Download - Guía 3. Separación de mezclas
FACULTAD DE CIENCIASDEPARTAMENTO DE QUÍMICAAsignatura: Química General
Guía
3Título práctica de laboratorio:SEPARACIÓN DE MEZCLAS
Integrantes: Código:
OBJETIVOS
Reconocer y diferenciar algunas clases de mezclas y emplear técnicas específicas para separarlas basadas en las propiedades físicas que exhiban sus componentes.
Generales:
Identificar las sustancias puras (elementos y compuestos) y mezclas (homogéneas y heterogéneas) a partir de sus propiedades físicas.
Diferenciar los mecanismos para separar las mezclas teniendo en cuenta sus características y aplicaciones.
Explicar situaciones hipotéticas relacionadas con las mezclas y los métodos de separación haciendo uso de los fundamentos teóricos que las sustentan.
Valorar la importancia de comprender la clasificación de la materia y los procesos de separación para una mejor descripción de los fenómenos que suceden en su entorno.
Específicos:
REFERENTES CONCEPTUALES
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2
3
Cambios y propiedades de la materia
Un cambio físico es un cambio en la forma de la materia, pero no en su identidad química. Los cambios de estado son ejemplos de cambios físicos.Disolver una sustancia en otra es un ejemplo de un cambio físico. Por ejemplo, se puede disolver cloruro de sodio en agua. El resultado es un líquido claro, similar al agua pura, aunque muchas otras de sus características son diferentes de las del agua pura. El agua y el cloruro de sodio retienen sus identidades químicas y se pueden separar por algún método que depende de los cambios físicos.
En los cambios químicos siempre se presentan reacciones químicas, en las cuales una o más sustancias son 1transformadas en otra o varias clases de sustancias. Estas nuevas sustancias difieren de la sustancia original en
propiedades químicas y composición. La corrosión del hierro y el quemar papel son dos ejemplos de cambios químicos. Los cambios químicos generalmente se evidencian por:
Ÿ � Cambio en las coloraciones. Ÿ � Liberación de energía, generalmente en forma de luz o calor. Ÿ � Liberación de gases. Ÿ � Aparición de precipitados. Ÿ � El cambio que ocurre es difícil de revertir.
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La materia
¿Es uniforme en todos sus
puntos?
Mezcla Heterogénea Homogénea
¿Tiene unacomposición
variable?Sustancia pura
Mezcla Homogénea(Disolución)
¿Puedesepararse en sustancias
mas simples?Elemento Compuesto
si
no
si
no
si
no
Figura 1: Clasificación de la materia.
La materia según su composición se puede clasificar en sustancias puras y mezclas. Las sustancias puras, a su vez pueden ser elementos y compuestos. Los elementos se componen de una sola clase de átomos y los compuestos de dos o más de estos, por ejemplo, el hierro (átomos de hierro) y el agua (2 átomos de hidrógeno y un átomo de
2oxígeno) respectivamente. La figura 1 resume la clasificación de la materia.Las mezclas se forman por la unión de dos o más sustancias puras donde cada una de estas conserva sus propiedades específicas. Se pueden presentar mezclas homogéneas y heterogéneas que se diferencian unas de otras teniendo en cuenta las fases que se observan. Así pues, una mezcla homogénea, también conocida como disolución, si bien puede tener varios componentes estos se unen de manera que se tiene una sola fase uniforme y en todas sus partes tiene las mismas características, por sus parte, la mezcla heterogénea presenta más de dos fases en las que se pueden identificar con facilidad en la mayoría de los casos sus componentes; el agua con sal, y el agua con aceite, son ejemplos sencillos de estos tipos de mezclas de manera respectiva.
Clasificación de la materia
Separación de mezclas
Debido a que cada componente de una mezcla mantiene sus propiedades, podemos separar una mezcla en sus componentes si aprovechamos las diferencias en sus propiedades. Si las mezclas son heterogéneas, habitualmente se usa la sedimentación, la decantación, la filtración y la imantación. Por ejemplo, una mezcla heterogénea de limaduras de hierro y limaduras de oro podría separarse de manera individual mediante el color del hierro y del oro. Un método menos tedioso sería utilizar un imán para atraer las limaduras de hierro, y dejar las de oro. Si las mezclas son homogéneas (disoluciones) los métodos suelen necesitar algo más de energía: destilación, evaporación, cristalización, etc.
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ACTIVIDADES PREVIAS4
Clasifique los siguientes materiales teniendo en cuenta los criterios de la tabla 1.1. [1,0/5,0]
3Observe las siguientes figuras y consulte sobre los métodos de separación de mezclas para completar la información solicitada.
2. [2,0/5,0]
Sustancias puras Mezclas
Elementos Compuestos Homogéneas Heterogéneas
Ÿ OroŸ Agua de marŸ Agua potableŸ AceroŸ LecheŸ Hielo
Ÿ AireŸ ArenaŸ AmoniacoŸ GrafitoŸ GranitoŸ Gas natural
Ÿ AzúcarŸ DiamanteŸ VinagreŸ BronceŸ SelenioŸ Azul de metileno
Tabla 1: Clasificación de la materia
Nombre del método de separación:
Explicación del método:
Propiedad física que fundamenta el método:
Explicación del método:
Propiedad física que fundamenta el método:
Nombre del método de separación:
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Una mezcla preparada inicialmente con 110 mL de agua, 8,75 g de arena, 6,50 g de limaduras de hierro y 9,60 g de cloruro de sodio, se sometió a varios procesos de separación de sus componentes. Al finalizar la separación, se midió cada uno de los componentes y se obtuvo los siguientes datos: 95,02ml de agua, 9,45 g de cloruro de sodio, 6,42g de limaduras de hierro y 8,71g de arena.
Con la información anterior responda las preguntas 3 y 4.
Realice un esquema o diagrama donde muestre en forma lógica y secuenciada cada uno de los métodos de separación que se debieron emplear para separar la mezcla anterior.
3. [1,0/5,0]
Nombre del método de separación:
Explicación del método:
Propiedad física que fundamenta el método:
Nombre del método de separación:
Explicación del método:
Propiedad física que fundamenta el método:
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Complete la tabla 2 con los porcentajes de recuperación de cada uno de los componentes de la mezcla. Utilice la ecuación 1.
4. [1,0/5,0]
% de Recuperación = x 100 Gramos finales
Gramos iniciales (Ec. 1)
Componente de la mezcla
Cantidad (g o mL) % Recuperación(debe realizar el cálculo)Inicial Final
Agua
Arena
Cloruro de sodio
Limaduras de hierro
Tabla 2: Porcentajes de recuperación
Materiales y equipos
1 g Arena1 g NaCl1 g de limaduras de hierro50 mL de agua destilada3 mL de Etanol 90%2 mL de NaCl 1%
Reactivos
Materiales que debe traer el estudiante
Ÿ Elementos de bioseguridad (Bata, guantes de nitrilo, monogafas)Ÿ Toallas absorbentesŸ CalculadoraŸ 1 Sparkie morado (un dulce)Ÿ 10 mL de removedor de esmalte (para uñas)Ÿ TijerasŸ lápizŸ Regla
MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS5
1. Probeta 25 mL 4. Beaker de 150 mL2. Vidrio de reloj1. Magneto (imán)1. Soporte universal1. Agitador de vidrio 1. Embudo de vidrio1. Capilar de vidrio1. Cápsula de porcelana1. Pipeta graduada de 10 mL1. Pipeteador
1. Embudo de decantación de 100 mL1. Pinza para crisol1. Aro metálico con nuez 1. Frasco lavador2. Papel filtro 1. Espátula1. Estufa1. Plancha de calentamiento1. Balanza digital
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PROCEDIMIENTO6
Preparación de la mezcla a separar1.
Beaker de 150 mL
Mezclar
La cantidad depende de las indicaciones del profesor.Registre las cantidades indicadas en la tabla 3.
Arena(entre 0,5 y 1 g)
NaCl(entre 0,5 y 1 g)
Fe (Limaduras)(entre 0,5 y 1 g)50 mL Agua
3. Separación de los componentes de la mezcla
Soporte Universal
Aro con nuez
Papel filtro
Embudo de vidrio
PesarRegistrar masa
(Tabla 3)
Fijar embudo
2. Preparación del montaje para filtración
El montaje debe quedar como se muestra en la figura 2.
PARTE 1
Beaker de 150 mL(Vacío) Pesar
Registrar masa(Tabla 3)
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Filtrar
Lavar con agua
¿Quedó residuo en el
beaker?
Fase acuosa(Beaker 150 mL)
Papel filtro(con sólidos)
Secar en estufa(100°C x 30 min)
Imantación
Vidrio de reloj (Rotulado)
Si
La mínima cantidad posible.
No
No
No
No
¿Quedó con arena?
Limaduras de Fe Arena
¿Quedó con limaduras
de Fe?
Si
Si
PesarPesar
Mezcla
Registrar masa(Tabla 3)
Soporte universal
Aro metálico con nuez
Embudo de vidrio
Papel filtro
Beaker
Figura 2: Montaje para filtración.
20
60
100
140
Evaporar
¿Quedó agua en lasparedes?
Si
Enfriar
No
Registrar masa(Tabla 3)
Pesar
Entregue los materiales separados a el profesor (se pueden reutilizar).
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1. Separación de una mezcla por decantación
Beaker de 150 mL
5 mL Removedorde esmalte
Mezclar
5 mL agua
Embudo de decantación de 100 mL
Trasvasar
BIBLIOGRAFÍA
Ebbing, D. Gammon, S. Química general. 9a ed. 2010: Cengage Learning. 1160
Brown, T. LeMay, E. Bursten, B. Murphy, C. Química: la ciencia central. 11a ed. 2009: Pearson Education. 1240.
Métodos de separación de Mezclas. Accesible en URL: http://pcpi2castilloluna.wikispaces.com/file/view/P+-+Metodos+de+separacion+en+mezclas.pdf. Consultada el 09/02/2015.
1.
2.
7
PARTE 2
MezclarSeparar fases Solicite indicaciones al profesor
Abra la llave del embudo lentamente.
Disponga los residuos en el recipiente rotulado como “Solventes orgánicos”
PARTE 3
Papel filtro Recortar(6x3 cm)
Trazar líneas(con lápiz)
1 cm
0,5 cm
6 cm
3 cm
Papel filtro
Línea trazada con lápiz
Línea trazada con lápiz
Punto para siembra
Vidrio de reloj
1 sparkie ®
Mezclar(hasta decolorar)
0,5 mL agua
Retirar SparkieGuardar colorante
extraído(muestra)
1. Extracción de un colorante
2. Siembra de la muestra a separar
Sembrar muestra(con un capilar)
3. Separación cromatográfica
Beaker de 150 mL
3 mL Etanol 90%
Homogenizar
2 mL NaCl 1%
Tapar beaker(con vidrio de reloj. 3 min)
Papel filtro(con muestra)
Sumergir(borde inferior)
Destaparbeaker
Taparbeaker
Dejar “correr”fase móvil
Retirarcromatograma
Hasta la línea superior La línea de siembra DEBE quedar por encima del nivel de la fase móvil.
Disponga los residuos en el recipiente rotulado como “Alcoholes y fenoles”
Como se observa en la figura 3. Figura 3: Preparación del papel filtro
Observar
3.
Observar
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INFORME DE LABORATORIO
Integrantes: Código:
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1. [0,7/5,0]
Complete la tabla 3 con los datos y resultados de los procedimientos de la PARTE 1.
Tabla 3: Medidas de la masa
Componente de la mezcla
Masa (g) % Recuperación(Debe realizar el cálculo. Utilice ecuación 1)Inicial Final
Arena
Cloruro de sodio
Limaduras de hierro
Ítem Masa (g)
Papel filtro vacío
Beaker de 150 mL vacío (utilizado en la filtración)
2. [0,5/5,0]¿Qué tipo de mezcla se presenta entre el agua y el removedor de esmalte y a qué se debe que la ubicación de las fases en la mezcla en el embudo de decantación? Explique.
3. [0,5/5,0]¿Qué ocurre a medida que asciende la fase móvil por el papel filtro durante la cromatografía? Explique.
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Si se hubiese empleado otro tipo de fase móvil ¿Los resultados del cromatograma serían los mismos? ¿Por qué? Explique.
4. [0,5/5,0]
¿Por qué la leche puede ser un sistema material heterogéneo si aparece totalmente homogéneo a simple vista? Explique.
5. [0,5/5,0]
3Una muestra de leche desnatada tiene una densidad de 0,9 g/cm y da la siguiente composición:En 100 ml de leche:Ÿ Proteínas: 3,2 g.Ÿ Hidratos de carbono: 4,6 g.Ÿ Grasas: 0,3 g.Calcule el porcentaje de cada uno de los componentes de la muestra de leche.
6. [0,5/5,0]
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Clasifique los todos los materiales empleados en esta práctica de laboratorio teniendo en cuenta los criterios de la tabla 4.
7. [0,5/5,0]
Sustancias puras Mezclas
Elementos Compuestos Homogéneas Heterogéneas
Tabla 4: Clasificación de los materiales utilizados
¿Ocurrió alguna reacción química durante el proceso de separación de los componentes de la mezclas trabajadas? Explique.
8. [0,5/5,0]
[0,5/5,0]
[0,3/5,0]
9. CONCLUSIONES
10. BIBLIOGRAFÍA
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