UNIDAD 4. SISTEMAS MATERIALES.

PROGRAMACIÓN DIDÁCTICA 2º ESO FÍSICA Y QUÍMICA

Aránzazu Gasca

UNIDAD DIDÁCTICA 4. LOS SISTEMAS MATERIALES. 8 SESIONES. 1.

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4.

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Sistemas homogéneos. Sistemas no homogéneos.

Las mezclas heterogéneas y homogéneas.

Las disoluciones. Disolvente, soluto. Concentraciones. Análisis Nutricional en los alimentos.

Coloides y emulsiones. El efecto Tyndall. La niebla.

Separación de mezclas: Criba, separación magnética, filtración, decantación, evaporación, cristalización, destilación, cromatografía.

6. Las sustancias: Puras, compuestos y mezclas.

7. Laboratorio: Cromatografía, separación del colorante de la col lombarda.

4.1 Cómo se presenta la materia.

Ya hemos visto en el tema anterior que la materia gozaba de unas propiedades generales y otras específicas. Ahora fíjate en la imagen, ¿Podrías deducir su composición?

Interpreta la imagen. ¿Cuáles de estos sistemas

materiales tienen el mismo aspecto cualquier que sea la

parte en que te fijes? ¿Cuáles crees que están formados por sustancias puras? ¿A qué sabe el agua de mar?

¿Qué diferencia hay entre una bebida con burbujas y esa misma bebida sin burbujas?

Decimos que la leche, el agua o el aire son puros cuando están tal y como se han originado en la naturaleza, sin que hayan sufrido ningún cambio por actividades humanas. Como veremos tanto la leche como el agua de manantial o el aire, en su estado natural son en realidad una mezcla de varias sustancias.

SISTEMAS HOMOGÉNEOS: Son sistemas materiales que tiene el mismo aspecto en cualquiera de sus partes. Ejemplos: el aluminio, el agua de mar (filtrada), la leche o la gelatina.

SISTEMAS HETEROGÉNEOS: Son sistemas materiales en los que podemos distinguir porciones con aspecto diferente.

Ejemplos: El granito, el agua con hielo, la bebida con burbujas o la pizza.

Un sistema heterogéneo puede tener una sola sustancia, como el agua con hielo.

Actividades de inicio.

1. Indica si los siguientes sistemas materiales son homogéneos o heterogéneos a) Aire b) Agua hirviendo

c) Humo

d) Yogur e) Granizado de limón.

f) Papel escrito.

g) Azúcar

h) Leche con cacao.

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4.2 LAS MEZCLAS

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Con frecuencia, los sistemas materiales están formados por más de una sustancia, aunque no siempre se aprecian a simple vista. Las mezclas son sistemas materiales formados por más de una sustancia. Hay dos tipos de mezclas: MEZCLAS HETEROGÉNEAS: Sus componentes se distinguen, muchas veces, a simple vista. Hay partes del sistema que tienen distinta composición y propiedades. Ejemplo: Granito.

MEZCLAS HOMOGÉNEAS: Sus componentes no se distinguen a simple vista. Cualquier porción de una mezcla homogénea tiene la misma composición y propiedades. Ejemplo: Agua de mar.

4.3. LAS DISOLUCIONES Las mezclas homogéneas se llaman disoluciones. Las disoluciones están formadas por dos o más componentes. ! El disolvente es el componente que está en mayor proporción. En el agua de mar, en la manzanilla o en el café, el disolvente es el agua. ! El soluto es el componente que está en menor proporción. En una disolución puede haber un soluto o más. En el agua de mar, el soluto es la sal. En la manzanilla o en el café, los solutos son todas las sustancias disueltas en el agua que le dan color y sabor, y también el azúcar que llevan disuelto en muchas ocasiones. En el dibujo siguiente se representa los componentes de una disolución. Ten presente que es una representación, porque las partículas que forman estos componentes no se pueden apreciar ni siquiera con un microscopio. ! Tanto el soluto como el disolvente de una disolución pueden estar en cualquier estado físico. En cada caso, la disolución que se obtiene tendrá el mismo estado físico que el disolvente.

CONCENTRACIÓN DE LAS DISOLUCIONES: Porcentaje en masa:

Porcentaje en volumen: Cuando se trata de disoluciones de líquidos lo más sencillo es expresar la concentración en porcentaje en volumen. Mira el ejemplo.

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Concentración en gramos por litro: Otra forma habitual de expresar la concentración es la de considerar la masa del soluto expresada en gramos por cada litro de disolución:

4.4 LOS COLOIDES

La leche, la niebla, la gelatina, la mahonesa o la nata montada son mezclas de aspecto homogéneo. Pero, ¿Son iguales que una infusión o el agua con azúcar?

En algunas mezclas las sustancias están distribuidas de forma homogénea, pero forman partículas más grandes que en las disoluciones y se pueden apreciar con un microscopio. Son las dispersiones coloidales. Se distinguen porque dispersan la luz, lo que se conoce como efecto TYNDALL.

Los coloides son mezclas heterogéneas de aspecto homogéneo. La sustancia dispersa forma partículas que se parecían con el microscopio y dispersan la luz.

LAS EMULSIONES. Son un tipo de coloides. Las emulsiones son muy comunes en la vida cotidiana, la leche, la mahonesa y la mayoría de las salsas son emulsiones. En todos estos ejemplos hay grasa mezclada con agua. Pero estas dos sustancias son inmiscibles, y aunque agitemos agua y aceite con una batidora, acabarán por separarse. Para que la mezcla se mantenga estable se necesita una tercera sustancia, llamada emulsionante que rodea las gotitas de grasa e impide que se vuelvan a unir. En el caso de la mahonesa, el emulsionante es la lecitina, una sustancia presente en la yema del huevo y en el caso de la leche, la caseína, una proteína que forma parte de ella.

La emulsión es un coloide en el que la fase dispersa y la dispersante son dos líquidos inmiscibles. Las partículas de la fase dispersa se mantienen de forma homogénea en la fase dispersante gracias a una tercera sustancia llamada emulsionante.

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4.5 SEPARACIÓN DE MEZCLAS

Metodos de Separacion de 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.

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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 separada de la sal. Puedes saber más aqui: Destilacion Simple.

Por último tenemos la Cromatografía, técnica más compleja y que te la explicamos en este enlace Cromatografía.

Aquí tienes un video resumen que explica la diferencia entre mezcla homogénea y heterogénea: https://www.youtube.com/watch?v=sKCrdnihOIg&feature=youtu.be

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Actividad: Busca en casa cuadros de análisis nutricionales de alimentos procesados que consumas. Recopila unos 3 o 4 y guardalos. Pégalos en tu cuaderno que haremos una actividad bien chula.

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RECUERDA LEER EL GUIÓN DE PRÁCTICAS ANTES DE IR AL LABORATORIO

SIMULACRO DE EXAMEN 1. Indica en cada uno de los siguientes casos, si se trata de una sustancia pura o de una mezcla. ¿En qué te basas para diferenciar ambos tipos de sistemas materiales? a. Zumo de piña b. Tornillo de acero c. El helio de un globo de feria d. La pintura plástica de las paredes e. El estaño para soldar componentes eléctricos.

2. Contesta a estas cuestiones: a. ¿A que nos referimos cuando decimos que una mezcla heterogénea no es uniforme? b. ¿Cómo clasificarías un puré de patata, como una mezcla homogénea o heterogénea? ¿Por qué? c. Si tomamos varias porciones diferentes de una misma mezcla homogénea, ¿Qué tienen en común?

3. Cuando empleamos el termino disolución, ¿A qué nos referimos exactamente? Explícalo y di cómo se denominan sus componentes. No olvides incluir algún ejempl.

4. Elabora un esquema en el que aparezclan los siguientes conceptos: sustancia pura, mezcla, mezcla homogénea, mezcla heterogénea y disolución. Debes incluir el significado de cada concepto y algún ejemplo ilustrado.

5. ¿Qué método físico utilizarías para separar los componentes de las siguientes mezclas? Justifica tu elección. a) Una muestra de agua tomada de una charca está sucia, ya que tiene partículas sólidas en suspensión.

b) Al cortar unos tubos de hierro con una sierra, se han mezclado algunas limaduras de hierro con arena del suelo. c) Ha entrado agua en un depósito de combustible y se ha mezclado con la gasolina que contiene.

6. Fijándote en la etiqueta calcula: a) Calcula en g/l la concentración de glúcidos que tenemos. En un vaso de leche de 300ml ¿Cuántas grasas encontramos?

b) ¿Cuántos lípidos hay 500ml de leche?

c) ¿Y proteínas?