Punto de ebullición 7 - 12 Plan de clase # 023 Punto de ebullición Objetivo Identificar y utilizar el punto de ebullición como método de separación de los componentes de una mezcla. Destrezas Utilizar métodos de separación para los componentes de una mezcla. Logros e indicadores de logro Identifica el punto de ebullición como una propiedad característica de la materia. Utiliza técnicas adecuadas para determinar el punto de ebullición. Relaciona la importancia del conocimiento de los puntos de ebullición con el uso que los seres humanos dan a las sustancias. Define operativamente el concepto de ebullición. Selecciona adecuadamente los implementos de laboratorio para determinar el punto de ebullición de una sustancia. Relaciona los valores del punto de ebullición de las sustancias con su aplicación en la elaboración de alimentos, medicamentos, separación de mezclas y estado físico a temperatura ambiente. Resumen Parta de una sesión de preguntas acerca de los fenómenos familiares donde se pueda observar la evaporación del agua, ejemplo: cuando lavamos la ropa y al cabo de un tiempo se seca. Introduzca a la clase la actividad, en este caso un experimento, e infórmeles los materiales que necesitan y los objetivos que espera alcanzar con esta experiencia. Dirija los estudiantes al laboratorio donde encontrarán fuentes de calor y diferentes soluciones a base de agua con las que desarrollarán su actividad; organizados en grupos de tres personas, prepararán sus materiales y darán inicio al experimento. Los estudiantes deben tomar nota de datos, resultados y observaciones para luego contrastar los resultados con los demás compañeros y sacar conclusiones. Materiales líquido A (agua pura), líquido B (solución salina formada por 20 g de sal común en 100 ml de agua) y líquido C ( solución salina formada por 10 g de sal en 100 ml de agua) / termómetro ( mínimo de 120 ºC) / tubo de ensayo de 20 x 150 mm / soporte universal / aro metálico o trípode / malla de asbesto / nuez / pinza / varilla metálica / papel cuadriculado o milimetrado / toallas de papel / mechero / piedritas porosas o trozos de porcelana para ebullición / reloj / Desarrollo 1. Inicie un diálogo a partir de preguntas como: Una tela está húmeda. ¿Qué le puede ocurrir al agua que tiene la tela al cabo de un tiempo si la dejamos expuesta al aire? El agua de una olla está hirviendo. ¿Por qué hierve? ¿Qué le sucederá al agua de la olla si la dejamos que siga hirviendo? ¿En qué se parecen los dos eventos? ¿Qué diferencias se pueden identificar entre estos acontecimientos? ¿En cuál de estos acontecimientos ha ocurrido evaporación? ¿En cuál ha ocurrido ebullición? Defina, con sus propias palabras, lo que entiende por evaporación y ebullición. ¿A qué temperatura cree que se encuentra el agua que sale de la pluma? ¿A qué temperatura consideran que hierve el agua? ¿Mientras el agua hierve con la ayuda de una fuente de calor, la temperatura aumenta, disminuye o permanece constante? 2. Recoja las opiniones de los estudiantes y las dudas que surjan déjelas para ser resueltas una vez terminado el experimento. 3. Organice los alumnos y llévelos al laboratorio del colegio o en su defecto a un salón donde el uso de una fuente de calor sea seguro. Encárguese de preparar con anterioridad las diversas soluciones que necesita, con el fin de que los alumnos no puedan ver la diferencia entre los líquidos, en principio. Asegúrese de que las fuentes de calor funcionen correctamente y no sean un problema a la hora de manipularlas. Comunique las pautas del experimento así: Realice el montaje para el líquido A, como se observa en la ilustración. Inicie el calentamiento y registre el valor de temperatura cada minuto. Para el tiempo cero el valor de temperatura es el que presenta el líquido antes de iniciarse el calentamiento. Deje calentar el líquido hasta que se haya evaporado la mitad de su volumen. Repita el procedimiento con el líquido B y finalmente con el líquido C. Asee y guarde el material. 4. Elabore la gráfica de los puntos de ebullición y elabore un informe de la experiencia y las principales conclusiones de acuerdo con el análisis de la gráfica. Evaluación Durante el desarrollo de este tema son aspectos importantes de evaluación el trabajo en grupo, el manejo adecuado de los aparatos de laboratorio, la toma de datos en relación con los puntos de ebullición, la lectura correcta de la temperatura, la selección de la escala para representar los datos en la elaboración de la gráfica, la interpretación de la misma y el cuidado de los instrumentos de laboratorio. Solicitar a los estudiantes que resuelvan situaciones como: 1. La palabra que más se relaciona con el término ebullición es: a) condensar c) enfriar b) hervir d) calentar 2. Cuando un líquido hierve a. la temperatura permanece constante. b. sólo existe la fase líquida. c. sólo existe la fase gaseosa. d. la temperatura aumenta con el tiempo. 3. El punto de ebullición es una propiedad característica a. de los gases. b. de los líquidos. c. de los sólidos. d. de la materia. 4. El punto de ebullición de una sustancia es de 6 °C. Si se colocan 3 ml de esta sustancia en un salón donde la temperatura es de 25 °C, la sustancia se encontrará en a) el estado sólido. c) los estados líquido y gaseoso. b) en el estado líquido. d) en el estado gaseoso. 5. El punto de ebullición de un líquido puro puede variar por a. el material del recipiente donde se calienta. b. el volumen del líquido que se calienta. c. la fuente de calentamiento que se utilice. d. el valor de la presión a la que se encuentre. 6. Inicialmente el punto de ebullición de un líquido es 78°C pero la temperatura sigue subiendo a medida que se evapora más líquido. ¿Cuál crees que sea la razón? 7. Dos líquidos transparentes e incoloros tienen el mismo punto de ebullición, pero no se puede asegurar que sean la misma sustancia. ¿Qué ensayos adicionales podrías hacer para tratar de determinar que son o no la misma sustancia? Profundización Investigar sobre la relación de la presión con el punto de ebullición de los líquidos y responder a manera de ensayo por qué la presión atmosférica al nivel del mar es mayor que nos lugares que se encuentran por encima del nivel del mar; a partir de estos conceptos explique el funcionamiento de una olla a presión casera. Palabras claves Ebullición. Dicho de un líquido: Producir burbujas por la acción del calor. Líquido. Dicho de un cuerpo de volumen constante: Cuyas moléculas tienen tan poca cohesión que se adaptan a la forma de la cavidad que las contiene, y tienden siempre a ponerse a nivel. Gaseoso. Que se halla en estado de gas. Fluido que tiende a expandirse indefinidamente y que se caracteriza por su pequeña densidad, como el aire. Separar. Formar grupos homogéneos de cosas que estaban mezcladas con otras.