Sistemas Homogéneos

LA MATERIA, ELEMENTOS Y COMPUESTOS 3º E.S.O.
2.3
2.3.1
SISTEMAS HOMOGÉNEOS.
DISOLUCIONES.
Vemos que muchos cuerpos y sistemas materiales son heterogéneos y
podemos observar que están formados por varias sustancias. En otros no
podemos ver que haya varias sustancias, decimos que el sistema material es
homogéneo. La sal, el azúcar o el agua que salen del grifo son sistemas
materiales homogéneos, que parecen formados por una única sustancia, sal,
azúcar y agua, respectivamente.
Pero el agua del grifo no es sólo agua. Aunque parezca formada por una
sustancia, realmente está formada por más de una. Además de agua contiene
oxígeno, cloro, calcio y muchas más sustancias. El mismo aire está formado
por oxígeno, nitrógeno, agua, argón y muchas otras sustancias. Cuando un
sistema material es homogéneo pero está formado por varias sustancias, se
trata de una disolución. Aunque una disolución puede ser sólida, líquida o
gaseosa (oro de joyería, agua del grifo o aire) la mayoría de las disoluciones
que se estudian son líquidas, formadas por agua que lleva disuelta varias
sustancias que se llaman solutos, mientras que el agua recibe el nombre de
disolvente.
La separación de las sustancias que forman una disolución es más difícil que
las que forman una mezcla heterogénea y también existen varios métodos
para hacerlo, pero los más comunes, tanto en la industria como en el
laboratorio son:
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y
Cromatografía: La cromatografía más simple se denomina
cromatografía en papel. En una tira de papel, similar al que
se emplea para hacer filtros, se colocan unas gotas de la
destilación que se desea separar. Después se sumerge un
extremo del papel en una mezcla de agua con acetona u otra sustancia
similar, procurando que el líquido no moje la mancha de disolución y
que el papel quede en vertical. La mezcla subirá por el papel y
arrastrará la mancha de la disolución, pero cada componente de la
disolución será arrastrado de forma distinta,
dependiendo de su afinidad con la mezcla
que lo arrastra y el papel. De esta forma en
Gracias a cromatógrafos,
se aíslan e identifican
sustancias en los controles
de calidad.
el papel se formarán bandas de color a
distintas alturas, una por cada componente
de la disolución.
Además de la cromatografía en papel, existen otros tipos de
cromatografía, empleados, sobre todo, en los laboratorios para
identificar los compuestos que forman una disolución. Los más
habituales son la cromatografía en capa fina, que emplea en lugar de
papel un compuesto especial a base de sílice, y la cromatografía de
gases, en la que la disolución, gracias a un aparato especial, se
evapora y es arrastrada por un gas a través de unos tubos en los que
se separan los componentes de la disolución.
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y
Destilación: La destilación es un método que permite separar las
sustancias presentes en una disolución. Consiste en calentar la
disolución hasta que hierva, recogiendo los vapores desprendidos.
Existen varios tipos de destilaciones.
En la destilación simple la
disolución se calienta hasta
hervir
enfrían
y
los
y
vapores
se
inmediatamente.
método
no
se
recogen
Con
se
este
separan
completamente las sustancias que constituyen la disolución pero es fácil
y cómodo de realizar. Se emplea para obtener agua destilada (que se
usa para el planchado de ropa en las nuevas planchas a vapor y en las
baterías de los coches) y en la elaboración de bebidas espiritosas.
En la destilación fraccionada los vapores suben por un tubo alto en el
que se van enfriando antes de pasar al refrigerante que los licuará
nuevamente. No sólo se obtienen sustancias mucho más puras que en
la destilación simple, sino que obteniendo vapores a distintas alturas del
fraccionador, se pueden obtener sustancias distintas. Este método es el
empleado en la destilación del petróleo y, en las distintas partes del
fraccionado se obtiene gas, gasolina, gasóleo, combustible para
aviones, asfalto, etc..
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2.3.2. CONCENTRACIÓN.
Para saber cómo está formada una
disolución
no
basta
conocer
qué
sustancia es el disolvente y qué sustancia
es el soluto. Podríamos intentar saber la
cantidad que hay de cada uno, pero
entonces el derramar un poco de disolución o añadir más, nos obligaría
a hacer nuevos cálculos. Por eso, lo que interesa conocer es la
proporción entre soluto y disolvente: la concentración.
La concentración de una disolución siempre es
la misma, tengamos la cantidad de disolución
que tengamos y la repartamos entre varios
recipientes o en uno sólo. Para cambiar la
concentración tendríamos que añadir o quitar
sólo disolvente o sólo soluto.
Aunque existen varias formas de medir la concentración, la más habitual es
gramos por litro (g/l) que indica los gramos de soluto que habría en un litro de
disolución. Se calcula dividiendo la masa de soluto (en gramos) entre el
volumen de disolución (en litros). Así, si añadimos 5 g de sal a dos litros de
agua para preparar una sopa, la concentración será 5/2 = 2.5 g/l.
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Puesto que la concentración es el cociente entre la masa de soluto y el
volumen de disolución, conocidos dos de ellos, es posible calcular el tercero:
También es habitual medir la concentración en tanto por ciento (%). El paso
de una forma de medir a otra es muy fácil, ya que la concentración en tanto
por ciento es 10 veces mayor que en gramos por litro, de forma que basta
multiplicar por 10 para pasar de % a g/l y dividir entre 10 para pasar de g/l a
%. Así, la disolución anterior, que tiene una concentración de sal de 2.5 g/l, su
concentración es también del 0.25 %
2.3.3. ACTIVIDADES.
a) Para el aula:
y
Busca en el diccionario el significado de las siguientes palabras y
anótalo en tu cuaderno. Si en la definición no comprendes alguna
palabra, búscala también y escribe su significado:
) Homogéneo
) Soluto
) Disolución
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) Espiritosa
) Proporción
y
¿Qué es el disolvente? ¿Y el soluto?
y
En la cocina, se añaden 10 g de sal en medio litro de agua para
preparar una sopa. ¿Qué concentración de sal tendrá la sopa?
Exprésala en g/l y en %.
y
El alcohol empleado en farmacia tiene una concentración del 96 %.
¿Cuántos gramos de alcohol habrá en un bote que contiene 500 ml?
y
De dos litros de una disolución de concentración 20 g/l, se toma medio
litro. ¿Qué masa de soluto habrá en ese medio litro? ¿Y en el volumen
que queda de disolución?
b) Para casa:
y
Lavabo, bañera, espejos, suelen tener marcas de las gotas de agua que
los mojaron. ¿A qué crees que es debido?
y
Toma un cordón de lana de unos 15 cm de longitud e introduce 5 en un
vaso con agua, dejándolo en vertical. Tras cinco minutos, con una regla,
mide la altura que ha alcanzado el agua en el cordón.
y
Vierte en un vaso transparente agua y una cucharada de azúcar. Remueve
a continuación. ¿Dónde está el azúcar? ¿Cómo podrías recuperarlo?
y
¿Qué diferencia hay entre el agua del grifo y el agua destilada?
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Busca en casa 5 productos que sean disoluciones e indica la
y
concentración o las concentraciones que aparecen en su etiqueta.
/ Experiencia 10
Cromatografía en papel
Material:
Reactivos:
Vaso de precipitados de 250 ml
Alcohol
Papel de filtro
Agua destilada
Varilla de vidrio
Rotulador negro.
Probeta.
Procedimiento:
Pon en el vaso de precipitados 25 ml de alcohol y 25 ml de agua destilada.
Corta una tira de unos 2 cm de ancha y 20 cm de larga de papel de filtro.
Cerca de uno de sus extremos, como a 1.5 cm, haz una mancha densa con
el rotulador.
Introduce la tira de papel en el vaso de precipitados, de forma que el líquido
la moje pero no llegue a la mancha de rotulador.
Con ayuda de la varilla de vidrio, cruzada sobre el vaso de precipitados, deja
la tira de papel de filtro en el vaso de precipitados.
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Responde en tu cuaderno:
• ¿Cuántos colores han aparecido sobre el papel?
• ¿Son todas las manchas de la misma extensión? ¿Crees que podría
emplearse esta técnica para calcular la composición de la tinta?
• Dibuja el material de laboratorio empleado y el montaje final de la
cromatografía.
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