instrumento llamado embudo de separación, el cual por densidad separa los dos líquidos.

En el caso de un líquido y un sólido, primeramente se deja sedimentar el sólido en el fondo del recipiente y posteriormente éste se inclina hasta separar el líquido.

Evaporación

Método que se emplea para separar un sólido  disuelto en un líquido por medio de la temperatura. Cuando esta mezcla homogénea se calienta el líquido comienza a evaporarse, dejando en el recipiente los cristales del sólido que estaba disuelto en él.

Cristalización

Método utilizado para separar una solución sobresaturada de un sólido en un líquido (mezcla homogénea) por medio de la temperatura, ya que al calentarse la mezcla se comenzará a evaporar el líquido y en el recipiente quedarán los cristales del sólido que estaban disueltos.

Si hay más de dos sólidos disueltos en la solución, primero se calienta ésta para que los sólidos se disuelvan completamente, después se enfría la solución y el primer sólido que se cristaliza se retira por medio de filtración y se vuelve a repetir el proceso para los demás sólidos hasta que los separemos completamente.

Tarea 2.

Mezclas, compuestos y elementos.

- ¿Qué líquido apareció en la pared exterior del recipiente?

Agua.

- ¿De dónde proviene?

De los hielos que están en el interior del recipiente.

- Si alguien vive en un lugar muy seco y caluroso, tal vez no se deposite ningún líquido en las paredes del recipiente. En ese caso, ¿qué es lo que falta en el aire de su comunidad que hace que esté tan "seco"?

Humedad.

Estados de agregación de la materia.

- ¿En qué forma o estado físico se encuentra el agua en cada figura?

En el vaso se encuentra en estado líquido mientras que en el cubo de hielo en estado sólido.

- ¿Tiene eso algo que ver con la temperatura? ¿Por qué?

Sí, porque si la temperatura baja deja de haber energía (calor) entre las moléculas de ésta y por eso sus átomos se juntan para formar el estado sólido. En el caso del agua la temperatura es normal, por eso se conserva en estado líquido.

Ponga a prueba sus conocimientos.

Sólido: El dibujo del sólido pues muestra a sus moléculas juntas puesto que hay muchas fuerza de cohesión entre ellas.

Ejemplo: Una caja.

Líquido: El vaso de precipitado que contiene las moléculas un poco separadas, la fuerza de cohesión es menos pero no nula. 

Ejemplo: Agua.

Gaseoso: El matraz con las moléculas separadas, la fuerza de cohesión es casi nula.

Ejemplo: Aire.

Mezclas homogéneas y mezclas heterogéneas.

Agua de Tamarindo.-

Semejanza:

* Mezcla de dos o más compuestos.

* Contienen una parte sólida como una parte líquida.

* Es una suspensión.

Diferencia.-

* Color.

* Los compuestos que las conforman.

* Diferente nivel de solubilidad.

* Pesan distinto.

Vinagreta.-

Semejanza:

* Mezcla de dos o más compuestos.

* Contienen una parte sólida como una parte líquida.

* Es una suspensión.

Diferencia.-

* Color.

* Los compuestos que las conforman.

* Diferente nivel de solubilidad.

* Pesan distinto.

Leche de magnesia.-

Semejanza:

* Mezcla de dos o más compuestos.

* Contienen una parte sólida como una parte líquida.

* Es una suspensión.

Diferencia.-

* Color.

* Los compuestos que las conforman.

* Diferente nivel de solubilidad.

* Pesan distinto.

El aire, una mezcla invisible.

- El aire es una mezcla de gases cuyos componentes no podemos distinguir mediante los sentidos. Entre los distintos tipos de gases que forman el aire puro, ¿cree que haya alguno que sea tóxico para los seres vivos? Justifique su respuesta.

Sí, el dióxido de carbono y unos gases nobles como el argón y el criptón.

- Lea la respuesta a sus compañeras y compañeros, a su asesor o asesora y comente qué entienden por aire puro y por aire contaminado. Lleguen juntos a una conclusión y anótela. El aire limpio no tiene color, olor y no hay partículas volando. Un aire contaminado es todo lo contrario. El agua, un compuesto extraordinario. - Si colocamos un cubo de hielo en un vaso casi lleno de agua, pero evite que se derrame. ¿Qué cree    que sucederá cuando el hielo se derrita? ¿Se derramará el agua o no?

Sí, porque el cubo de hielo es agua y está flotando, y aún no forma parte del agua del vaso.

- Espere media hora y vuelva a observar el vaso. ¿Se derramó el agua?

Sí.

- ¿Cómo explica lo sucedido?

El hielo se derritió porque estaba a temperatura ambiente y se mezcla con el agua que está en el vaso y se derrama.

El oxígeno, un elemento vital.

- ¿Qué pasa con el aire de un lugar cerrado y con mucha gente?

Empieza a cambiar su composición química y va teniendo cierto olor.

- ¿Qué componente indispensable del aire se empieza a agotar transcurrido algún tiempo?

El oxígeno.

- ¿Por qué?

Porque en el proceso de respiración de la gente se inhala oxígeno y como resultado se exhala dióxido de carbono.

- Lea las respuestas a sus compañeras y compañeros, y escriban alguna experiencia que hayan tenido relacionada con este tema.

Una vez en el metro  se detuvo mucho tiempo y hubo personas que se comenzaron a sentir mareadas y decían que no podían respirar porque se estaba acabando el oxígeno.

Mezclas y Sustancias.

Una característica que tienen en común las cosas y personas que nos rodean es que están constituidos por materia. Si queremos saber por qué somos diferentes lo podemos definir con la clasificación de la materia.

La materia es todo lo que tiene lugar en el espacio y ocupa masa y volumen. La materia heterogénea es aquella que tiene composición variable en toda su extensión; la homogénea tiene composición química uniforme en toda su extensión.

Las mezclas están formadas por dos o más sustancias puras (compuestos y/o elementos) donde su unión es aparente puesto que ninguna pierde sus propiedades originales.

De aquí se desprenden la mezcla heterogénea que es la que está formada por dos o más sustancias donde cada una la podemos ver a simple vista y conserva su apariencia; la mezcla homogénea donde dos o más sustancias tienen apariencia física y uniforme donde no podemos distinguir entre una y otra; y finalmente la sustancia pura, que es materia de composición química definida.

Un elemento es una sustancia simple que no se puede descomponer en otra más simple; un compuesto es la unión química de dos o más elementos totalmente diferentes. Una solución se conforma por el soluto y el solvente (éste último siempre es en mayor proporción).

Un átomo es la partícula más pequeña fundamental que conserva todas sus propiedades; una molécula es la unidad de dos o más átomos.

Estados de agregación molecular (estados de la materia).

Los estados de agregación molecular es la forma en la que podemos encontrar a la materia, principalmente en sólido, líquido y gaseoso.

Los cambios de estado a estado son los siguientes:

Sólido a Líquido: → Fusión

Líquido a Sólido: → Solidificación.

Líquido a Gas → Evaporación.

Gas a Líquido → Condensación.

Sólido a Gas → Sublimación.

Gas a Sólido → Deposición.

En el estado sólido la materia tiene las siguientes características:

Volumen y forma definidos, la fuerza de cohesión entre sus partículas es muy fuerte, su compresibilidad es despreciable y un ejemplo sería el azúcar.

En el estado líquido:

Volumen y forma del recipiente que los contiene, la fuerza de cohesión entre sus partículas es poca, su compresibilidad es muy poca y un ejemplo sería la gasolina.

En el estado gaseoso:

Volumen y forma del recipiente que los contiene, la fuerza de cohesión entre sus moléculas es casi inexistente, su compresibilidad es muy alta y un ejemplo claro sería el aire.

Los elementos se representan con fórmulas escritas con mayúsculas (C, H, O) o con mayúsculas y minúsculas (Cl, Na, Hg).

La Ley de las Proporciones Definidas establece que un compuesto puro siempre contiene los mismos elementos exactamente en las mismas proporciones de masa.

Propiedades físicas y químicas.

Estas propiedades nos permiten diferenciar unas sustancias de otras.

Propiedades físicas.- Son aquellas que se pueden ver o medir sin alterar la composición de la sustancia. Ejemplos: Color, olor, masa, solubilidad, etc.

Propiedades químicas.- Son las que pueden ser observadas sólo cuando la sustancia tiene un cambio en su composición. Dentro de estas propiedades se encuentra el que una sustancia pueda reaccionar a otra.

Cambios físicos y cambios químicos.

Cambios físicos.- Se presentan sin que se altere la sustancia.

Ejemplos: Cambios de estado, picar, cortar, etc.

Es importante distinguir entre la propiedad y el cambio:

Propiedad física → Solubilidad.

Cambio físico → Disolver una sustancia.

Cambios químicos.- Se presentan sólo cuando hay un cambio en la composición de la sustancia.

Ejemplos: Oxidación del hierro, putrefacción, fermentación, etc.

También es importante distinguir entre la propiedad y el cambio:

Propiedad química → Combustión.

Cambio químico → Quemar un papel.

 Bibliografía:

http://www.youtube.com/v/PqZCxXWlCDE

Documento “ACTIVIDADES_MEZCALAS2”