IES Menéndez Tolosa 3º ESO (Física y Química)

1 De las siguientes mezclas, ¿cuál no es heterogénea?a) azúcar y serrín.b) agua y aceite.c) agua y vinod) arena y grava.

Solución:La c) es una mezcla homogénea.

2 ¿Puede darse el caso representado en el dibujo? Explícalo y pon un ejemplo que lo desmienta o confirme.

Solución:El gráfico representa una situación real: supongamos que ponemos un sólido en agua pero no se disuelve en unprimer momento; la mezcla que se forma es heterogénea, ya que el soluto y el disolvente forman fases diferentes(podrían separarse, por ejemplo, por filtración).

Si por medio de calentamiento aumenta la solubilidad, como ocurre con muchas sustancias, entonces lo que erauna mezcla heterogénea se transforma en una mezcla homogénea o disolución.

3 Explicar el gráfico siguiente. ¿Qué tipo de mezclas puede separar y cuáles no?

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Solución:El proceso sería:

Una cinta transporta una mezcla de materiales, uno de los cuales tiene propiedades magnéticas. Dentro de cintase halla la pieza fundamental, un electroimán que actúa sobre las partículas de la mezcla sensibles a la fuerzamagnética.

Dicho electroimán se halla dispuesto de manera que las partículas magnéticas se quedan "pegadas" a la cinta unafracción de tiempo más que las otras, ya que la fuerza magnética tira de ellas hacia la izquierda según el dibujo. Deeste modo, las piezas no atraídas por el imán caen por su peso a la derecha de la pared de separación, mientrasque las otras pasan a la izquierda de la misma.

Las limitaciones de este método de separación son evidentes: sólo sirve para aquellas mezclas cuyoscomponentes sean sensibles a la acción magnética. Sin embargo, como el hierro es uno de ellos, puede ser unmétodo eficaz para separar la chatarra útil que contenga hierro.

4 Localiza la afirmación correcta:a) Los sistemas heterogéneos reciben el nombre de mezclas heterogéneas.b) Los sistemas homogéneos reciben el nombre de disoluciones.c) Todos los sistemas homogéneos son sustancias puras.d) Todas las disoluciones son sistemas heterogéneos.

Solución:La respuesta correcta es la a).

5 Completar el texto siguiente:Los sistemas materiales se pueden clasificar en _________________ y _________________.Los sistemas _________________ a veces reciben sin más el nombre de mezclas. Un ejemplo de____________________________ es el turrón.

Solución:Los sistemas materiales se pueden clasificar en HOMOGÉNEOS y HETEROGÉNEOS.Los sistemas HETEROGÉNEOS a veces reciben sin más el nombre de mezclas. Un ejemplo de SISTEMAHETEROGÉNEO es el turrón.

6 Definir sistemas homogéneos y heterogéneos y explicar a cuál corresponde el dibujo.

Solución:Sistemas homogéneos son los que tienen la misma composición y propiedades en cualquier porción de losmismos. En caso contrario se llaman heterogéneos.

El sistema de la fotografía es un sistema heterogéneo, ya que a simple vista se ven sus distintos componentes, demodo que según qué fragmento de la piedra cojamos, las propiedades cambian. En este caso se trata de granito,una piedra constituida por cuarzo, feldespato y mica.

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7 Localiza la afirmación correcta:a) Los sistemas materiales son de dos tipos: puros y compuestos.b) Los sistemas homogéneos tienen la misma composición en todos sus puntos.c) Los sistemas heterogéneos tienen distinta composición pero iguales propiedades en todos sus puntos.d) Los sistemas heterogéneos presentan discontinuidades a simple vista.

Solución:La respuesta correcta es la b).

8 Por error, hemos añadido agua a la vinajera del aceite. ¿Qué tipo de mezcla se forma?Explicar qué procedimiento se puede usar para separarlos.

Solución:El agua y el aceite son dos líquidos inmiscibles, por lo que forman una mezcla heterogénea claramente separadaen dos fases. Incluso si agitamos aparecerán bolsas de aceite, más o menos esféricas, nítidamente separadas delagua. La forma más fácil de separarlas, aunque no la única, aprovecharía su diferencia de densidad.

El agua tiene una densidad de 1 g/cm3 y el aceite de 0,9 g/cm3 aproximadamente. Si disponemos un embudo dedecantación como el de la figura, el aceite, menos denso, sobrenadará.

Abriendo la llave irá saliendo el agua; cuando se aproxima el aceite cerramos la llave. Seguidamente cogemos otrorecipiente en el que desechamos la pequeña cantidad en que termina de salir el agua y empieza a salir el aceite. Acontinuación, ya sólo queda aceite.

9 Lo que comercialmente se llama oro blanco es una mezcla de oro y platino.a) ¿Qué tipo de mezcla es?b) Si una pulsera de 12,3 g de masa contiene 7,5 g de oro, hallar el porcentaje de platino en la mezcla.

Solución:a) Se trata de una mezcla homogénea de sólidos que se podría denominar disolución. Las partículas de uno sedispersan uniformemente entre las partículas de otro de modo que cualquier porción de la mezcla tiene idénticacomposición y propiedades.

b) Si la pulsera contiene 7,5 g de oro significa que el resto es platino, es decir: 4,8 g de platino.El tanto por ciento de platino será: 4,8 · 100/12,3 = 39 %

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Solución:La evaporación (a) es propia de las mezclas homogéneas.

11 Tenemos una mezcla en la que un precipitado sólido muy fino se encuentra en suspensión en el seno de unlíquido. Hemos intentado separarlo con un filtro y no hemos podido. ¿Por qué? ¿Qué podría hacerse?

Solución:La razón, probablemente, es que el tamaño del poro del papel de filtro empleado era demasiado grande encomparación con el de las partículas que debía retener.

La alternativa sería introducir la mezcla en una centrífuga, que aleja las partículas sólidas al fondo del tubo, ydespués retirar el líquido por decantación.

12 Explicar qué tipo de mezcla es el aire. Si una muestra de aire tiene los siguientes componentes:

a) ¿Cuántos litros de vapor de agua hay en 1 m3 de aire? b) ¿Cuántos litros de aire harán falta para llenar 2 bombonas de oxígeno de 20 litros cada una?

Solución:El aire es una mezcla homogénea o disolución gaseosa en que, si consideramos disolvente al componentemayoritario, los gases estarían disueltos en nitrógeno.a) 1 m3 son 1000 litros de aire, luego habrá: 0,97 · 1000/100 = 9,7 litros de vapor de agua.b) Para obtener 40 litros de oxígeno harían falta: 40 · 100/20 = 200 litros de aire.

13 Unir con flechas ambas columnas:

Solución:Sólo el granito y el hormigón son heterogéneos. Los demás son sistemas homogéneos.

14 En una botella de agua pone:- Residuo seco: 105 mg/la) ¿Qué crees que significa? ¿A qué técnica de separación se refiere?b) Un vaso de precipitados pesa en vacío 220 g y ponemos en él 100 ml de dicha agua. Una vez evaporadoa sequedad, ¿cuánto pesará el vaso?

10 De los siguientes métodos de separación, ¿cuál no es propio de las mezclas heterogéneas?a) evaporaciónb) decantaciónc) centrifugaciónd) filtración

cobre2.granito3.hormigón4. HETEROGÉNEOSaire5.ácido sulfúrico6.

20% 0,05 0,97% 0,98nitrógeno oxígeno CO2 vapor de agua otros

78%

gasolina1. HOMOGÉNEOS

Solución:a) El residuo seco es el resto que queda cuando evaporamos por completo el agua de esa botella. Por tanto, latécnica de separación es la evaporación hirviendo directamente.

b) 100 ml de dicha agua dejarán un residuo seco de 105 ·0,1 = 10,5 mg = 0,0105 g.Por tanto el vaso pesará al final: 220 + 0,0105 = 220,0105 g.

15 a) Explica el gráfico siguiente.

b) Si ponemos un vaso de 200 ml de vino en el matraz de destilación, y éste contiene un 13% en volumen dealcohol, ¿qué cantidad máxima de alcohol se obtendrá?

Solución:a) Las propias indicaciones del dibujo explican su funcionamiento: disponemos una mezcla que se calienta a unatemperatura controlada (el termómetro es indispensable para mantener la temperatura del matraz de destilación enun punto) con lo cual se evapora uno de los componentes: asciende y pasa por el tubo refrigerante enfriado poragua que entra y sale en dirección contraria del vapor. Éste se condensa al bajar la temperatura y el condensadogotea y se recoge sobre el vaso.

b) Para destilar el vino, se toma un poco y se pone sobre un matraz de destilación. El alcohol empieza a hervir a78°C y se separa de la disolución líquida. Sus vapores condensan en el refrigerante y se recogen en el destilado.Al poco tiempo de empezar a calentar aparece en el colector un líquido incoloro de olor característico y que ardefácilmente.

Los grados alcohólicos son un porcentaje en volumen. Así pues, si destilamos 200 ml con un 13% en volumen dealcohol, resulta:

200 ml · 13/100 = 26 ml de alcohol puro como máximo (en realidad no es posible una separación total, así que lacantidad total de alcohol obtenido siempre será menor de 26 ml).

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