Grupo Blas Cabrera Felipe
Grupo Blas Cabrera Felipe
ESTADOS DE AGREGACIN
Y CONSTITUCIN DE LA MATERIA
Jos Fernndez Gonzlez
Francisco Rodrguez de Armas
Nicols Elrtegui Escartn
Juan Prez Torres
INTRODUCCIN
Grupo Blas Cabrera Felipe
UNIDAD
DIDACTICA
Estados de agregacin y constitucin de la materia
Objetivos de la unidad
Relacin de experiencias y actividades
Programacin
Gua didctica
Experiencias alternativas
Textos y curiosidades
85/6 La densidad anmala del agua
El hielo/ Metales lquidos/ El olor a frescura/
La abundancia de los elementos qumicos/ El anillo bencnico/ La
densidad/ Los nombres de los elementos qumicos/ El Flor.
Investigacin
85/3 La difusin
85/3 La solubilidad.
Documentos
CI. 9 La materia y sus propiedades.
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UNIDAD DIDACTICA Estados de agregacin y constitucin de la materia
RELACION DE EXPERIENCIAS Y ACTIVIDADES
E.- Separacin de los componentes de una mezcla.
* E.- Separacin de una mezcla de azufre, azcar y limaduras.
E.- Destilacin de un vino tinto o agua de mar.
* E.- Destilacin fraccionada de un crudo petrolfero.
E.- Desalinizacin de agua del mar.
* E.- Cristalizacin de una disolucin de sulfato cprico.
* E.- El jardn del qumico.
* E.- Extraccin de colorantes.
* E.- Extraccin de aromatizantes y sabores de plantas y frutos
naturales.
* E.- Extraccin de combustibles: latex o recino.
* E.- Separacin de la clorofila de otros pigmentos.
E.- Cromatografa de papel.
* E.- Preparacin de disoluciones, suspensiones y emulsiones.
E.- Presencia de las sales minerales en los seres vivos.
* E.- Determinacin del contenido de agua en seres vivos.
* E.- Descomposicin de materia orgnica vegetal.
* E.- Descomposicin de materia orgnica animal.
* A.- Divisin de un cuerpo.
* E.- Anlisis granulomtrico (tamizado).
* E.- Fabricacin de abrasivos.
* A.- Bunsen.
* E.- Caractersticas fsicas del agua.
E.- La fusin.
* E.- Fusin del hielo y vaporizacin del agua.
E.- Fusin y solidificacin del naftaleno.
* E.- Realizacin de una nevada.
* E.- Barco a propulsin a vapor.
E.- Electrlisis del agua.
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UNIDAD DIDACTICA Estados de agregacin y constitucin de la materia.
(continuacin)
RELACION DE EXPERIENCIAS Y ACTIVIDADES
A.- Confeccionar una lista de materiales slidos, lquidos y gases y
clasificarlos
E.- Modelos fluyendo.
A.- Reconocer estados de agregacin.
* E.- Determinacin del punto de ebullicin de un lquido.
E.- Los distintos cambios de estado.
A.- Interpretacin de grficas.
E.- Relacin de sustancias y clasificacin.
A.- Clasificacin de sustancias homogneas y heterogneas.
E.- Diferencia entre agua destilada y agua de mar.
E.- Decantacin de una mezcla de agua y aceite.
A.- Disoluciones habituales.
E.- Separar la sal de una arena de playa seca.
* E.- Cmo preparar una disolucin?
E.- Descomposicin del xido de mercurio (II)
E.- Electrlisis de cloruro de cobre (II)
A.- Lectura "Los elementos" "Distribucin de elementos".
* A.- Lectura comprensiva: "Bajando por la escalera"
* E.- Cmo teir flores blancas.
* E.- La smosis en la piel de calamar.
* E.- Disolucin de azcar en agua y su vaporizacin. Calentamiento dl azucar.
* E.- Calentamiento de clara de huevo y miel.
* E.- Puntos de congelacin y ebullicin de disoluciones: agua de mar, disolucin de urea.
* E.- La gallina ciega
E.- La "caja negra"
* A.- Lectura Grecia: los tomos"
A.- Trabajo en fichas.
A.- Simulacin del experimento de Rutherford.
A.- Esquemas de modelos
A.- El ltimo nivel-rbita de electrones
A.- Lectura "Los tomos se unen"
A.- Lectura "Formas de enlace"
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U N I D A D D I D C T I C A
Objetivos de la Unidad Actividades
Experiencias
Contenidos Observaciones Tiempo
Enumerar los estados de agregacin de la materia.
Clasificar materiales de la vida da ra segn su estado
de agregacin.
Interpretacin del cambio de estado como modificacin
de la estructura interna de la materia.
Establecer criterios de diferenciacin de s, l, g.
Definir operacionalmente fusin, solidificacin,
evaporacin, ebullicin condensacin y sublimacin.
Disear y realizar una experiencia sencilla para
comprobar la evolucin de la.temperatura durante un
cambio de estado.
Clasificar materiales de la vida diaria en homogneos.
heterogneos, puros y mezclas.
Definir operacionalmente sustancia homognea,
sustancia heterognea, sustancia pura y mezcla.
Describir y realizar procedimientos sencillos para
separar los componen tes de una mezcla.
Reconocer disoluciones habituales de la vida diaria.
Descubrir y realizar procedimientos sencillos para
descomponer compuestos
Distinguir entre elemento y compuesto.
Reconocer que todas las sustancias qumicas se
componen de partculas.
Reconocer el tomo como ltimo componente de los
elementos qumicos.
Enumerar las partculas componentes del tomo:
electrones, protones, neutrones ''Z'' "A".
Distinguir en la estructura entre ncleo y corteza.
Reconocer la utilidad de los modelo
Esquematizar la estructura de la corteza en su ltimo
nivel.
A.Confeccionar una lista de materiales slidos, lquidos y
gases y clasificarlos.
E.Modelos fluyendo.
A.Reconocer estados de agregacin.
E.los distintos cambios de estado.
E.Fusin
E.Fusin y solidificacin de naftaleno.
A.Interpretacin de grficas.
E.Relacin de sustancias y clasificacin
A.Clasificacin de sustancias homogneas y
heterogneas.
E.Diferencia entre agua destilada y agua de mar.
E.Separacin de los componentes de una mezcla.
E.Desalinizacin de agua de mar.
E.Decantacin de una mezcla de agua y aceite.
E. Cromatografa de papel.
A.Reconocimiento de disoluciones habituales.
E. Separar la sal de una arena seca de playa.
E. Destilacin de un vino tinto o agua de mar.
E.Descomposicin de xido de mercurio (II)
E. Electrlisis del cloruro de cobre (II)
A.lectura: "Los elementos" "Distribucin de elementos
A. Revisin "Modelos fluyendo".
A.Caja negra
A.Simulacin del Experimento de Rutherford.
A * Esquemas de modelos.
A. El ltimo nivel-orbita de
electrones
A. Lectura "Los tomos se unen
Estados de agregacin de la
materia
Cambios de estado.
Clasificacin de sustancias:
homogneas, he terogneas,
puras, mezclas.
Mtodos de separacin y/o
descomposicin de una mezcla.
Disoluciones
Compuesto y elemento qumico
Modelo atmico: su utilidad
Modelo Rutherford
Estructura atmica
Nocin de enlace
- Posibilidad de utilizar instrumental (lupa, mi-
croscpio, etc.) para
distinguir los estados
de agregacin.
- Fijar el instrumento de observacin antes de
clasificar estados, puesto que la clasificacin
puede
cambiar segn la
tcnica de observacin.
- Las rocas son ejemplos de mezclas
naturales.
- Insistir en las disoluciones conocidas de la
materia viva.
- Aprovechar las experiencias para clculos de
% en peso y volumen.
- Relacionar con las rocas y minerales.
- Hacer ver que la matera viva y no viva est
formada por comp. y elem.
- Pelcula: "Obtencin desustancias de la
Naturaleza.
- Pelcula cosmos
- Aconsejable el uso de las fichas como
transparencias.
-Incidir en el tamao y en la neutralidad
elctrica.
- Aproximacin al modelo de Bohr
6h
6h
5h
2h
4h
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BIBLIOGRAFIA
- Barahora, S.; Brincones-, I.; Buiza, C.; Nieda, J. y Puente, J. "La materia y sus propiedades.
Documento MEC. Ciencia Integrada. CI.9 Reforma Medias MEC (1984).
- Rodrguez de Armas, F. y Merino Rubio, J.J.: Dep. Ciencias Experimentales C.E.I. La Laguna
(1985).
- De la Hoz Huerta, J,; Recio Flores, E.; Alcntara Bello, J.J. y Siiva Henschkel, C. Dep.
Ciencias Experimentales. I.B. Blas Cabrera Felipe Lanzarote (1986).
- Prats, F. y del Amo Y. "Trabajos prcticos de Fsica, Qumica" (dos tomos) 2 de B.U.P. Akal
(1983).
- Averbuj, E. Naturalia 8" Barcanova (1983)
- VlazoV, T. "Qumica Recreativa Akal (1982).
- Fdez. Glez., J. "Sem. Fsica y Qumica I.B. Pto. Cruz". Apuntes de Atmica elemental. (1983)
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ESTADOS DE AGREGACIN
Y CONSTITUCIN DE LA MATERIA
Jos Fernndez Gonzlez
Francisco Rodrguez de Armas
Nicols Elrtegui Escartn
Juan Prez Torres
GUA DIDCTICA
Grupo Blas Cabrera Felipe
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ACTIVIDAD CONFECCIONAR UNA LISTA DE MATERIALES SOLIDOS, LQUIDOS Y GASES;
CLASIFICARLOS.
Preguntar una lista de materiales diversos que los alumnos conocen de su entorno inmediato. Ir
tirando de cada alumno para que todos puedan sugerir alguna aportacin. Tratar que distintos grupos
los clasifiquen en tres tipos segn su estado.
Dada la relacin de materiales siguientes:
- hierro - sal comn - pirita
- vino - sardina
- cardo - leche
- aire - yeso
- jamn - humo
- agua con hielo - queso
- trozo granito -gas butano
Tratar de completar una tabla como la adjunta con cada uno de ellos.
Material Estado Forma Volumen Fluidez
hierro slido fija fijo no
Cristales transparentes de calcita (carbonato clcico).
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EXPERIENCIA MODELOS FLUYENDO
DE LA HOZ, J; RECIO,F. y ALCNTARA
Ciencias Experimentales.I.B. Blas Cabrera
Felipe.Lanzarote (1986)
FUNDAMENTO
Los slidos lquidos y gases son cotidianos en cualquier lugar trabajo; determinemos algunas
caractersticas que le son propias para poder caracterizarlos, incluso en el caso de que una misma
sustancia la conozcamos en varios estados.
MATERIAL
- 3 vasos - agua - arena o azcar - arroz
- 3 frascos - garbanzos - hielo - plomo
PROCEDIMIENTO
Contribucin 1. Verter agua muy despacio en un vaso. Hacer lo mismo con arena o azcar. Repetir
la operacin con el agua el azcar pero ahora en un frasco de forma arbitraria.
CUESTIONES
Podemos establecer alguna semejanza en cmo se vierten estas sustancias?
Qu forma adquieren en el frasco?
Si echamos agua y arena en otros recipientes qu formas adquiririan?
Qu suceder si utilizamos garbanzos?. Comprubalo.
Si utilizamos naranjas, adquieren la forma del lugar donde las hayamos metido (vagn, remolque,
saco, etc.) al igual que sucede con el agua la arena?
Acepta o rechaza criticamente la hiptesis:
Los lquidos estn formados por partes muy pequeas que no vemos, y que se comportan
igual que las partes de las que pueden estar constitudos los slido, (azucar, arena,
garbanzos, naranjas, melones,...)
Contribucin 2. Calentar hielo y plomo separadamente. Dejar luego enfriar ambos lquidos hasta
volver a slido.
CUESTIONES
Qu se observa cuando los slidos se calientan?
A medida que se calienta el plomo, se dilata cada vez ms? Hasta cundo?
Ser esto, consecuencia de que las partes comienzan a separarse cuando los slidos calientan?
Y cuando las formas lquidas se solidifican qu pasa con las partes que forman el lquido?
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ESTADOS DE AGREGACION DE LA MATERIA
En la Naturaleza la materia se nos presenta, a simple vista, en diferentes estados de agregacin o
compactacin de sus partes; y fundamentalmente son tres los estados: slidos, lquidos y gases.
El componente de la Naturaleza que ms sobresale por su presentacin indiscriminada en cualquiera
de los tres estados es el agua. Basta con observar cualquier paraje de nuestro alrededor.
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Todos los cuerpos estn constituidos por partculas muy pequeas - microscpicas -, unidas entre si
de diferentes maneras. Dependiendo de la intensidad de la fuerza con que se encuentren unidas las
partculas la materia se presenta en tres formas o estados llamados "estados de agregacin
SOLIDO
LIQUIDO
GASEOSO
ESTADOS DE AGREGACIN
Si se modifica la intensidad de las fuerzas de unin de las partculas los cambian de estado de
agregacin: cambios de estado
Estado slido.
Las fuerzas de unin entre
partculas son fuertes.
Las partculas estn en
posiciones rgidas, no se pueden
mover .
La distancia entre partculas es
constante, no cambia
El volumen y la forma de un
slido son fijos.
Estado lquido.
Las Fuerzas de unin entre
partculas son dbiles.
Las partculas no estn en
posiciones rgidas, se pueden
mover.
La distancia entre partculas es
constante, no cambia
El volumen de un lquido es fijo y
la forma variable.
Estado gaseoso.
Las fuerzas de unin entre
partculas son des reciables
Las partculas se mueven
libremente en todas las
direcciones e intentan ocupar el
mximo volumen disponible.
El volumen y la forma de un gas
son variables
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RECONOCER ESTADOS DE AGREGACION
De las siguientes sustancias de la tabla, clasificarlas segn sus estados de agregacin
Sustancia Forma Color Volumen Sabor
A Fija Rojo Fijo Dulce
B Variable Blanco Variable Salado
C Fija Incoloro Fijo Inspido
D Variable Rojo Variable Rancio
E Variable Blanco Fijo Dulce
CAMBIOS DE ESTADO:
Disminucin de las fuerzas entre partculas
SOLIDO ------------ LQUIDO ------------ GAS
Aumento de las fuerzas entre partculas
Cuando se acta sobre las fuerzas entre partculas, se modifica el estado de agregacin de una
sustancia; por ejemplo, variando la temperatura de la misma.
Aumento o disminucin de las fuerzas entre partculas
ENERGA
Al comunicar energa a una sustancia, las
partculas aumentan de energa -mayor
movimiento.
Los desplazamientos son mucho mayores y
no se retienen las partculas en SUS
posiciones
Energa Energa
SOLIDO
dilatacin
LQUIDO
dilatacin
GAS
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Los nombres que reciben los distintos cambios de estado vienen definidos en la siguiente grfica:
SLIDO
Solidificacin Fusin
LQUIDO sublimacin
Licuacin Vaporizacin
GAS
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EXPERIENCIA LOS DISTINTOS CAMBIOS DE ESTADO
Cambiar de estado una sustancia es
un proceso bsicamente anlogo en
cualquiera de los casos aunque
adopte distintos aspectos segn el
rango de temperatura que se
requiera.
EXPERIENCIA 1 FUSIN
Material
- Cuchara grande Mechero
- Pinza de madera trozo de plomo o estao
PROCEDIMIENTO
Colocar sobre la cuchara el trozo de plomo o de estao de que disponemos y calentarlo con la ayuda
del mechero.
CUESTIONES
- Explicar el fenmeno observado se pueden hacer figuras con este metal? De qu forma?
- A que se debe el gran uso y aplicaciones de este material? Enumera las aplicaciones.
EXPERIENCIA 2 VAPORIZACIN-EBULLICIN
Material - Vaso de precipitado de 100 cm3 Agua de mar
- Mechero Agitador
- 1 recipiente (bao mara) Balanza
Preparar el agua de mar (o se pesan unos 10 gr. de sal y se disuelven en un poco de agua) para
calentarla dentro del vaso de precipitado, de forma lenta al bao mara, desde que comienza la
ebullicin hasta la total evaporacin y obtencin de la sal purificada en cristales.
Pesar de nuevo la sal resultante estimando el % de prdidas si se hizo a travs de una disolucin.
Cuestiones
- Si es agua de mar a qu saben los cristales? qu es?
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- Cul es el % de sal en el agua de mar?
- Compara la experiencia con el proceso que se sigue en las salinas.
- Qu es la ebullicin? en qu consiste la vaporizacin? cmo se suele llamar la
vaporizacin de la superficie del lquido?
- Si no se calienta y se deja mucho tiempo al aire libre se evaporar el agua? A dnde se ha
marchado? de dnde ha tomado la energa el agua para la evaporacin?
EXPERIENCIA 3 SUBLIMACIN
Material
- Cpsula de porcelana - Trozos de yodo
- Mechero - Pastillas de naftalina para la ropa
- Tubo de ensayo - Pastillas ambientadoras o desodorantes
Procedimiento
Tomar unos gramos de yodo y colocarlos en la cpsula de porcelana. Calentar muy suavemente.
Si se dispone de pastillas ambientadoras o de naftalina, colcalas en un ambiente caldeado o
calintalas muy poco sobre la cpsula.
Cuestiones
- Explica lo que ocurre en cada caso.
- En qu consiste la sublimacin?
- Repite la experiencia del yodo pero colocndolo dentro de un tubo de ensayo tapado. Qu
ocurre al calentar? y al enfriar posteriormente? dnde se queda ahora el yodo? Si le
aades un poco de tetracloruro de carbono Cl4C, qu sucede?
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EXPERIENCIA 4 SOLIDIFICACIN
Material
- 1 vela - Mechero
- Esptula o cucharilla
Procedimiento
Encender la vela y comprobar cmo evoluciona el espelme. Deja caer una gota sobre una hoja de
papel y otra gota sobre una cucharilla de caf calentada previamente.
Toma un trozo de espelme, calintalo y luego djalo enfriar y observar su evolucin.
Cuestiones
- Cmo evoluciona el espelme al enfriarse?
- A qu se debe su comportamiento en la cucharilla caliente?
- En qu consiste el cambio de estado del espelme?
- Una vez consumida la vela podramos hacer una nueva vela dispusiramos de mecha?
qu porcentaje se ha perdido en la combustin? por qu?
- El procedimiento de enfriamiento es parecido a meter agua en un congelador?
EXPERIENCIA 5 LICUACIN
Material
- Hielo
- Frasco con tapa
Procedimiento
Colocar el hielo dentro del frasco y taparlo lo ms hermticamente posible para que cuando se
convierta en agua, sta no pueda salir del frasco.
Desde que se coloca el hielo dentro del frasco observar durante unos diez minutos qu le sucede a
las paredes exteriores del frasco.
Cuestiones
- Qu producto aparece en las paredes exteriores del frasco? puede ser agua del interior.
- De dnde sale este lquido? Explica en qu consiste el cambio de estado acontecido?
- Al levantar la tapa de un caldero que est al fuego escurre agua. De dnde procede?
- Podemos provocar esto en el laboratorio? Colocar un azulejo encima de un vaso de agua
hirviendo.
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LA FUSIN
Fundamento
El comportamiento de distintos slidos ante un calentamiento es diferente, siendo el indicador ms
notorio la fusin.
MATERIAL - Tapa de lata de conservas
- Base soporte con nuez, aro
- Mechero y vela, cera.
- Limaduras de hierro, azufre
- Cloruro de plata
- Plomo, estao, trozo de alambre de cobre
DESCRIPCIN
Realizar con una herramienta, tres abolladuras en una
misma depresin circulas de la tapa. Colocar aqu el tamao
de una lenteja de cera, azufre y cloruro de plata. En la misma
depresin distribuir las dems sustancias de igual forma.
Situacin y cantidades han de ser las mismas.
Montar el dispositivo de la figura con la vela en el eje de la tapa e ir acercando poco a poco el aro con
la tapa, hasta que llegue a distancias en que comienza a calentarse suavemente. Cuando el
calentamiento de la vela sea poco, a pesar de la cercana, sustituirla por un mechero.
CUESTIONES
- Qu orden de fusin se observa?
- Ser el mismo comportamiento el de la cera que el de un trozo de vela o un poco de
espelme? Comprubalo.
- Por qu funden unas sustancias antes que otras? Qu les sucede a las que necesitan ms
energa?
- Podras calcular los puntos de fusin con alguna variante?
- Te puede servir esto para estudiar comparativamente la fusin de otras sustancias?
- Cules ensayaras? Comprubalo.
BIBLIOGRAFA
CHEM: "Chemical Education Material Study: Manual del Laboratorio". Leccin 2.Revert (1982).
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FUSION Y SOLIDIFICACIN DEL NAFTALENO
Fundamento
Los slidos presentan una forma propia y en general se densos que los lquidos. Los slidos estn
formados por molculas fuertemente unidas entre s por fuerzas intermoleculares de cohesin. Estas
molculas ocupan posiciones fijas, pero pueden oscilar alrededor de su posicin con pequeos
movimientos vibratorios. La amplitud de es movimientos depende de la energa interna del cuerpo,
reflejado por la temperatura.
Muchos slidos presentan formas geomtricas en su estado natural (cristales), que pueden ser
visibles a simple vista (sal comn, cuarzo, mrmol, etc.) o slo por procedimientos complejos.
Calentemos una sustancia slida hasta que pase a lquida (fusin) y dejar enfriar el lquido para que
vuelva al estado slido (solidificacin)
MATERIAL
- Base soporte, aro, 2 nueces, rejilla, 2 pinzas
- Mechero
- Vaso de precipitado de 250 cm3
- Tubo de ensayo ancho
- Agitador
- Termmetro
- Cronmetro
- Naftaleno
DESCRIPCIN
Montar el esquema adjunto colocando agua en el caso
hasta sus 2/3. Poner en el tubo de ensayo un poco de
naftaleno en polvo y el termmetro. Cuidar que el bulbo
del termmetro quede completamente cubierto por el
naftaleno y est completamente sumergido en el agua
(bao mara) Agitar continuamente el agua y anotar la temperatura
cada 1/2 minuto, y las observaciones ms destacables
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Cuando la temperatura sea de unos 85 C, retirar el mechero, esperar un poco y volver a anotar las
temperaturas y observaciones sin dejar de agitar el agua. Al llegar a los 60C concluye la experiencia.
Calentamiento Enfriamiento tiempo temperatura observaciones tiempo temperatura observaciones
CUESTIONES - Qu cambios se han producido?. Describe los cambios de estado acontecidos.
- Dibuja grficamente las grficas temperatura-tiempo para el calentamiento y para el
enfriamiento del naftaleno
- Estudia las grficas obtenidas y expresa las conclusiones con claridad interpretando los
resultados._Observa las grficas obtenidas por otros equipos de trabajo
- Qu ocurre con la temperatura mientras se producen los cambios de estado? Cul es el
punto de fusin del naftaleno? y el de solidificacin?
- Qu importancia tiene el punto de fusin de una sustancia pura?
- Qu ocurre con la energa comunicada durante los cambios de estado?
- Por qu se calienta el naftaleno al bao mara, en lugar de hacerlo directamente a la llama,
lo que hubiera resultado ms rpido y cmodo por qu se agita el agua continuamente?
- Cmo operar para encontrar un punto de fusin superior a los 100C?
- El punto de fusin de una sustancia pura es una de sus propiedades caractersticas por la
cual se puede identificar, y detectar adems la presencia de impurezas en una sustancia que
se crea pura. En que se basa dicha deteccin?
- Todos los slidos funden a una temperatura caracterstica llamada punto de fusin que
coincide con el de solidificacin?
- Mientras ocurre un cambio de estado no se produce cambio en la temperatura?.
- Para determinacin experimental de puntos de fusin se utiliza frecuentemente el Aparato de
Thiele. Procura documentarte y describir con funciona.
- Cmo explicas mediante modelos la diferencia-entre slido cristal y amorfo?
- Cuando el magma eruptivo procede de los volcanes, sale a la superficie terrestre, se enfra y
solidifica. Las rocas eruptivas resulta pueden estar formadas por masas amorfas o por
mezclas de cristales. A qu atribuyes esta diferencia?
BIBLIOGRAFA - Paraira, M. y Parejo, C.: COU: Qumica Experimental". Vicens Vives
- Paraira, M.: Laboratorio: gua general de prcticas de Qumica HORA (1981).
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ACTIVIDAD: INTERPRETACIN DE GRFICAS Interpretar las grficas siguientes:
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EXPERIENCIA : RELACION DE SUSTANCIAS Y CLASIFICACIN
FUNDAMENTO
Al observar detenidamente sustancias de la vida diaria, notamos muchas veces a simple vista que no
son puras, es decir, que estn formadas por 'mezclas' de ingredientes distintos. Por ejemplo, si
observamos un potaje de verduras, podremos ver los ingredientes diferentes que la constituyen:
papas, pia. espinacas, zanahorias, . ... y algunos glbulos de grasa, todo mezclado con el agua
utilizada para su cocido.
Examina las sustancias que se exponen en el material y clasifcalas:
MATERIAL:
Slidos: Madera.
Granito
Hierro y azufre
Tiza.
Terrn de azcar.
Peladilla troceada.
Lquidos: Agua de mar.
Agua y aceite.
Vino.
Caf.
Leche.
Caf con leche.
CUESTIONES
- Se distinguen a simple vista partes diferentes en cada una de las muestras anteriores?
- Qu criterio o criterios utilizaras para su clasificacin dentro de cada grupo? Enumralos y
justifcalos.
- Clasifica los materiales de cada grupo, atendiendo al criterio o criterios establecidos en el
apartado anterior.
CLASIFICACIN DE SUSTANCIAS EN HOMOGNEAS Y HETEROGNEAS
Clasificar en sistemas homogneos y heterogneos las sustancias que a continuacin se relacionan:
- Potaje
- Cuerpo humano.
- Humo de un cigarro.
- Espuma de afeitar
- Agua del grifo
- Leche condensada.
- Detergente slido para lavadoras.
- Cemento
- Yeso
- Detergente lquido.
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DIFERENCIA ENTRE AGUA DESTILADA Y AGUA DE MAR
FUNDAMENTO
Una mezcla heterognea se distingue con facilidad a menudo a simple vista o recurriendo a una lupa
o microscopio. Por el contrario, no es posible concluir que toda mezcla homognea constituya una
sustancia pura. Por ejemplo, es difcil distinguir una muestra de agua destilada de otra de agua de
mar.
MATERIAL
Vaso de precipitados de 250 cm3
Mechero Bunsen.
Muestras de agua destilada y agua de mar.
PROCEDIMIENTO
Tmense dos muestras de 150 cm3 cada una, de agua destilada y agua de mar. Virtanse en dos
vasos de precipitados -por separado- y calintense a ebullicin.
CUESTIONES
- Ha cambiado el sabor del agua destilada despus de hervir? Y el sabor del agua de mar?
- Si has notado algn cambio en el sabor de alguna de las muestras, a qu crees que es
debido?
- Cul crees que es la sustancia pura? Por qu?
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SEPARACION DE LOS COMPONENTES DE UNA MEZCLA
FUNDAMENTO
Cuando se pretenden separar las sustancias que componen un sistema, se utilizan los mtodos de
separacin adecuados a ste. Frecuentemente son varios mtodos los que se aplican sucesivamente
en una mezcla separativa.
MATERIAL
- agua
- arena
- limaduras de hierro
- sal comn
- serrn
- zahorra o picn
- cartn
- colador
- vaso precipitado 1/2 litro, 1/4 litro
- soporte con aro, nuez, aro, pinza
- embudo
- papel de filtro
- matraz
- refrigerante
- mechero
- esptula
- imn
- cernidera o tamiz
Destilador antiguo
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DESALINIZACIN DE AGUA DE MAR
FUNDAMENTO
Las aguas muy salobres y el agua de mar contienen grandes proporciones de muy variadas sales en
su composicin, pero es mayoritaria la sal comn o cloruro de sodio (NaCl)
Un problema acuciante en la regin canaria es la desalinizacin del agua para hacerla viable al
consumo; esto es aplicar procesos fsicos en los cuales el agua pierde prcticamente todas las sales
en disolucin. El conocido proceso destilacin es energticamente antieconmico.
La energa solar se podra aplicar en Canarias de forma mas o menos efectiva para la obtencin de
agua dulce, dependiendo el sistema de transformacin de lo usos a que vaya a destinarse el agua.
Los sistemas posibles en Canarias son:
- Utilizando la energa solar
o los alambiques solares
o invernaderos de riego por lluvia
o evaporacin sbita por etapas
- Utilizando la energa elica
o smosis inversa
o comprensin de vapor
o electrodilisis
o congelacin
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EXPERIENCIA 1 SEPARACIONES
MATERIAL
- 1 trozo de palo
- plstico transparente
- 1 plato grande
- 1 plato pequeo
- plastilina
- 2 tacos iguales de madera
- agua salada
DESCRIPCIN
Para separar estos componentes
aplicamos primero una flotacin para que
el serrn y el cartn los podamos separar
con un colador. El resto se somete a una
filtracin y en el filtrado, por una
destilacin, se puede separar el agua y la
sal.
Los slidos se secan y se les somete a la
accin de un imn con lo que se separan
las limaduras de hierro. El picn se
separa de la arena con una cernidera o
un tamiz.
CUESTIONES
- Cmo explicar que los papeles, cartn y serrn se puedan separar por flotacin?
- Qu tipo de sustancias pueden separarse con imanes?
- Haz visto usar alguna vez un cribado o tamizado aunque no se llame as? Describe cuando y de
que se trata.
- Porque el agua y la sal atraviesan el-papel de filtro? Cuando se hace caf, hay un filtrado?
Explica que sucede en este caso.
- Cmo se puede hacer una destilacin? Porqu no se hizo una evaporacin
BIBLIOGRAFA
- Averbuj, E. : "Naturalia 8" Barcanova (1984).
AGUA ARENA
LIMADURAS SAL
SERRN ZAHORRA CARTN
Flotacin CARTN
SERRN
Filtracin
AGUA Y SAL
Destilacin
SAL AGUA
ARENA, LIMADURAS Y
PICN
Magnetismo
Tamizado
ARENA
PICN
LIMADURAS
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DESCRIPCIN
Tal como indica la figura llenar el
vaso pequeo de agua salada y
poner el palo fijado con plastilina a
modo de mstil de tienda.
Recubrir todo con el plstico, que
se sujeta debajo del plato grande,
el cual recoge el agua que escurre
por las paredes internas del
plstico.
EXPERIENCIA 2
MATERIAL
- recipiente grande
- agua salada
- vaso
- plstico transparente
- piedra.
DESCRIPCION
Llenar el recipiente grande con
agua salada y colocarle en el
centro un vaso vaco y seco.
Recubrir la instalacin con un
plstico transparente y
colocarle una piedra encima,
como indica la figura, para que
se curve el techo.
El agua potable gotea dentro
del vaso.
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EXPERIENCIA 3
MATERIAL
- Tablas de madera
- Vidrio plano transparente
- Papel de aluminio o espejo
- Aislante: serrn o papel de peridico
- Plstico negro
- Tubo plstico para desages
- Silicona para sellar
- Tubo de goma
- Botella vaca
DESCRIPCION
Se construye primeramente el destilador solar de agua segn se muestra en el esquema. Para ello se
necesita una caja rectangular de 1 m2 de superficie y unos 20 cm de profundidad y otra algo mayor
para que pueda contener a la primera y una capa de aislante (serrn o papel de peridico).
La altura del lado que contiene la superficie reflectante (papel de aluminio o un espejo) ha de ser tal,
que la tapa de vidrio quede situada con un ngulo aproximado de unos 45 . El fondo de la caja se
recubre con plstico negro para impermeabilizarlo. El canaln de agua destilada puede hacerse
cortando longitudinal mente por la mitad un tubo de plstico para desages, cuidando que sea blanco
y que tenga una pequea inclinacin. Las tapas laterales de la caja pueden ser dos chapas de
madera y una vez colocado todo, es necesario sellar todas las uniones con silicona, dejando dos
orificios de entrada y salida de agua acoplados con tubos de goma.
Construido el aparato, se llena su fondo con agua salada y se coloca al sol. La radiacin har
evaporar el agua, que se condensar sobre la cara interior del vidrio, resbalando hasta el canaln
donde se recoge y se extrae del aparato por medio de un tubo de goma, almacenndose en una
botella.
CUESTIONES
- Determinar el tiempo que transcurre desde que el aparato se pone al s hasta que comienza a
salir de l, la primera gota de agua.
- Una vez aparezca el agua destilada, calcular el caudal de destilacin.
- Explica el proceso de evaporacin-condensacin y estima qu pasara si la profundidad de la
capa de agua en la caja fuera mayor.
- Qu sucedera si en el lugar en que est situado el destilador solar comenzase a soplar el
viento?
- Cmo influye sobre la desalinizacin la capa de gotas depositada sobre el vidrio?
- Cmo se podra determinar que el agua que se destila est libre de sales?
- Conoces aplicaciones de este sistema?
- Cmo influye la transparencia del material?
- Qu sucedera si el fondo de la caja fuese rugoso?
- Realizar un trabajo bibliogrfico de documentacin de la serie de procesos que se pueden
aplicar en la desalinizacin Intentar mejorar alguno de los procesos por medio de plsticos de
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colores (azul, rojo, negro, etc.) e intentar calcular el porcentaje de mejora o detrimento.
Averiguar si influye la superficie del agua usando recipientes de agua a evaporar de distintas
reas.
- Describe como influiran variables como:
horas de sol al da, temperaturas mximas y mnimas, humedad relativa, direccin y
velocidad del viento, orientacin del destilador, tensin superficial: gotas o pelcula fina de
agua.
- Estudia trminos como: Energa solar/ Energa radiante (E= hg)
tipos y unidades / Reflexin y refraccin / Equilibrio trmico: temperatura de equilibrio/ Calor /
Energa absorbida/ Absorcin de cuerpos negros / Energa interna y temperatura / Efecto
invernadero.
- Determina el rendimiento o eficacia y compara con un destilador elctrico. Realizar un estudio
econmico.
- Escenificar o describir una historia de cmic en la que un grupo de nufragos obtiene agua
potable por alguno de los mtodos descritos. Averiguar cuantos litros de agua se producen
por horas de sol en cualquiera de los mtodos, y en consecuencia si podran subsistir los
nufragos.
BIBLIOGRAFA
- Elrtegui Escartn, N.; Fernndez Gonzlez, J. y Jarabo Friedrich, F.: "Energas renovables:
23 experiencias prcticas" Publicacin del Centro de Cultura Popular Canaria. En prensa
(1985).
- Ministerio de Obras Pblicas (MOPU). Campaa Educativa sobre el agua. GUIA DIDCTICA:
ciclo superior de EGB. (1985).
- Gonzlez Hurtado, Juliana: "La obtencin del agua destilada en los Centros de Enseanza"
Nueva Rev. Ens. Medias Nuestra Aula, el laboratorio, n 2, 23. (1983).
- Jarabo Friedrich, F. y Fdez Glez, J.: "Energas alternativas renovables: Un futuro para
Canarias? Servicio Publicaciones de la Univ. La Laguna. (1983).
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ESQUEMA
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MEZCLAS
La mayora de sustancias con las que
entramos en contacto diariamente son
mezclas. Basta recordar el agua potable,
trozo chocolate, vela, mantequilla, vino,
granito, residuos slidos, etc.
Tratamiento de residuos slidos
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Realizar una crtica comentada al cuadro-esquema siguiente:
HETEROGNEA
SUSTANCIA
MATERIAL
DISOLUCIN
HOMOGNEA
CUERPO SIMPLE
ELEMENTOS
QUMICOS
SUSTANCIA
PURA 1
CUERPO
COMPUESTO
SUSTANCIA HETEROGNEA Las propiedades dependen de la porcin elegida. Por ejemplo:
huevo, potaje, granito, tortilla..
SUSTANCIA HOMOGNEA Las propiedades no dependen de la porcin elegida, permanecen
constantes en todos los puntos de la sustancia. Por ejemplo: vino,
hielo, carbn, agua, ....
DISOLUCIN. Sistema homogneas cuyas propiedades dependen de las
cantidades relativas de sus componentes. Por ejemplo: agua de
mar, Coca-Cola, caf.
SUSTANCIA PURA. Sistema homogneo, cuyas propiedades no dependen de las
cantidades relativas de sus componentes. Por ejemplo: agua,
oxgeno, mercurios.
Las sustancias puras pueden subdividirse en:
SIMPLES: por estar constituidas por un solo elemento
qumico. Se representan por el smbolo del
elemento. Por ejemplo: Hg, Ag, Au, U,
COMPUESTOS: por estar formados por varios elementos
qumicos. Se representan por medio de una
frmula qumica. Por ejemplo: H2O, NaCI
MEZCLA Unin de una serie de sustancias puras, tanto simples como
compuestas, que siguen conservando sus propiedades
individuales, pero que configuran un material homogneo a
heterogneo.
1 Suponemos que la sustancia pura se presenta en unas condiciones tales que slo puede existir en
un estado de agregacin y en una sola de sus fases (caso de poseer varias), en cuyo caso ser
siempre homognea.
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EXPERIENCIA DECANTACION DE UNA MEZCLA DE AGUA Y ACEITE
FUNDAMENTACIN
En varias ocasiones hemos tenido que usar el alio de una ensalada, que no es otra cosa que una
mezcla de vinagre y aceite, con un poco de sal disuelta. Si recuerdan antes de su uso se debe agitar
para lograr una mezcla porque el estar en reposo ha hecho que el agua, o disolucin acuosa de
vinagre, se ha separado del aceite.
MATERIAL
- agua o vinagre
- aceite
- recipiente transparente con tapa
PROCEDIMIENTO
Aadir en un frasco ( o botella plstica ) un tercio de agua y dos tercios de aceite (proporcin de un
alio), tpalo y agtalo varias veces. Dejar entonces en reposo.
CUESTIONES
- Qu lugar ocupa el agua y cul el aceite? Quin supones que tiene mayor densidad?
- Tarda ms o menos tiempo en separarse segn hayan sido el nmero de sacudidas y su
intensidad?
- Dispn de una lupa para observar las gotas influye la agitacin en el tamao de gota?
- Existe relacin entre la agitacin y el tiempo que tarda en decantarse?
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CROMATOGRAFA DE PAPEL Separacin de los componentes de una tinta o colorante
FUNDAMENTO
La mayora de las sustancias, tal y como se presentan en la Naturaleza, son mezclas. Cuando estas
son lquidas, o se forman disoluciones, se pueden separar cualitativamente y reconocer su existencia
por cromatografa. Este mtodo se basa en la diferente solubilidad de distintas sustancias en un
mismo disolvente, y por consiguiente diferente velocidad de difusin (diferente poder de retencin) en
el soporte absorbente que se emplea.
Esta es una tcnica de anlisis cualitativo para iones inorgnicos y sustancias coloreadas de
productos naturales, usando un absorbente y un diluyente revelador.
MATERIAL
- papel de filtro
- eluyente revelador: agua, alcohol, etc.
- muestra de productos naturales
- vasos de precipitado de 1/2 litro y 1/4 litro
- base soporte con nuez y pinza
- pinza de madera o traba
DESCRIPCIN
Procedimiento sencillo:
Colocar un papel de filtro plano encima de un vaso de precipitado con
eluyente. Poner una gota de
muestra y 2 o 3 del eluyente sobre el papel de filtro.
Procedimiento normal:
Colocar la tira de papel sujeta por el tope y sumergida en la parte baja (sin tocar las paredes) en el
eluyente que asciende por el papel. Las gotas de muestra se colocan en la parte baja del papel y por
encima del eluyente revelador.
El papel as tratado y seco se denomina cromatograma. Cuando se trata de analizar por
cromatografa iones presentes en el suelo, se disuelve la muestra de suelo en cido y luego se diluye.
Una vez que los iones se han extendido en el cromatograma a diferentes zonas (transportados por el
reactivo revelador), debido a su diferente velocidad de difusin (por fenmenos de absorcin y
capilaridad), las distintas zonas-iones se reconocern por los matices de color.
As, por ejemplo, utilizando un sulfuro (Na2S, (NH4)2S, H2S, etc.) como eluyente o revelador, se puede
detectar Fe++ en una muestra. Un par de gotas de la muestra con Fe++ colocadas sobre el papel de
filtro se difunde. El eluyente o revelador de S= al alcanzar el in Fe++ formar una mancha negruzca
en el papel, debido al FeS
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Tambin se pueden separar los componentes de una tinta,
colorante natural o tinta de rotulador, por cromatografa de
papel. Para ello disponer una cubeta con agua como
eluyente revelador y colgar el papel de filtro ligeramente
inmerso en agua. En la parte inferior del papel marcar
puntos, con rotuladores de diferentes colores o colorantes
naturales, cuidando que estas marcas estn por encima del
nivel del agua.
Cuestiones
- Qu sucede si se utiliza como soporte absorbente una tiza?
- Qu pasa con los distintos colores? son colores puros?
- Diferencia de los colores resultantes en la cromatografa con los cados inicialmente.
- Qu alcance le ves a la cromatografa para la deteccin de iones sustancias en cualquier
situacin: alimentos, aguas consumo, aguas depuradas, etc.?
- Conoces algn lugar que haga alusin a estos colorantes?
- Habrs observado que la mayora de las plantas de esta zona son de colores llamativos y de
fuerte olor. Podras relacionarlo con las condiciones extremas de medio? y con la
polinizacin?
Bibliografa
- Etopa, I.; Fernndez, J.; Trujillo.' J.; -Villalobos, S. y Prez Torres "AULA DE LA
NATURALEZA: gua del profesor". Madres del Agua (Granadilla). Itinerarios. Pte Publicacin (1985).
- Paraira, M. y Parejo, C.: "COU: Qumica Experimental". Viven Vives
- Gonzlez Martn C. y Calama Crego, M. M.: "Prcticas de Qumica'' S.M. (1980).
- Salom Bonet, F. y Cantarino Aragn, M. H.: "Curso de prcticas de Biologa General".
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ACTIVIDAD RECONOCIMIENTO DE DISOLUCIONES HABITUALES
En nuestro entorno hay una gran cantidad de disoluciones, en las que tanto disolvente como solutos
pueden ser slidos, lquidos o gases. Determinar cules de los siguientes materiales son disoluciones
y cuales no:
.caf . spay insecticida (flis) . agua fuerte
. coca-cola . gasolina . agua con gas
. aire . agua para lentillas . alcohol
. humo . lquido de batera de coche . miel
. latn . acetona . helado
. cobre . agua oxigenada . esencia de limn
. bronce . zumo . amoniaco
. hierro . sangre . t
. savia vegetal . leche . caldo
En algunos de ellos est especificada la composicin o bien, es fcil de encontrar. Con aquellos que
consideras disoluciones rellena el siguiente cuadro:
material disolvente solutos composicin
COMENTAR CUADRO TIPO DE DISOLUCIONES
SOLUTO DISOLVENTE EJEMPLOS
slido chocolate slido (cacao, harinas), aleaciones metlicas.
slido lquido lquido agua y azcar, agua de mar, vino
gas humo, siroco, polvo
slido amalgamas de Hg, petrleo en nafta
lquido lquido vino-agua, vino, cuba-libre.
gas nubes, roco, escarcha, aire hmedo
slido goma-espuma, corcho blanco
gas lquido gaseosas, amoniaco en agua
gas aire, butano (mercaptanos)
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EXPERIENCIA SEPARAR LA SAL DE UNA ARENA DE PLAYA SECA
FUNDAMENTACIN
En la Naturaleza las sustancias no se presentan puras, precisando el hombre conocer tcnicas fsicas
para purificar los productos natura les. Aunque la sal comn se suele obtener a partir del agua de
mar, puede tener inters su obtencin a partir de la arena marina, pues en la operacin tendremos
ocasin de aplicar varias tcnicas fsicas para obtener la sal.
MATERIAL
- arena de mar
- embudo
- papel de filtro
- erlenmeyer o kitasato
- vaso de precipitado
- agua destilada
- varilla, base soporte y aro
- nuez y rejilla metlica
- mechero
- balanza granatario
DESCRIPCIN
Determinar en una balanza una masa de 100 g de arena seca. Ponerla en un filtro de papel, dentro de
un embudo, que descansa en un aro de forma que el desage quede sobre el erlenmeyer o kitasato.
Medir 100 cm3 de agua destilada y aadirla muy lentamente sobre la arena. Esperar a que la arena
deje de escurrir con esta agua de lavado repite la operacin varias veces. Finalmente, el agua de los
sucesivos lavados se lleva a un vaso de precipitado, previamente pesado y se calienta a sequedad
(puede dejarle que se evapore lentamente), determinando as la masa de sal para una mera pesada y
calculando la diferencia.
CUESTIONES
Haz un esquema de las diferentes operaciones realizadas par separar la sal, de la arena.
- En la operacin qu % de agua queda retenida en la arena?
cm3 de agua aadida... cm3 agua recogida... cm3 de agua retenida ...
- Qu porcentaje en peso tiene la arena seca en sal?
. masa de arena... masa de sal obtenida... % de sal...
- Cmo comprobaras si en la arena sigue quedando sal?
- Separada la sal y la arena Qu haras para obtener la primitiva arena de mar?
- Qu se puede hacer para purificar la sal obtenida?
- Acerca un imn a la arena antes y despus de realizar la experiencia y describe el fenmeno.
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DESTILACIN DE UN VINO TINTO O AGUA DE MAR
FUNDAMENTO
La destilacin es un proceso fsico de separacin muy ensayado en la industria qumica. Los
componentes de una mezcla se pueden separar por destilacin, sin reaccin qumica alguna cuando
son lquidos y su punto de ebullicin es diferente. Tanto ms completa es la separacin cuanto mayor
sea la diferencia de las sustancias componentes.
MATERIAL
- 2 base soporte con pinza
- aro, 2 nueces
- mechero
- matraz con tubuladura
- termmetro 0-300C
- 2 tapones de goma
horadados
- 1 refrigerante
- mangueras de goma
- tubo acodado para recogida
de destilados
- 2 probetas de 50 cm3
- material poroso (jable,picn)
DESCRIPCIN
Colocar unos 200 cm3 de la mezcla a separar en el matraz (vino tinto, agua de mar) y realizar el
montaje esquematizado en la figura. Cuando se llegue al punto de ebullicin del componente ms
voltil, la temperatura se estabiliza durante un tiempo, mientras termina de pasar este componente al
estado gaseoso que luego al circular por el refrigerante se condensa y se puede recoger el
componente prcticamente puro.
Tan pronto la temperatura inicie un nuevo ascenso cambiar la probeta porque se va a producir la
misma situacin con otro nuevo componente de punto de ebullicin ms alto.
De esta forma podemos separar y recoger toda una serie de compuestos de puntos de ebullicin
sucesivamente ms elevados.
En el matraz queda un residuo de destilado de componentes slidos e impurezas de los lquidos
destilados.
CUESTIONES
- Construye la grfica de la temperatura frente al tiempo. Interprtala.
Grupo Blas Cabrera Felipe
- De qu color es el primer destilado de vino tinto? Qu compuesto ser? Determinar color,
olor, sabor y punto de ebullicin aproximado (consultando con el de la bibliografa y explica
las diferencia
- El vino tinto da algn destilado de color? De-qu est compuesto fundamentalmente?
Qu contendrn los residuos del matraz?
- El vino tiene agua? A qu temperatura hierve sta?
- En el agua de mar Cul es el punto de ebullicin? A qu es debido este resultado? De
qu son los residuos? El agua destilada es salada, por qu?
- Qu tiene de parecido y de diferente este proceso con el seguido en las salinas?
BIBLIOGRAFA
- Rguez de Armas,F. y Merino, J.J.: Seminario de Ciencias Experimentales. Centro de Enseanza
Integradas. La Laguna (1985)
- Prez Torres, J. y Moreno Jimnez, T. Seminario FyQ I.B.Granadilla (1984)
Grupo Blas Cabrera Felipe
EXPERIENCIA DESCOMPOSICION DEL OXIDO DE MERCURIO (II)
FUNDAMENTACIN
Qu pasa con las sustancias puras? An pueden ser divididas?
Hay sustancias puras que son compuestos, formados por la unin de elementos. Con mtodos
adecuados los compuestos se pueden descomponer en los elementos que los formen.
En el caso de los polvos rojos de oxido de mercurio al suministrarle energa se descompone.
MATERIAL
- mechero - tubos de ensayo
- pinza de madera - polvos rojos de oxido de mercurio
- algodn
PROCEDIMIENTO
Colocar los polvos suministrados en el interior de un tubo de ensayo y sujetarlo con una pinza de
madera por su boca para calentarlo al fuego de 5 a 10 minutos.
CUESTIONES
- Qu ha sucedido en las paredes del tubo':
- Qu sustancias aparecen? Son peligrosos los
vapores de mercurio?
- El polvillo rojo era un elemento o un compuesto?
por qu?
- En que se ha empleado la energa suministrada?
- Qu queda en el tubo y que sale? como lo
averiguas?
- Escribe los nombres de los reactivos y productos.
OBSERVACIN
Esta reaccin redox aunque muy espectacular es tambin muy peligrosa (por los posibles vapores de
mercurio) y dado que resulta difcil controlar a todos los grupos de trabajo se podra hacer a nivel de
"experiencia de ctedra", en cuyo caso se podr recoger el oxgeno en una bureta de gases y
comprobar su naturaleza.
Grupo Blas Cabrera Felipe
Sugerencias al profesor
Algo sobre la descomposicin del xido de mercurio.
- Es MUY IMPORTANTE que la experimente previamente el profesor.
- No debe decrsele al alumno cual es el producto.
- Poner poco xido de mercurio, ya que es muy caro y, adems, tardara en descomponerlo
totalmente (0,2 cm3 aprox.).
- La lana de vidrio (o similar) se utiliza para que no salgan los vapores mercurio que SON
TXICOS!, y se condense en el tubo.
- El mechero debe ser bunsen y debe ponerse al mximo para que se produzca la reaccin.
Con otros xidos metlicos se necesita ms todava y esa es la razn por la que utilizamos
xido de mercurio.
- Al principio se pone negro y los chicos-as creen que ya se ha producido reaccin. Entonces
se les puede indicar que lo retiren de la llama y vuelve ve a ponerse rojo, lo que da pie a
explicar la diferencia entre un fenmeno fsico y fenmeno qumico.
- Aunque se note el "empaamiento del tubo" (debido a finas gotitas de Hg) deben seguir
calentando hasta que no quede nada del polvillo rojo, para que no quede la menor duda de
que se ha descompuesto.
- Como la aparicin de bolitas de mercurio es evidente, es claro que puede razonar que el
"polvo rojo" era un compuesto de mercurio. Para ver que tambin tena oxgeno se puede
poner una astilla al rojo a al salida del tubo durante la reaccin y ver como se aviva, aunque
no siempre sale bien. Entonces se "descubre" que el polvo rojo era OXIDO DE MERCURIO
(Hg0).
2 Hg0 + calor 2 Hg + 02
El calor que le suministramos es el que necesita para romper el enlace.
- Finalmente, pueden sacar las bolitas invirtiendo el tubo y golpendolo suavemente sobre la
mesa. CUIDADO CON LOS ANILLOS DE ORO, PLATA, ETC.. ya que el mercurio se
amalgama con ellos (recoger y guardar el Hg).
Grupo Blas Cabrera Felipe
EXPERIENCIA ELECTRLISIS DEL CLORURO DE COBRE (II)
FUNDAMENTO
La electricidad es una de las causas de procesos de descomposicin de muchas sustancias,
mediante un proceso denominado electrlisis. Aparecen de esta forma, y como resultado del proceso,
una serie de depsitos que son el fundamento de las galvanizados, baos de metales, etc.
MATERIAL
- Fuente de alimentacin de 6 V o 12 V
- Juego de electrodos de grafito
- Cables conexin
- 2 pinzas cocodrilo
- 2 tubos de ensayo
- vaso precipitados 250 cm3
- agitador
- cloruro de cobre (II)
- 2 pinzas, nueces y soporte
PROCEDIMIENTO
Preparar una disolucin de cloruro de cobre (II) y
colocarla en el vaso de precipitado. Introducir en
el vaso los dos electrodos de carbono pero ahora
introducidos en un tubo de ensayo invertido, que,
tambin se llena con la disolucin.
Conectar la batera y dejar que pase la corriente
durante varios minutos.
CUESTIONES
- Por qu ha sido necesario. poner en el nodo el tubo invertido y lleno de disolucin?
- De qu propiedades se caracteriza el gas producido?
- Del gas desprendido en el nodo se dice que tiene olor a "piscina sabes por qu? quin huele a
quin? para qu se usa el gas?
.- Qu se ha depositado en el otro electrodo, el ctodo? Qu color tiene?
- Qu hacer para comprobar que hay un depsito en el ctodo?
- Busca en algn texto las reacciones que se han producido en los electrodos.
- Si hubieses usado una disolucin de CuBr2 qu gas se obtendra?
- Disea una experiencia en que la disolucin a electrolizar sea de cido clorhdrico concentrado.
Qu gases se producen ahora? qu resulta en el nodo? y en el ctodo?
Grupo Blas Cabrera Felipe
Los elementos son, los productos bsicos de
que estn compuestas todas las sustancias. Y
hay slo unos cien elementos. Y todos los
millones de sustancias existentes en la Tierra
estn hechas con distintas combinaciones de
elementos.
Una sustancia hecha por la combinacin de
varios elementos se denomina compuesto.
Por ejemplo, el agua es un compuesto; en el
experimento de la pgina anterior la dividiste
en hidrgeno y oxgeno, que son los
elementos que la componen.
Algunos elementos son sustancias muy
conocidas, como el oro, la plata, el oxgeno y el
carbono. Otros son productos rarsimos que
casi nunca se ven.
Los antiguos griegos pensaban que haba slo
cuatro elementos: tierra, aire, agua y fuego
y que todas las cosas estaban hechas de esos
cuatro elementos
Ms tarde, en la Edad Media, unas personas
denominadas alquimistas pensaban que podan
transformar los metales normales en oro con
una sustancia llamada Piedra Filosofal. En sus
intentos para obtener la Piedra descubrieron
mucho sobre
la
composicin de las distintas sustancias.
Pensaron que el azufre, el mercurio y la sal
eran los nicos tres elementos y escribieron
"recetas" para la Piedra utilizando smbolos
para los elementos y metales, como se
muestra en el dibujo.
Casi todas las sustancias de este dibujo,
incluyendo el cuerpo humano, estn formadas
por compuestos de slo seis elementos; la
mayor parte de las sustancias del cuerpo
humano estn hechas por diferentes
combinaciones de los elementos
oxgeno, carbono, nitrgeno, hidrgeno, calcio
y fsforo.
El pelo, la piel, los msculos, la lana y las
pieles estn formadas de slo cuatro
elementos: oxgeno, hidrgeno, carbono y
nitrgeno.
Los qumicos todava usan smbolos para los
elementos. Suelen ser la primera o primeras
letras del nombre del elemento. Todos los
qumicos del mundo usan los mismos signos.
Los compuestos se representan por los
smbolos de los elementos que contienen. Por
ello el agua es
H2O. El dibujo muestra que hay dos tomos de
hidrgeno en cada molcula de agua.
Grupo Blas Cabrera Felipe
DISTRIBUCIN DE LOS ELEMENTOS
Los elementos pueden dividirse en dos grupos: los metales, como el
oro, el hierro y el estao, y los no metales, como el hidrgeno, el
oxgeno y el azufre. Los elementos metlicos comparten ciertas
caractersticas. Pueden ser pulimentados para que brillen, conducen la
electricidad (es decir, que la electricidad puede fluir por ellos) y son
buenos conductores del calor. Estas cualidades les hacen tiles para
muchos propsitos, como muestran estos dibujos.
Las superficies brillantes de los
espejos estn hechas de una fina
capa de plata en la parte trasera del
cristal
Los radiadores y las sartenes necesitan conducir el calor , por lo que
estn hechas de metal.
Los cables que conducen la
electricidad suelen estar hechos de
cobre cubierto de plstico, que no
conduce la electricidad.
Grupo Blas Cabrera Felipe
Las sustancias se componen de partculas
Toda la materia, por muy pequea que sea la
porcin a la que lleguemos, o a la pureza con que
esta se encuentre, como es el caso de los
elementos qumicos, se encuentra constituida por
partculas ms pequeas a las que no podemos
llegar con nuestros sentidos. Son los tomos.
Grupo Blas Cabrera Felipe
EXPERIENCIA La caja negra
Ver un mundo en un grano de arena .......
FUNDAMENTO William Blake
Que somos ? La respuesta ms simple a esta pregunta es que somos
materia. Pero, qu es la materia ? y cmo empez a
existir ? Es tal el maravilloso abanico de formas, colores
densidades y texturas de las cosas materiales, que puede
parecer una tarea intil intentar comprender la naturaleza
de la materia. Sin embargo, hace dos milenios y medio los
griegos sentaron las bases para comprender mejor la
naturaleza de la materia. Desde ese momento, los
hombres de ciencia continan buscando generacin tras
generacin soluciones a los misterios del gran libro de la
naturaleza. A pesar del gran nmero de volmenes ledos
e interpretados, tenemos conciencia de estar lejos de
haber alcanzado una solucin completa, si en realidad
existe. El hombre de Ciencia. debe encontrar la solucin l
mismo, porque no puede, como suelen hacer ciertos
lectores impacientes, saltar hacia la ltima pagina del libro.
Para tener tan slo una solucin parcial, debe reunir los
desordenados datos disponibles y hacerlos comprensibles
y coherentes por medio del pensamiento creador. Por
ejemplo, ni con el ms potente microscopio se pueden ver
las partculas que constituyen las sustancias, sin embargo,
los cientficos, observando sus propiedades y estudiando
su comportamiento en determinadas situaciones, han
establecido 'modelos' que son vlidos mientras nuestras
observaciones no obliguen a abandonarlos.
MATERIAL:
- Caja grande de cerillas envuelta en papel negra. - Balanza.
- Imn. - Aguja de hacer punto.
PROCEDIMIENTO
Cada equipo de la clase va a recibir una caja grande de cerillas envuelta en papel negro. En el interior
de esta caja misteriosa se ha colocado 'un objeto que puede estar repetido en otro equipo. La caja no
se puede abrir ni mirar en su interior. Mediante tus observaciones y utilizando los instrumentos
disponibles, tienes que averiguar la que hay en el interior de la caja. El modelo que establezcas debes
argumentarlo con tus observaciones.
Nota para el profesor: Se recomiendan los siguientes objetos:
Una chapa de refresca. Un tapn de corcho. Un boliche de cristal. Una bola de acero. Una moneda.
Un clavo grande. Una pila.
Grupo Blas Cabrera Felipe
ACTIVIDAD SIMULACIN DEL EXPERIMENTO DE RUTHERFORD
Imaginemos que tenemos un pajero lleno, es decir, una habitacin llena de paja, y dispersos entre
todo el volumen de heno se encuentran 3 o 4 boliches de acero. Una de las paredes del pajero es de
yeso y del lado opuesto tiene la puerta, desde sta disparamos con una escopeta de balines.
Los boliches representan los ncleos de varios tomos juntos y la paja simboliza a la corteza atmica,
siendo el pajero el material constituido de pocos tomos.
Si disparamos unos mil balines desde la puerta, desde todas las posiciones, procurando darle a la
trayectoria un sentido horizontal, y ms tarde revisamos (una vez quitado la paja) la pared del fondo:
Cuntos balines piensas que tropiezan con los boliches de acero?
Qu proporcin de disparos pueden ser desviados por rozar los boliches?
Ser muy grande la proporcin de disparos que atraviesan el heno directamente?.
Grupo Blas Cabrera Felipe
PARTCULAS DEL ATOMO
PROTONES Carga + y de la misma magnitud que los electrones. Partculas
elementales de masa considerable.
Situadas en el ncleo
ELECTRONES Carga - y de la misma magnitud que los protones Prcticamente
tienen una masa despreciable.
Se encuentran en la corteza atmica
NEUTRONES No poseen carga
Masa igual que los protones
Estn situados en el ncleo
Grupo Blas Cabrera Felipe
ACTIVIDAD Esquemas de modelos
Durante muchos aos los hombres se han preguntado si es posible dividir la
materia hasta el infinito.
La primera teora que habla de discontinuidad de la materia y que postula que
la materia est formada por gran nmero de partculas individuales
denominadas tomos, se remonta a la poca clsica con la teora filosfica de
Leucipo y Demcrito (460-370 a J. C.).
En ningn momento hubo intento serio por relacionar esta teora con
observaciones de fenmenos naturales. Parece sorprendente que los grandes
pensadores griegos no buscasen una explicacin experimental a sus
abstracciones, pero ellos partan de que todo conocimiento debe adquirirse por
medio de la pura especulacin y de que el experimento adems de ser
innecesario poda llegar incluso a ser poco digno.
El comienzo de la experimentacin cientfica sobre la estructura atmica se
comienza a ver en las obras de los filsofos naturales del Renacimiento. la obra
del qumico ingls John Dalton es la primera que presenta una discusin
detallada de la estructura atmica en trminos modernos.
A partir de esta teora y teniendo en cuenta el desarrollo cientfico que se ha
venido produciendo, vamos a introducirnos en el estudio de la estructura
atmico-molecular de la materia.
Grupo Blas Cabrera Felipe
Tamao del tomo
La magnitud de un tomo resulta tan pequeo
que en las cosas que nos rodean es imposible
hacer una comparacin.
Las dimensiones relativas del ncleo y de la
corteza son muy diferentes y la comparacin se
podra hacer entre la cabeza de un alfiler y una
catedral.
Las dimensiones relativas son tan espectaculares
que si imaginamos que el ncleo tiene un radio de
1 metro entonces el radio equivalente a la corteza
sera de 100.000 metros.
Grupo Blas Cabrera Felipe
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ACTIVIDAD EL ULTIMO NIVEL - ORBITA DE ELECTRONES
Estudia y critica el planteamiento.
ESTRUCTURA ATOMICA
Ncleo:
Zona enormemente pequea. Se encuentra la
mayor parte del tomo y toda la carga positiva de
ste.
protones: carga
(masa neutrn = masa protn)
neutrones: sin carga
Corteza:
Zona que ocupa la mayor parte del tomo, de
masa despreciable y alberga toda la carga
negativa.
electrones: carga y
Los electrones se encuentran girando alrededor del ncleo describiendo rbitas de todo tipo.
El tomo es neutro carga = carga y
n protones = n electrones
En el ncleo hay tantos protones como
electrones existen en la corteza atmica.
Los electrones estn distribuidos en la corteza de forma ordenada en "rbitas" o "capas electrnicas"
que posee cada una de ellas una energa determinada. "nivel de energa"'.
rbitas nivel de energa
Las rbitas ms pequeas, que son tambin las ms cercanas al ncleo son tambin las de nivel de
energa ms bajo, y las ms exteriores (y grandes) son las ms energticas.
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La distribucin de electrones de la corteza atmica en rbitas o niveles de energa la vamos a regir
por dos reglas (vlidas para los elementos objeto de estudio en este grado).
El n mximo de electrones que cabe en cada rbita nivel de energa viene dado por:
2 n 2
n de orden de la rbita
n = 1 1 rbita o nivel 2.12 2 electrones
n = 2 2 rbita o nivel 2.22 8 electrones
n = 3 3 rbita o nivel 2.32 18 electrones
En la ltima rbita de cualquier elemento no puede tener ms de ocho electrones.
Se suelen usar dos indicadores de un tomo.
XzA - el n atmico Z que representa al n de electrones
(dada la neutralidad elctrica del tomo tambin representa el n de protones)
- el n msico A que representa la cantidad de neutrones y protones del ncleo.
(representa la masa del ncleo que prcticamente es la masa del tomo)
Z + n = A
n neutrones
n protones = n electrones
n msico - masa del tomo
Todas las propiedades qumicas de
elementos dependen de los electrones; sobre
todo, de los electrones de la ltima rbita, ,
Elementos qumicos del mismo n de electrones
exteriores tienen propiedades qumicas similares
Todos los elementos de igual masa poseen
propiedades fsicas anlogas (iguales).
Las propiedades fsicas dependen de la masa de
los tomos
Z + n = A
Propiedades fsicas
Propiedades qumicas
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Ejemplos:
Al1327 13 electrones.
13 protones
14 neutrones
1 rbita o nivel 2 electrones
2 rbita o nivel 8 electrones
3 rbita o nivel 3 electrones
Cl1735 17 electrones.
17 protones
18 neutrones
1 rbita o nivel 2 electrones
2 rbita o nivel 8 electrones
3 rbita o nivel 7 electrones
ISOTOPOS
"del mismo lugar"
Igual Z
Distinto N
Distinto A
Ejem.: C614 C612
N + Z = A
Diferente n de neutrones Mismo n atmico Diferente n msico
Diferente masa
Propiedades
qumicas
Propiedades
fsicas
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ACTIVIDAD LOS ATOMOS SE UNEN PARA FORMAR MOLCULAS
Cuentan que Digenes, un famoso filsofo griego,
sola pasearse por el gora con un farol encendido,
y observando con curiosidad a la gente. Cuando le
preguntaban que hacia de esa guisa, responda
indefectiblemente: "Voy buscando hombre
honrado"
No se sabe a ciencia cierta si Digenes consigui
su propsito. Pero si su empeo hubiera sido
encontrar un tomo aislado apostaramos por su
fracaso.
Y es que, aunque la materia est formada por tomos, rarsima vez se presentan los tomos aislados.
Tan slo, como excepcin, en los gases nobles, a los que algunos qumicos, no sin razn, llaman
tambin "gases raros".
Los tomos, como tales, casi no existen. Su tendencia a estabilizarse, es decir, a conseguir ocho
electrones en la ltima capa (o dos, en los tomos ms sencillos) es tan grande que buscan la unin
otros para conseguirlo, an a costa de su existencia individual. Estas uniones se llaman "enlaces" y
traen como consecuencia la formacin de molculas.
Hay tres clases de enlaces qumicos: inico, covalente y metlico. Su estudio es de gran inters
porque, como veremos, muchas propiedades de la materia dependen de las caractersticas de los
enlaces que forman sus molculas.
Neutro
Neutro
Enlace qumico
Compuesto
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ESTADOS DE AGREGACIN
Y CONSTITUCIN DE LA MATERIA
Jos Fernndez Gonzlez
Francisco Rodrguez de Armas
Nicols Elrtegui Escartn
Juan Prez Torres
EXPERIENCIAS
ALTERNATIVAS
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SEPARACION DE UNA MEZCLA DE AZUFRE, AZUCAR Y LIMADURAS
FUNDAMENTO
Toda mezcla puede llegar a tener su forma especfica de separacin de los componentes, en unos
casos puede ser aplicar un proceso sencillo y en otros una propiedad fsica de algunos de los
componentes.
MATERIAL
- polvos de azufre - vidrio reloj
- azcar (sacarosa) - mechero
- limaduras de hierro - soporte con rejilla
- papel filtro - cpsula porcelana
- esptula - imn
DESCRIPCIN
Preparar una mezcla arbitraria de azcar, azufre y limaduras. Una vez bien mezclados y colocados
sobre el vidrio reloj acercarle el imn por toda la superficie de la mezcla esparcida. Una vez separado
el hierro por atraccin magntica, se vierte el resto en un vaso de precipitado con agua destilada.
Dada la insolubilidad del azufre en agua y su densidad, ste se puede separar por flotacin,
recogindolo sobre la superficie con una esptula y colocndolo sobre el papel de filtro para secarlo.
El azcar disuelta en agua forma una disolucin dulce y se puede separar por una evaporacin del
agua hasta sequedad. Cuando est muy concentrada la disolucin, antes de perderse toda el agua,
conviene pasar a una cpsula de porcelana para realizar la evaporacin del agua final.
CUESTIONES
- Crees que se vuelven a recuperar las sustancias mezcladas en un 100% Si pesas los
materiales mezclados al principio y al final puedes apreciar el % de prdidas (por
imprecisiones del operador y del mtodo)
- Cambia la situacin si cambias el orden de aplicacin de los procesos de separacin?
- Cmo mejoraras la separacin?
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DESTILACIN FRACCIONADA DE UN CRUDO PETROLFERO
Desde que en 1859 se perfor el primer pozo de petrleo, su consumo ha crecido desorbitadamente,
llegando a ser el motor actual de la sociedad industrializada. Tan importante cuestin invade el mbito
entero de la sociedad humana, afectando, tanto a la vida de cada familia como a la poltica mundial, a
la economa internacional y a la estrategia de un desarrollo nacional.
Las fracciones ms conocidas son las gasolinas, queroseno, gas-oil, aceite lubricante, parafinas, etc.
Para eliminar los constituyentes indeseables de cada fraccin se emplea la purificacin qumica, as
como la destilacin, y se usan tambin aditivos para mejorar las caractersticas de lubricantes o
combustibles. Los residuos asflticos se usan en carreteras y techos.
MATERIAL
- Matraz destilacin con tabuladura - Material poroso: jable o picn - Refrigerante
- Termmetro hasta 300 C y tapn perforado - 2 probetas 25 ml - mechero
- vaso precipitado de 1/4 l para bao agua - 4 tubos de ensayo grande - balanza
- Base soporte, aro, nueces, pinzas - alcohol o tetracloruro de carbono
- agua destilada - Muestra de crudo petrolfero
DESCRIPCION
Colocar en el interior del matraz 100 ml de crudo con un trozo de piedra porosa (picn, zahorra, plato
poroso, etc.). Cerrar la boca con el tapn dotado de un termmetro. Adaptar en la tubuladura el
refrigerante. Recoger los por intervalos de temperaturas : hasta 90C, de 90C a 150C, de 150C a
230C y de 230C a 300C en diferentes tubos de ensayo sumergidos en un bao de agua fra.
Hasta 90C 90-150C 150-230C 230-300C
Masa probeta 25 cm3
Masa probeta con destilados
Volumen destilados
Densidad
Solubilidad en agua
Solubilidad en alcohol
Combustin de 3 gotas con un fsforo
CUESTIONES
- Explica de lo que ha sucedido. Extrapola esta situacin al caso de funcionamiento de un refinera.
- Cuales de estos productos se le parecen a los comercializados?
- Qu te dicen las diferentes derivados de las fracciones?
- Compara el comportamiento de solubilidad de cada fraccin
- Al tomar 3 gotas de destilado que fraccin no arde con un cerilla encendida?
- Calcula los % en masa y volumen de cada fraccin.
Bibliografa: Prez Torres, J. y Moreno Jimnez, T. "Prcticas Laboratorio, seminario de Fsica y
Qumica del I.B. Granadilla. (1984).
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CRISTALIZACIN DE UNA DISOLUCIN DE SULFATO CUPRICO
FUNDAMENTO
Generalmente la solubilidad de las sales aumenta con la temperatura.. En consecuencia si
preparamos una disolucin saturada en caliente y la dejamos enfriar, una parte del slido disuelto
debe depositarse en el fondo en forma de cristales.
De esta tcnica se hace uso frecuentemente para la obtencin de sustancias puras, puesto que las
pequeas cantidades de impurezas que pudieran acompaar a la sustancia primitiva es de esperar
que no cristalizan sino que permanezcan disueltas en el lquido (aguas madres" que se desechan),
por no haberse alcanzado su saturacin.
MATERIAL
- Mortero con pistilo - base soporte, nuez, aro
- probeta - embudo
- vaso de precipitados - papel de filtro
- trpode - cristalizador
- rejilla - agitador
- mechero - sulfato cprico
DESCRIPCIN
Pulvercese en un mortero unos cristales de sulfato cprico (unos 50 g) y mzclense en un vaso de
precipitados con unos 100cm3 de agua. Calintese hasta unos 80C, agitando continuamente. Fltrese
en caliente sobre el cristalizador y seprese el lquido filtrado.
Dejar enfriar y reposar en el cristalizador durante varias horas o das. Recuperar entonces los
cristales obtenidos y secarlos. La disolucin restante se concentra por evaporacin y se repite el
proceso con una nueva cristalizacin.
CUESTIONES
- Qu observas en el papel de filtro despus del filtrado? Explcalo
- Para qu se filtra la disolucin saturada caliente de sulfato cprico
- Qu contienen las aguas madres, o sea los lquidos finales que se desprecian? Puede
interesar la separacin de las aguas madres?
- Qu suceder si metes las aquas madres en un frigorfico?
- Podra servir el proceso para otras sales?
BIBLIOGRAFA
Prats, Felix y del Amo, Yolanda: "Fsica y Qumica 2 BUP. AKAL (1983)
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EL JARDN DEL QUMICO
FUNDAMENTO
Aprovechando la disolucin de distintas sustancias se puede lograr que, debido al aumento de
concentracin de varias sales se llegue a la saturacin de muchas de ellas, y que stas comiencen a
cristalizar de forma caprichosa, pudindose tener un espectculo de colores tal como un jardn.
MATERIAL
- vasija grande de cristal transparente (pecera)_
- 1litro de silicato de sodio - cristales de CuCl2
- 4 litros de agua destilada - FeCI3 (marrn)
- CuSO4 (azul) - NiSO4 (verde)
- Cu(NO3)2 - CoCl3
- Pb(NO3)2 - Co(NO3)2
- MnSO4 - MnCl4
- Al2(S04)3 - almina
- Fe2(S04)3 - palo de madera (agitador)
- arena blanca de playa - manguera de goma
- recipiente
DESCRIPCIN
Aadir al recipiente el silicato de sodio y el agua destilada en proporciones de 1/3 y agitar bien.
Echarle la arena blanca y fina en el fondo y colocarlo en sitio fijo.
Tirar dentro del recipiente de forma aleatoria los cristales de sales metlicas. Con el tiempo
aparecern columnas, surgiendo del fondo de diversos colores (parecen hierbas, algas, musgos o
corales) segn cuales sean las sales, que aparenta un jardn.
Despus de un da extrae todas las "aguas madres" con una manguera (haciendo vaco y colocando
un recipiente a una altura ms baja) y adele agua del grifo con bastante sal comn en disolucin y
con cuidado para que no se rompan los cristales.
CUESTIONES
- Cul es el fundamento de la aparicin de tantos cristales variados si la cantidad de agua es
grande?
- Por qu al cambiar el agua la nueva lleva sal comn en disolucin?
- Por qu no se disuelven los cristales?
BIBLIOGRAFA
- Averbuj, E.: "Somos cientficos ... un jardn qumico". Individual, 26. (1981)
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EXTRACCIN DE COLORANTES
FUNDAMENTACIN
Las flores de colores ntidos (jara de rosa intenso; alhel; violeta del Teide; tajinaste rojo; geranios,
violetas, rosas) o las plantas de tonalidades acusadas (coles rojas, beterradas, o los frutos de estas)
tienen en su constitucin una serie de colores mezclados, que pueden extraerse en un disolvente
adecuado, por molienda y maceracin de la planta o flor, y ser separados de cualquier producto
natural.
MATERIAL
- Flores o plantas coloreadas - Refrigerante - Mortero con pistilo
- Matraz - Frasco de 1/4 litro - Vaso precipitado de 1/4 litro
- Mechero - Trpode, soporte, aro, nuez, rejilla, pinza
- Embudo - Papel de filtro - Embudo decantacin
- Disolventes: ter petrleo, acetona, alcohol, Cl4C
DESCRIPCIN
Tomando muestras de flores o plantas coloreadas, estas se machacan en un mortero, y luego se
puede:
a) Aadir un disolvente adecuado (ter, acetona,, benceno, agua etc.) y formar una mezcla
homognea por agitacin. Si es necesario calentar un poco suavemente en un vaso de precipitado
hasta que disolvente muestre una buena coloracin. Se enfra y filtra, recogindose en un frasco,
cerrado hermticamente para evitar la evaporacin del disolvente.
b) Hacer un paquete de papel de filtro con el material molido y luego
colocarlo en un matraz suspendido del fondo, en el que se coloca el
disolvente. Colocando un refrigerante sobre el matraz se puede calentar
este a reflujo durante una hora.
Para realizar la extraccin del colorante se coloca un volumen del
extracto, preparado anteriormente,
en un embudo de decantacin junto con un disolvente diferente al
utilizado y no miscible. Se agita vigorosamente y luego se deja reposar.
El colorante queda decantado en una fase lquida que se separa.
CUESTIONES
- Realiza una cromatografa de papel con el extracto resultante.
- Con el extracto de colorantes de flores se puede estudiar su comportamiento como indicador
frente a sustancias cido-base.
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- Aadir unas gotas de colorante en un poco de agua y aadir disoluciones diluidas de cidos
y bases, anotando los resultados en comparacin con la actuacin comparativa de los
indicadores-colorantes ms conocidos.
- Imprime un pedazo de papel de filtro con el colorante y salo como papel indicador.
- Puede servir esta tcnica para la extraccin de colorantes naturales?
- Cmo se puede preparar un perfume o una bebida de productos naturales?
- En qu consiste una infusin? Cita alguna de las preparadas en tu casa con fines
medicinales.
- La orchilla y la cochinilla han jugado un papel importante en la economa de Canarias
porqu? en qu poca histrica?
- La cochinilla en qu planta se da y que repercusin tuvo la introduccin del cultivo en el
medio natural canario?
-
BIBLIOGRAFA (Fotocopia directa del documento)
- Etopa, l.; Fernndez, J.; Trujillo, J.; Prez Torres, J.; Villalobos, S.
"AULA DE LA NATURALEZA: gua del profesor". Madres del Agua (Granadilla). Itinerarios. Pte
Publicacin (1985).
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EXTRACCIN DE AROMATIZANTES Y SABORES DE PLANTAS 0 FRUTOS NATURALES
FUNDAMENTO
Las plantas aromticas deben su aroma y agradable olor a la presencia en su constitucin de
sustancias qumicas aromticas y aceites grasos y esenciales. Entre estos ltimos los ms
importantes son el alcanfor, comino, lavanda, azahar, menta, hinojos, hierbas aromticas, corteza de
naranjas, fresas, etc.,que se diferencian de los aceites grasos en que la mancha que dejan sobre el
papel desaparece lentamente mientras en aquellos tiene un carcter permanente.
Un proceso apropiado es la destilacin que arrastre dos corrientes de vapor.
MATERIAL
- 2 matraces erlenmeyer 250 ml - tubo de vidrio para acoples - refrigerante
- tubo acodado de recogida - material aromtico - agua destilada
- mortero con pistilo - 2 mecheros - papel de filtro
- 2 soportes con aros, rejillas, pinzas - vaso precipitados - frasco de 1/4 litro
DESCRIPCIN
Machaca el material con esencias con ayuda de un mortero y colcalas en un erlenmeyer B con 100
cm3 de agua destilada hirviendo. De otra parte se inicia la calefaccin del erlenmeyer A lleno de agua
a fin de que su vapor atraviese el erlenmeyer B donde se encuentra la maceracin. Comprueba las
caractersticas de olor y sabor del aceite
agua destilada
Tambin se podra operar as: el material con esencias despus de machacado en el
mortero se coloca en un cartucho de papel de filtro y este se cuelga en un matraz
suspendido del fondo, en el que se coloca agua destilada (u otro disolvente).
Colocando un refrigerante sobre el matraz se impide la salida de vapores por
condensacin de estos y se puede calentar a reflujo durante una hora.
CUESTIONES
-Qu es un aceite esencial? y un aroma? Qu productos qumicos contiene?
-Qu aplicaciones conoces de las sustancias extradas?
-En qu se basa la destilacin por arrastre en corriente de vapor?
BIBLIOGRAFA: Paraira, M. "Laboratorio = gua general de Prcticas de Qumica". HORA (1981)
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EXTRACCIN DE COMBUSTIBLES: LATEX 0 RICINO
FUNDAMENTO
Existen vegetales que adems de presentar una gran fraccin de residuo leoso, tienen sustancias
que una vez extradas, pueden ser usadas como combustibles, por sus propiedades parecidas,
iguales a los derivados del petrleo, en los motores de combustin interna o diesel. Este es el caso de
las tabaibas y cardones (Euphorbias) y del trtago (Ricinus Communis).
MATERIAL
- Tallos de tabaiba o semillas de trtago - Picadora de cocina
- Botella de vidrio transparente de 1 litro y boca ancha. - Plato hondo.
-Pipeta con dispositivo de succin. - 500 cm3 de gasolina.
DESCRIPCIN
Tomar los tallos de tabaiba o las semillas de trtago y molerlos en la picadora de cocina. Introducir la
pasta resultante en la botella junto con un volumen aproximadamente igual de agua y de gasolina.
Agitar vigorosamente y dejar lo reposar hasta que se separen las dos fases. Separar con la pipeta la
fase sobrenadante para extraer el producto energtico (ltex, resina, aceite, etc.) Colocarla en el
plato y dejar varios das al aire libre hasta que se evapore el disolvente. Probar a quemar el producto
resultante.
CUESTIONES
- Existe alguna planta energtica cerca
de tu casa o colegio?
- Por qu hay que moler la materia
vegetal antes de someterla a
extraccin?
- Indica otros disolventes que puedan
utilizarse para realizar esta traccin.
- Arde la sustancia extrada de la
planta? Esto qu significa?
BIBLIOGRAFA
Elrtegui, N.; Fernndez., J. y Jarabo, F.-
Energas Renovables: 21 experiencias
prcticas" Centro Cultura Popular Canaria. En
prensa (1985).
Jarabo, F. Fernndez., J.; Trujillo, D.;
Elrtegui, N. ; y Prez, C. : "La Energa de la
Biomasa". Ed. ERA SOLAR. Madrid (1984)
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SEPARACIN DE LA CLOROFILA DE OTROS PIGMENTOS
FUNDAMENTO
La mayora de los pigmentos vegetales que se encuentran en una planta y por supuesto, los
mas importantes, se alojan en los plastos. Los pigmentos que aparecen en el cloroplasto podemos
clasificarlos en comunes y especficos. En el primar apartado estaran las clorofilas (a y b), las
xantofilas y los carotenoides. En el segundo, la fucoxantina (tpico de las algas pardas) y las
ficobilinas, ficoeritrina y ficocianina de las algas rojas y azules, como ejemplos de pigmentos ms
extendidos.
El mas importante es la clorofila porque lleva la responsabilidad de la vida en nuestro planeta,
ya que es un pigmento utilizado universalmente en la fotosntesis.
MATERIAL Mortero con pistilo Vegetales (hojas de espinaca, maz, alfalfa, etc.) Papel de filtro. 4 matraz erlenmeyer de 100 ml. con tapa 2 matraz erlenmeyer de 250 ml. con tapa Embudo Base soporte con aro, nuez Alcohol etlico Gasolina o ter petrleo
Embudo decantacin Vaso precipitado 1/4 litro Varilla vidrio 2 chupetina 6 capilares finos Alcohol metlico 92% ter sulfrico probeta 100 cm3 Hidrxido potsico.
PROCEDIMIENTO
Machacar en un mortero el vegetal (hojas espinaca, etc.) con un poco de alcohol. Dejar macerar un
tiempo. Agitar y filtrar el lquido obtenido recogiendo con el filtrado los pigmentos de los cloroplastos.
La solucin esta formada por tres pigmentos : la clorofila de color verde, los carotenoides naranjas y
las xantofilas amarillas.
Tomar una fraccin (la mitad aproximadamente), del extracto alcohlico bruto de pigmentos, y
aadirle, dentro de un embudo de decantacin, unos 25 cm3 de ter de petrleo o gasolina. Agitar
suavemente durante un tiempo y dejar que se separen las dos capas lquidas. Eliminar la capa inferior
de agua y alcohol. En la capa superior de gasolin
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