materiales mezclas soluciones · materiales, mezclas y soluciones es posible que en tu vida...

Materiales, mezclas y solucionesEs posible que en tu vida cotidiana hayas realizado diferentes

tipos de mezclas, tan solo al hacer una simple ensalada, unagelatina o algún licuado, con componentes que en algunasoportunidades no has podido distinguir entre sí a simple vista.

¿Toda mezcla surge a partir de la interacción entre diferentes materiales?¿Los materiales presentan una diversidad de características?

Los invitamos a explorar los cambios y transformaciones de los distintos materiales,teniendo en cuenta las características particulares de cada uno y registrando y comparando los resultados que surgen de las interacciones entre ellos.

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Materiales, mezclas y solucionesEs posible que en tu vida cotidiana hayas realizado diferentes

tipos de mezclas, tan solo al hacer una simple ensalada, unagelatina o algún licuado, con componentes que en algunasoportunidades no has podido distinguir entre sí a simple vista.

¿Toda mezcla surge a partir de la interacción entre diferentes materiales?¿Los materiales presentan una diversidad de características?

Los invitamos a explorar los cambios y transformaciones de los distintos materiales,teniendo en cuenta las características particulares de cada uno y registrando y comparando los resultados que surgen de las interacciones entre ellos.

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131Los materiales

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Los químicos continuamente buscanrespuestas a los distintos interrogantes, poreso realizan experimentos, descubren yelaboran teorías y leyes.Un objeto puede estar formado por

diferentes clases de materiales.Los sistemas materiales son una porción de materia que se aísla para

ser estudiada. El hecho de no tener límites bien definidos es lo que losdiferencia de los objetos. Se dividen en dos grandes grupos:

Están formados poruna sustancia pura,como por ejemplo, elagua, o por más de unasustancia (mezclahomogénea o solución),como por ejemplo, agua salada.

Pueden presentar dos o más fases. Para separarlas se deben utilizar diferentesmétodos: por decantación, filtración,imantación, tamización, a mano o conpinzas, extracción, centrifugación.

En este tipo de sistemas materiales lasfases se pueden divisar a simple vista o con distintos instrumentos ópticos.

Sustancias purasHomogéneos Heterogéneos

Sistemas materiales Sistemas materiales

• En la imagen de apertura, ¿observás alguna sustancia pura? ¿Por qué?• ¿Cuáles son las fases del jugo preparado por el niño? • ¿Qué tipo de sistema material representa el contenido de la jarra? Explicá.

ActividadesActividades

SÍ NO

Cada una de las partesque forman un sistema.

Cada fase es unsistema homogéneocon idénticaspropiedades.

Sustancia pura:todas las moléculasque la forman tienen lamisma composición ymantienen las mismaspropiedades.

FAse = Parte


132132 Diversidad de materiales

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Materiales en el mundoHay una gran diversidad de materiales:

Hay materiales naturales de diferentes orígenes que los podemos encontrar en la naturaleza.

Se fabrican con arcilla yotros materiales. Son porosos,frágiles y opacos (excepto elvidrio), y resisten el paso delcalor y de la electricidad.

Son fabricados a partirdel petróleo en industriasquímicas. Algunos sonduros y otros blandos, yaque pueden quebrarse oromperse. Pueden sertransparentes u opacos.Tardan muchos años endegradarse. Son elásticosy muy flexibles.

El oro y el cobre lospodemos encontrar puros enla naturaleza. Otros formanparte de las rocas. Sonresistentes, duros y no serayan. Son conductores delcalor y de la electricidad. Sefunden a altas temperaturas.Poseen brillo, son maleablesy dúctiles.

Son los que obtenemos delos diferentes animales y queusamos en algunas prendas.

Uno de los materiales másimportantes de este origen esla madera, ya que con ella sefabrican, por ejemplo, mesas,sillas, muebles y papel.

A partir de ellos se obtienenlos metales; algunos mineralesse usan tal cual como se losextrae, como es el caso delazufre o la sal.

Animal Vegetal Mineral


133Diversidad de materiales

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Algunas de las propiedades de los materiales son las siguientes:

Elasticidad

Algunos materialestienen la capacidad dedeformarse ante lapresión ejercida porun agente externo,volviendo a su formainicial cuando se dejade presionarlo.

Fragilidad

El vidrio y loscerámicos son frágiles,ya que se rompen conmucha facilidad.

Resistencia

Es la capacidad delos cuerpos de resistircierto peso.

Dureza

Es la resistencia deuna sustancia a serrayada. El diamante esel mineral más duro.

De la madera de los árboles se extraecelulosa, que seutiliza para lafabricación del papel.

Con diferentesmateriales fabricadosa partir del petróleo,como el nailon, elpoliéster o la lycra,se obtienen tejidosartificiales.

Los plásticos usadosen la fabricación dediferentes objetos,principalmente seobtienen del petróleo.

La arena, expuestaa altas temperaturas(1500º c) se funde y,mezclada con otroselementos, produceel vidrio.

Son los que el ser humano obtienea partir de materiales naturales.

• Descubrí las palabras y da ejemplos de cada una de ellas.

Material elástico y muy flexible.

Mineral usado tal cual seextrae de la naturaleza.

Nombre de la propiedad que tienen algunos cuerpos de soportardiferentes pesos.

• Enumerálos materialesusados en laconstrucción delsiguiente objeto:


Conductores de calor

Cuando los materialespermiten el paso del calor.

Conductores de electricidad

Cuando el material permite el pasode la corriente eléctrica a través de él.

Materiales artificiales


134134 Interacción de los materiales. Mezclas y soluciones. Diferencias. Características

Llamemos las cosas por su nombre

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Los diferentes materiales pueden pasar por cambios:

El globo ha sufrido un cambio físico,pero continúa siendo un globo.

Dos o más sustancias puras forman una mezcla,que está formada por sustancias (en cantidadesvariables) diferentes entre sí.Cuando los componentes de las mezclas no pueden

identificarse a simple vista, pudiéndose observar unasola fase, forman las mezclas homogéneas.

Contrario a este tipo de mezclas, están aquellasen las que sus componentes se pueden ver asimple vista, distinguiéndose más de una fasefísica en ellos. Esto sucede en las mezclasheterogéneas.

El papel cambió químicamentetransformándose en ceniza.

Físicos

Químicos

• Realizá las siguientes mezclas. Describí e ilustrá lo que sucede, paso a paso,en cada una. Clasificá a cada una en homogénea o heterogénea. Explicá elporqué de cada elección. Determiná si alguna de las mezclas forma una solucióny justificá tu respuesta.

¿El aire es una mezcla?

¿Por qué?


SÍ NOagua sal sal aceite aceite agua

Las mezclashomogéneas tambiénreciben el nombre de

soluciones. Un ejemplo se dacuando le agregás sal al agua,la revolvés y ya no podés dartecuenta de dónde está la sal.


135Interacción de los materiales. Mezclas y soluciones. Diferencias. Características

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Las mezclas homogéneas, formadas por dos o más sustancias que interactúan estrechamenteformando un todo con características propias, las conocemos con el nombre de soluciones.

En este caso, el solvente es la leche y elcacao es el soluto; ambos componentesformaron una solución, donde el solvente(la leche) disuelve al soluto (el cacao).

Una solución puede tener mucho másque un soluto, por ejemplo, el café conazúcar o edulcorante es una solucióncon dos solutos: el café y el azúcar oedulcorante.

En estas imágenes, el solvente es el agua que en la que se disuelven los solutos, polvitode gelatina y sopa, para formar una solución homogénea.”

Si a un vaso con agua le agregás con una cucharita lo siguiente y revolvés:

¿Qué tipo de mezcla se forma en cada caso?• Da otros ejemplos de mezcla heterogénea y uno de solución homogénea.• Describí lo que ves en la imagen.

Solvente: es el componentemayor de una solución.

El resto de los componentes que semezclan con un solvente para formaruna solución reciben el nombre desoluto, se encuentran en menorcantidad que el solvente.

Una solución posee la mismacomposición en todas sus partes.


arena y aserrín

talco

polvo de jugo

saquito de té y azúcar


136136 El agua como solvente universal. Soluciones diluidas y concentradas

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Agua que has de beber…El agua es un excelente disolvente. No es ni

tóxica ni inflamable, razón por la cual no daña almedioambiente. Es denominada el disolventeuniversal. Puede disolver diversas sustancias. En muchas soluciones el agua es el solvente.

Solubilidad es la capacidad que poseeuna sustancia (soluto) para disolverse enun medio determinado (solvente).

Si bien el agua es un buen solvente, no disuelvetodo. Por ejemplo, si manchamos alguna prendacon grasa, el agua no puede disolverla o, sideseamos quitarnos el esmalte de nuestras uñascon agua, no podremos hacerlo. Para ellonecesitamos acetona (solvente) que disolverá elsoluto (esmalte).

En algunas ocasiones, si colocás demasiada salo azúcar al agua que posee un vaso, hay restosque quedan acumulados en el fondo. Eso sedebe a que no se disuelve la gran cantidad deazúcar o sal colocada. Pero si a esa mezcla se lacalienta, seguramente se disolverá porque, amayor temperatura, aumenta el poder dedisolución del agua.

El agua tiene un punto de saturación; cuandolo sobrepasa no puede disolver más cantidad desustancia.

Esta solución se saturó, poreso no puede disolver todo elsoluto porque fue demasiado.

En algunos combustibles,el solvente es la nafta y elsoluto el aceite.

Las disoluciones son mezclas homogéneasformadas por dos o más sustancias.

• Reunidos en grupos, comprueben lo siguiente, según los pasos planteados.

a) Pesen un soluto (puede ser sal o azúcar).b) En un vaso graduado, midan cierta cantidad de agua (mayor a la del soluto).c) Ahora disuelvan el soluto en el disolvente. Observen.

- ¿El volumen de la solución obtenida es el mismo? ¿Por qué?- ¿De qué manera pueden apreciar la presencia del disoluto

disuelto? Expliquen.


SÍ NO

Disolvente o solvente: es lafase que se dispersa, siendo lamayor parte de una solución.

Disolvente + solutos = disoluciones


137El agua como solvente universal. Soluciones diluidas y concentradas

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La concentración de una disolución depende de la relación entre las cantidadesde soluto y solvente.

En este ejemplo, el soluto (témpera) es la sustancia que se disuelvey el agua (disolvente) es la sustancia que disuelve al soluto.

Cuanto menor sea la cantidad de soluto disuelto en el disolvente,menos concentrada estará la disolución.

Factores que afectan la solubilidad

A mayor temperatura, mayorsolubilidad, tanto de líquidos como desólidos. En el caso de los gases no sucedelo mismo, por eso, al hervir el agua, losgases disueltos en ella forman burbujas.

Temperatura

Si deseamos saber si unasustancia es soluble, hay queesperar un tiempo para ver el resultado, no es inmediato. Al agitar la mezcla, el tiempode disolución es menor.

Tiempo

• Explicá la diferencia entre solvente y soluto.• Definí la solubilidad. Da ejemplos.



138138 Los métodos de separación de las mezclas y de las soluciones

Descubriendo fases

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Existen diferentes métodos a través de los cuales se puede separarla gran variedad de mezclas.

La separación seproduce naturalmente,como es el caso de lasedimentación.

MÉTODOS FÍSICOS MÉTODOS QUÍMICOS

MÉTODOS MECÁNICOS

Separación de un sólido de un líquido con lautilización de un filtro, que puede ser de papel,tela o de otro material poroso. La sustancia sólidaqueda atrapada en el filtro, depositándose el líquido en el otro recipiente.

En este tipo de método, los compuestos químicosse separan en elementos mássencillos. Aquí las sustanciasoriginales se destruyen.

La sustancia sólida queda depositada porsedimentación en el fondo del recipiente y el líquidose extrae lentamente. Por ejemplo, la suciedad delagua de una pileta se depositará después de un ratoen el fondo. El agua que consumimos, al purificarla,es sometida a procesos de decantación.

Al preparar una taza de té, colocamos la bolsitaen agua caliente y las sustancias que dan sabor, olory aroma se disuelven en el agua, pero dentro de labolsita quedan el resto de las sustancias que no sonsolubles en el agua.

El rápido movimiento circular hace que, por sufuerza, se logre la separación. Se coloca la mezclaen un recipiente y se lo hace girar a gran velocidad.Por ejemplo, se separa la miel del azúcar cruda.

Decantación o sedimentación

Filtración

Extracción

Centrifugación


139Los métodos de separación de las mezclas y de las soluciones

Es un método muy sencillo y común, por el cual sepasa a través de un tamiz cualquier mezcla de sólidos.Los granos más pequeños pasan por el tamiz, mientrasque los más grandes quedan atrapados en él.

Es un método especial paramezclas heterogéneas. Mezclas delíquido-líquido, de distintas densidades,por ejemplo el agua y el aceite, o líquido-sólido. Se utiliza una especie de embudollamado ampolla de decantación, que tiene en suparte inferior una llave que, cuando se la abre, dejapasar, por ejemplo, el agua, dejando dentro la otrasustancia, como puede ser el aceite.

Es un proceso para separar sólidos, de los cualesalguno tiene la propiedad de ser atraído por un imán.Se acerca un imán a la mezcla con el objetivo de atraertodos los materiales ferrosos, dejando separados losmateriales no ferrosos.

Usada en la separación de desechosurbanos; al ser visibles pueden ser separadoscon pinzas o directamente con las manos.

Con pinzas o a mano

Magnetismo

Tamización

Decantación

• Determiná qué método usarías encada situación para separar las mezclas.Explicá las razones de tu elección.


piedras arena tierra agua aceite vinagre

agua arena metales arena harina arroz

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140140 Los coloides. Diferentes soluciones

Mucho más sobre mezclas y soluciones

Es un tipo intermedio de mezcla en la que hay partículas dispersas tanpequeñas que solo pueden llegar a verse con un microscopio, ya que seencuentran suspendidas en el medio sin estar realmente disueltas.

Aunque se deje la mezcla en reposo, estas partículas no decantan (no seacumulan en la base, es decir, no bajan). Un ejemplo de ellas son las siguientes:

COLOIDE

Líquido con líquido, como sería el caso del alcohol y el agua.

Líquido con sólido, como el caso del agua y el polvo de la sopa instantánea.

Gas con gas, por ejemplo, los gases de la atmósfera.

Líquido con gas, como el agua con dióxido de carbono.

Sólido con sólido, tales como el acero, formado por el hierro y el carbón, y el bronce, formado por estaño y cobre.

Las soluciones que se forman al mezclarse son las siguientes:

Constituidospor partículassuspendidasen un gas.

Aerosoles

Las mezclas heterogéneascon partículas sólidasdispersas en un líquido ogas reciben el nombre desuspensiones.

A las soluciones formadas porsólido-sólido se las denominaaleaciones.

Geles

Formados porpartículas sólidassuspendidas enun medio líquido(gelatina).

Emulsiones

Mezclas más o menoshomogéneas,siendo variaspartículas de aceiteo grasa en agua.

Espumas

En un líquido seencuentransuspensiones departículas gaseosas y delgadas capas querodean las burbujas de gas.

• Realizá la siguiente experiencia. Describí qué sucede. ¿Qué tipo de mezcla es?

Colocá el agua en el vaso. Agregá un poco de aceite y, luego, 10 cucharaditasde sal.

• Pegá imágenes de coloides. Da ejemplos de las diversas formas de solucionesque utilices habitualmente, que ya se encuentren mencionadas en esta página.

Materiales• Agua.• Aceite.• Sal.• Vasotransparente.


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141Experiencia directa

Todos juntos experimentamos

Cortá con cuidado el fondo de la botella.La parte de la base ahora quedará arriba,de modo que se parezca a un embudo.

Juntá agua sucia con un vasoo frasco y echala en la botella,como muestra la imagen:

Colocá en la botella, en el siguienteorden y con un espesor aproximadode 5 cm por cada uno, lo siguiente:

Algodón

Piedritas

Ceniza

Arena

Carbón

Gasa

Desarrollo

- ¿Qué método de separaciónpresenciaste con la experiencia?

• Describí todo lo que registraste. - ¿Qué función cumple cada uno

de los materiales? ¿Y la botella que preparaste?


¿Lavamosel agua?

• Botellita de plástico

• Algodón

• Arena

• Piedritas

• Carbón

• Ceniza

• Gasa

• Dos vasos o frascos

• Tijera

Materiales


142142 Situaciones para pensar

cambio físico cambio químico

Fundamentación de mi respuesta:

• Pintá la opción correcta y completá.

cambio físico cambio químico

Fundamentación de mi respuesta:

• Describí detalladamente lo que observás.

• Pintá la opción correcta y completá.

Jesi dice que se denomina fase de un sistema material a cada una de las partes separadas que sepueden ver en una mezcla heterogénea. Lan sostiene que eso no es correcto, ya que las fases solo selas puede apreciar en los sistemas homogéneos.

• Determiná quién dice lo correcto. Explicá por qué.

Todos juntos aprendimos

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Todos juntos nos comprometemos

Cuidado del laboratorio y sus materiales• Recordá seguir siempre las instrucciones del responsable del laboratorio.

Algunos productos químicos usados para lasdiferentes experiencias, tanto en casa como en ellaboratorio, en ocasiones suelen ser peligrosos.

Tené siempre en cuenta los símbolos queaparecen en las etiquetas de los productos.

• Explicá el porqué de cada indicación.

No comas ni bebas en el laboratorio.

Lavate las manos antes de salir del

laboratorio para ir nuevamente a tu aula.

Realizá siempre los experimentos

con la supervisión de un adulto.

Realizá junto con tus compañeros

la limpieza de los materiales utilizados.

No sientas el olor de ningún preparado ni de

ninguna sustancia a utilizar en las experiencias.

Cuidá tus manos y evitá salpicaduras.


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