FÍSICA Y QUÍMICA 3º E.S.O.

CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA

Sustancias puras y mezclas

Metodología Experimental y Aprendizaje de la Física y la Química

Francisco Casas Méndez

MUFPES, Noviembre 2013

¿Qué es la materia?

La materia es todo lo que nos rodea.

Se puede describir midiendo el valor de sus propiedades.

Se clasifican en:

Propiedades generales: no sirven para identificarlas (masa, volumen, longitud, temperatura).

Propiedades características: sirven para identificarlas (densidad, color, conductividad, temperatura de fusión).

La materia se divide en: sustancias puras y mezclas.

¿Qué es una sustancia?

Es aquella en la que su composición no varía.

No se puede descomponer en otras sustancias más simples.

Tiene propiedades características propias o definidas.

Se distinguen dos tipos:

Elementos: sustancias puras que no se pueden descomponer en otras más simples. Ejemplo: átomos de H.

Compuestos: sustancias puras que si se pueden descomponer en otras sustancias más simples (elementos). Ejemplo: H2SO4

¿Qué es una mezcla?

Una mezcla es la combinación de dos o más sustancias puras que se pueden separar mediante métodos físicos. No tiene propiedades características fijas, depende de su composición.

Podemos diferenciar dos tipos de mezclas:

Una mezcla heterogénea es una mezcla en la que es posible distinguir sus componentes a simple vista o mediante procedimientos ópticos. Ejemplo: Agua y aceite, granito, etc.

Una mezcla homogénea es una mezcla en la que no es posible distinguir sus componentes ni a simple vista ni a través de ningún procedimiento óptico. Este tipo de mezcla también se llama disolución. Ejemplo: agua con azúcar, aire, acero, etc.

¿Qué es una mezcla?

Podemos encontrarnos mezclas con aspecto homogéneo pero que, realmente, son heterogéneas y reciben el nombre de coloides. Una forma de diferenciar un coloide de una disolución es mediante el efecto Tyndall, que consiste en que un coloide es capaz de dispersar la luz que lo atraviesa mientras que una disolución, no. Por tanto, un coloide es una mezcla heterogénea que dispersa la luz.

Ejercicio: Clasificar la siguiente materia en: elemento, compuesto, mezcla homogénea o mezcla heterogénea.

Bronce (cobre y estaño)

Calcita (CaCO3)

Agua marina

Alambre de cobre

Agua y arena

Clavos de hierro

Papel de aluminio

Lingotes de oroGas Oxígeno

Sopa de verduras

Azufre

Granito

Yogurt con frutas

Zumo de naranja

Alcohol etílico

Azúcar

Nitrato de cobre

Elemento

Mezcla Heterogén

eaElemento

Mezcla Homogéne

aMezcla

Heterogénea

Compuesto

Elemento

Elemento

Compuesto

Mezcla Heterogén

eaCompuest

oMezcla

Heterogénea

Elemento

Mezcla Homogéne

a

Aire

Mezcla Heterogén

eaMezcla

Homogénea

Elemento

Compuesto

Separación de mezclas heterogéneas

Las sustancias puras que constituyen una mezcla pueden separarse mediante métodos físicos. El método empleado depende del estado y propiedades de las sustancias que queremos separar.

Criba: La criba es un procedimiento que se emplea para separar mezclas heterogéneas sólidas donde uno de los componentes tiene un tamaño muy distinto al otro. Ej.: Arena y piedras.

La filtración es un procedimiento que se emplea para separar mezclas heterogéneas sólido-líquido donde el sólido es insoluble en el líquido. Ej.: Arena y agua.

La separación magnética es un procedimiento que se emplea cuando uno de los componentes de la mezcla es ferromagnético (Fe, Ni, Co), el cuál se separa del resto empleando un imán.

La decantación es un procedimiento que se emplea para separar mezclas heterogéneas de líquidos inmiscibles con diferente densidad. Para este procedimiento se usa un embudo llamado embudo de decantación, que tiene una válvula en la parte inferior. Cuando los dos líquidos están claramente separados, la válvula se abre y sale el primero que es el líquido de mayor densidad. Ej: Agua y aceite.

Disoluciones

Una disolución es una mezcla homogénea formada por 2 ó más sustancias puras en proporción variable. Las disoluciones pueden ser binarias (2 componentes), ternarias (3 componentes), etc. Ejemplo: Una mezcla de agua con sal es una disolución.

El componente de la disolución que se encuentra en mayor cantidad o proporción se llama disolvente y el o los que aparecen en menor cantidad o proporción se llama/n solutos. Ejemplo: En una disolución de sal en agua, la sal es el soluto y el agua es el disolvente.

Disoluciones

Tipos de disoluciones:

●Insaturada: Es cuando el soluto esta en menor cantidad, en cambio, el solvente se encuentra en mayor cantidad. Ejemplo: Un litro de agua, por una cucharada de azúcar. ●Saturada: Cuando el soluto y el solvente se encuentran en las mismas cantidades. ●Sobresaturada: Cuando el soluto esta en mayor cantidad que el solvente.

Concentración de una disolución

La concentración de una disolución es la cantidad de soluto que hay disuelto en una determinada cantidad de disolvente o en una determinada cantidad de disolución.

Existen distintas formas de expresar la concentración de una disolución:

Tanto por ciento en masa: Es la masa de soluto (en gramos) que hay en 100 gramos de disolución

Ejemplo: Preparamos una disolución que contiene 2 g de cloruro de sodio (NaCl) y 3 g de cloruro de potasio (KCl) en 100 g de agua destilada. Calcula el tanto por ciento en masa de cada soluto en la disolución obtenida.Primeramente, se trata de identificar a los solutos y al disolvente. En este caso, el disolvente es el agua, pues es la sustancia que se encuentra en mayor proporción y los solutos serán NaCl y KCl. La masa de soluto será la que hay para cada uno de ellos; la masa de disolución es la suma de todas las masas de sustancias presentes en la mezcla: 2 g + 3 g + 100 g = 105 g. Por tanto:% en masa de NaCl = (2 g / 105 g) • 100 = 1,9 % de NaCl en la disolución.% en masa de KCl = (3 g / 105 g) • 100 = 2,8 % de KCl en la disolución.

Concentración de una disolución

Tanto por ciento en volumen: Es el volumen de soluto que hay en 100 volúmenes de disolución.

Preparamos una disolución añadiendo 5 ml de alcohol etílico junto a 245 ml deagua. Calcula el % en volumen de soluto en la disolución. En este caso, el soluto es el alcohol pues está en menor cantidad y el disolvente es el agua. El volumen de disolución es la suma de volúmenes de los componentes (no tiene porqué ser así siempre): 5 ml + 245 ml = 250 ml. Por tanto:% en volumen de alcohol= (5 ml / 250 ml) • 100 = 2 % de alcohol en la disolución.Esto indica que si tuviésemos 100 ml de disolución, 2 ml serían de alcohol y el resto, hasta 100 ml, serían de agua.

Concentración de una disolución

Concentración en masa: Es la masa de soluto que hay disuelta por cada unidad de volumen de disolución.

Ejemplo: Preparamos una disolución añadiendo 20 g de sal a agua destilada hasta tener un volumen de 500 ml. Calcular la concentración en masa.En este caso, el soluto es la sal y el disolvente es el agua. El volumen de disolución es 500 ml = 0,5 litros. Por tanto:Concentración en masa = 20 g / 0,5 l = 40 g/l.Esto indica que hay 40 gramos de sal por cada litro de disolución que tengamos

La unidad de concentración en masa, en el S.I., es el kg/m3; pero,en la práctica, se emplea el g/l.

Ejercicios

Calcula la concentración en % masa de una disolución obtenida, disolviendo 10 g de NaOH en 150 g de agua.

Masa de soluto = 10 g de NaOHMasa disolvente = 150 g de aguaMasa de disolución = 10 + 150 = 160 g% en masa = (10/160) x 100 = 6,25

Calcula la concentración en g/L de una disolución obtenida al mezclar 319 g de CuSO4 en 2 litros de agua.

Masa de soluto = 319 g de CuSO4

Volumen disolución = 2 L de aguaConcentración (g/L) = (319/2) = 159,5 g/L

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