MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE LAS MEZCLAS

Las mezclas vienen en muchas formas y fases. La mayoría de ellas se pueden separar de nuevo en sus componentes originales. El tipo de método de separación depende del tipo de mezcla que sea. A continuación presentamos algunos métodos de separación de mezclas más comunes. Al final tienes una imagen resumen de los métodos que explicamos. Mira la imagen cada vez que leas un método para entenderlo mejor.

   Las técnicas que se utilizan para la separación de mezclas son:

• Tamización: esta puede ser utilizada para la separación de mezclas sólidas, compuestas con granos de diversos tamaños. Lo que se hace es hacer pasar a la mezcla por varios tamices (tabla con agujeros de pequeño tamaño).

• Filtración: esta técnica permite la separación de aquellas mezclas que están compuestas por líquidos y sólidos no solubles, es decir que los sólidos no se disuelven en el líquido. Por ejemplo el azúcar se disuelve con el agua, pero si echamos arena esta no se disuelve, es decir no es soluble. Para separar estas mezclas, se utiliza un embudo con un papel de filtro en su interior. Lo que se hace pasar a la mezcla por ellos.

• Separación magnética: esta técnica sólo es útil a la hora de separar sustancias con propiedades magnéticas de aquellas que no las poseen. Para esto, se utilizan imanes que atraen a las sustancias magnéticas y así se logra separarlas de las que no lo son.

• Decantación: Decantar es dejar reposar la mezcla. Esta técnica sirve para la separación de líquidos que tienen diferentes densidades y no son solubles entre sí. En esta técnica se requiere un embudo de decantación que contiene una llave para la regulación del líquido. Una vez decantada la mezcla (dejar en reposo) el elemento más denso irá al fondo y por medio del embudo de decantación, cuando se abre la llave se permite el paso del líquido más denso hacia un recipiente ubicado en la base, quedando el líquido con menor densidad en la parte de arriba del embudo.

• Cristalización y precipitación: esta permite la separación de un soluto sólido de que se encuentra disuelto en un disolvente. Se calienta la disolución para concentrarla, luego se la filtra y se la coloca en un cristalizador hasta que se evapore el líquido, quedando el sólido en forma de cristal.

• Destilación: es útil para la separación de líquidos que son solubles entre sí. Lo que se hace es hervirlos y, como esto lo hacen a distintas temperaturas de ebullición, se toman sus vapores por un tubo para luego pasarlo al estado líquido nuevamente. Esto es posible gracias a que hierven en distintos tiempos. Por ejemplo imaginemos agua y sal. El agua hierve a 100ºC, si calentamos la mezcla a esa temperatura lo que se evapora será el agua, la sal no se evaporará (tiene temperatura de ebullición más alta). Si recogemos el vapor tenemos el agua. 

¿QUE ES UNA MEZCLA?

Una mezcla es una sustancia que está formada por varios componentes (dos o más), que no pierden sus propiedades y características por el hecho de mezclarse ya que no se produce una reacción química entre ellos. ejemplos de mezclas pueden ser una ensalada, agua salada, azúcar y sal, etc.

TIPOS DE MEZCLA

• MEZCLAS HOMOGÉNEAS

Aquellas mezclas que sus componentes no se pueden diferenciar a simple vista. Las mezclas homogéneas de líquidos se conocen con el nombre de disoluciones y están constituidas por un soluto y un disolvente, siendo el primero el que se encuentra en menor proporción y además suele ser el líquido. Por ejemplo, el agua mezclada con sales minerales o con azúcar, el agua es el disolvente y el azúcar el soluto.

• MEZCLAS HETEROGÉNEAS

Aquellas mezclas en las que sus componentes se pueden diferenciar a simple vista.

https://www.youtube.com/watch?v=sKCrdnihOIg

En este dibujo Antonio crea una mezcla heterogénea con guisantes y garbanzos y Sara una mezcla Homogénea con agua y alcohol. Por ejemplo el chocolate es una mezcla homogénea por que aunque parezca un solo producto por la parte de atrás del envoltorio te habrás fijado que vienen los componentes (leche, cacao, grasa, etc.), por lo tanto son varios componentes y no se diferencian unos de otros en la mezcla. ¿Qué tipo de mezcla es....? Pues sí, es una mezcla homogénea.

Una roca que tenga varios componentes, como por ejemplo el gneis y además se distingan a simple vista, será heterogénea.

Hay un tipo de mezclas que en química se suelen llamar disoluciones. Cuando en una mezcla homogénea uno de los dos componentes es líquido, normalmente agua, ha esta mezcla homogénea es a lo que se le suele llamar disolución. Las disoluciones químicas suelen estar en estado líquido. Se le suele llamar soluto a la parte sólida y disolvente a la parte líquida de la mezcla.

Video sobre mezcals Homogeneas y Heterogeneas

https://www.youtube.com/watch?v=sKCrdnihOIg

ACTIVIDAD

Vamos a descifrar el siguiente acertijo. Suponiendo que tenemos los siguientes tiempos:

1. - 16,000 segundos 2. - 250 minutos 3. - 4 horas, 23 minutos y 15 segundos (4:23:15)

Anímate y responde:

a. ¿Cuál de ellas es una expresión mixta?
b. ¿Puedes decir cuál es el mayor y el menor tiempo?
c. Si 1 minuto = 60 segundos, entonces ¿cuántos segundos hay en 250 minutos?
d. Si 1 hora = 60 minutos, ¿cuántos minutos hay en 4 horas?
e. ¿Cuántos segundos hay en 4:23:15?
f. Ordena los tiempos 1,2 y 3 desde el mayor al menor

¿COMO MEDIR LA MATERIA?

Para medir la materia necesitamos saber cuánta materia tiene un cuerpo y su tamaño.  

Masa, longitud y volumen son propiedades comunes a todos los cuerpos.  

MAGNITUDES: Se llaman magnitudes aquellas propiedades que pueden medirse y expresarse en números ejemplo: longitud, masa, volumen, etc.

• MASA: Es la cantidad de materia que tiene un cuerpo.  Es más difícil empujar un camión que un vehículo pequeño.  La cantidad de masa hace la diferencia. El camión tiene más masa y es más difícil de empujar.

Para medir la masa de un objeto utilizamos las balanzas y la expresamos en unidades de libras o kilogramos.

• LONGITUD: Es la distancia entre dos puntos. La distancia se mide con una regla, una cinta de medir u otros dispositivos de medición con láser, etc…

Cuando mides es muy importante decir que unidad usas.  Por ejemplo, si dices que mediste 23 todos nos preguntaremos ¿23 qué; centímetros, milímetros, kilómetros?  A estos los llamamos “unidades” sin ellas, los números solos no tienen ningún sentido.

La principal unidad de medida de longitud es el metro, sus múltiplos son las cantidades mayores y las menores sub-múltiplos.  También existen otras unidades como la pulgada, pies y millas.

• VOLUMEN: Es una magnitud definida como el espacio ocupado por un cuerpo.  Para conocer el volumen de un cuerpo, simplemente multiplicamos su ancho por su largo y luego por su alto.

Es una función derivada, ya que se obtiene multiplicando las tres dimensiones. Su unidad de medida es el metro cúbico (m3), aunque temporalmente también acepta el litro, que se utiliza comúnmente en la vida práctica. 

• LA DENSIDAD

Vamos a suponer que tenemos una tonelada de algodón y una tonelada de acero, ¿cuál de ambos ocupa el mayor volumen?  La respuesta es el algodón, se necesita grandes cantidades para completar una tonelada.  Es la densidad quien hace la diferencia en el volumen.

El acero es más denso que el algodón, es decir, se necesita menos material para completar la tonelada.

La densidad de una sustancia se relaciona con la cantidad de masa contenida en un determinado volumen.  La representaremos con la letra griega , la masa queda representada por la letra “m” y “V” el volumen.

La densidad de un cuerpo está relacionada con su capacidad de flotar. Un cuerpo flotará si su densidad es menor que la de la sustancia, por eso la madera  flota sobre el agua y el plomo se hunde en ella.  El plomo posee mayor densidad que el agua y la densidad de la madera es menor.

Las unidades de medida de la densidad son el kg/m3, que se lee “kilogramo sobre metro cúbico” o un sub-múltiplo como g/cm3. Para calcular la densidad debemos medir la masa y el volumen, luego dividimos la masa entre el volumen y el resultado debe quedar expresado en kg/m3.

En la tabla que te presentamos puedes comparar algunas densidades:

Las sustancias con grandes densidades se les llama pesadas, ejemplo de estas son los metales. A las sustancias con densidades pequeñas se les llama ligeras, aquí entran el aire y otros gases.

• PESO

La fuerza de gravedad sobre un objeto es llamada peso. Peso y masa no es lo mismo. Una bola de acero con una masa de 10 kilogramos no pesa igual en la tierra y en la luna.  Como notamos tendrá la misma masa pero el peso es diferente.  La luna tiene una fuerza de atracción mucho menor que la tierra, por lo que la bola pesará menos en el satélite.

El peso de los objetos se debe a que la tierra, los atrae con su poderosa fuerza de atracción.   

La unidad de medida del peso es el newton.  Comúnmente las personas confunden la masa con el peso. Es fácil confundirnos porque mientras más masa, mayor es la fuerza de atracción.  Recuerda, al estudiar física, el peso depende de la gravedad y se mide en Newtons.

Para calcular el peso de un objeto simplemente medimos su masa y la multiplicamos por la fuerza de gravedad (9.8 newtons/kilogramo) en la tierra.  En la luna la fuerza de atracción es 6 veces menor, con una magnitud de 1.6 n/kg.

La siguiente tabla compara el peso de un cuerpo con 60 kg de masa en la Tierra, con otros planetas y la Luna. 

• EL TIEMPO

¿Por qué el tiempo?  ¿Sirve el tiempo para medir la materia?

Claro! ... fíjate que los cuerpos existen porque existe el tiempo.  Todos los cuerpos y objetos tienen una duración limitada para luego convertirse en otra cosa.  Una madera por ejemplo,  se descompone con el paso del tiempo, convirtiéndose en gases, aceites...y finalmente en tierra.

En todos los experimentos físicos o químicos, es importante controlar esa "cuarta dimensión".  Las otras tres dimensiones de un cuerpo son: largo, alto y ancho.

Es la magnitud física que mide la duración o separación de acontecimientos.  La duración limitada de las cosas y una referencia para entender los sucesos.  Medir el tiempo es importantísimo para los seres humanos y para los científicos.

Una manera de medir el tiempo es el formato de fechas.  Por ejemplo: en 2009 el verano inició el 21 de marzo a las 11:23 p.m. indicando un momento del tiempo.

A menudo, los científicos y los deportistas necesitan medir cantidades de tiempo.  Cuando decimos: “9 minutos y 8 segundos” (00:09:08) estamos especificando una cantidad de tiempo.

Un cronómetro mide intervalos o cantidades de tiempo, tiene un botón para iniciar y detener el conteo.  La pantalla presenta el tiempo en segundos en un máximo de 60. 

El tiempo se presenta en el formato min:seg cuando se cuentan más de 60 segundos.

Muchas veces los científicos y quienes hacen experimentos miden el tiempo en segundos, sin embargo el tiempo normalmente se expresa en unidades de tiempo mezcladas que incluyen horas, minutos y segundos.

PROPIEDADES DE LA MATERIA

Propiedades extrínsecas (extensivas o generales)

Son aquellas que no varían con la cantidad de materia considerada. No son aditivas y, por lo general, resultan de la composición de dos propiedades extensivas. Estas son: punto de fusión, punto de ebullición, densidad, coeficiente de solubilidad, índice de refracción, color, olor, sabor.

Propiedades intrínsecas (intensivas o específicas)

Son aquellas que varían con la cantidad de materia considerada, permitiendo reconocer a la materia, como la extensión, o la inercia. Estas son: peso, volumen y longitud.

OTRAS PROPIEDADES DE LA MATERIA

La materia está en constante cambio. Las transformaciones que pueden producirse son de dos tipos:

- Físicas: son aquellas en las que se mantienen las propiedades originales de la sustancia, ya que sus moléculas no se modifican.

- Químicas: son aquellas en las que las sustancias se transforman en otras, debido a que los átomos que componen las moléculas se separan formando nuevas moléculas.

ESTADOS DE LA MATERIA

La materia se presenta de varias maneras y formas.  El color, el olor y la textura son propiedades de la materia que nos ayudan a diferenciarlos.

Llamamos estado a la manera en que se presenta la materia. Estos pueden ser:

Sólido, tiene una forma definida, como la madera y el cobre.  Sus moléculas no cambian de posición.

Líquido, no tiene una forma definida, como el agua y el aceite. Sus moléculas pueden cambiar de posición.

Gaseoso, no tiene una forma definida, como el aire y el vapor de agua. Sus moléculas cambian libremente de posición

Plasma, tampoco tiene una forma definida, un tipo de gas ionizado que sólo existe de forma natural en el sol, estrellas y en el espacio sideral o en condiciones especiales en la tierra.

Dependiendo las condiciones, la materia puede presentarse en uno u otro estado.

DEFINICION DE MATERIA

También decimos que la materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio. Se considera que es lo que forma la parte sensible de los objetos palpables o detectables por medios físicos. 

Una silla, por ejemplo, ocupa un sitio en el espacio, se puede tocar, se puede

sentir, se puede medir, etc.  Para que otro objeto pueda ocupar el lugar de la silla; lógicamente, debemos cambiarla de sitio.

Y…¿qué forma la materia?...pues los átomos.  Tomemos por ejemplo una pared; está formada por bloques, los bloques están formados por arena, cemento y piedras pequeñas.  Si nos fijamos en un granito de arena, este se compone de otras partículas minúsculas llamadas moléculas que están formadas por grupos de átomos.

La fuerza entre los átomos es la razón por la cual el agua cambia de estado.  Si la fuerza entre sus átomos es grande, el agua es sólida como el hielo.  Si la fuerza entre sus átomos es débil, el agua se convierte en vapor.

Cuando un átomo se rompe o se divide, produce muchísimo calor y luz.  La

energía atómica.

EL ÁTOMO

Es la unidad más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades y que no es posible dividir mediante procesos químicos. 

ELEMENTO Y COMPUESTO

El agua es un compuesto, porque dentro de cada una de sus moléculas tiene 2 tipos de átomos diferentes, oxigeno e hidrógeno.  La madera también tiene varios tipos de elementos en su interior.

El oxígeno sólo tiene moléculas y átomos iguales entre sí, por lo tanto lo consideramos un elemento.  Lo mismo le sucede al plomo y al oro.

LA MOLÉCULA

Es un conjunto de átomos iguales o diferentes, unidos por enlaces químicos, que constituyen la mínima porción de una sustancia que puede separarse sin alterar sus propiedades.