Transcript unidad didáctica 3. clasificación de la materia. sistemas materiales

UNIDAD DIDÁCTICA 3
CLASIFICACIÓN DE LA
MATERIA
SISTEMAS MATERIALES
FÍSICA Y QUÍMICA. 3º ESO
1. LA MATERIA. SUSTANCIAS PURAS Y MEZCLAS
2
Propiedades de
la materia
Clasificación de
la materia
Sustancias
Puras
Mezclas
Propiedades
características
Sirven para identificar
las sustancias
(densidad, punto de
fusión, color…)
Propiedades
generales
Son comunes a todos
los tipos de materia
(masa, volumen,
temperatura…)
Tienen propiedades
específicas que las
caracterizan
Determinar una
propiedad específica es el
mejor método para saber
si una sustancia es pura
No tienen propiedades
específicas características
Experiencia de la página 48. Actividades 1, 2 y 3.
UNIDAD DIDÁCTICA 3. CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA. SISTEMAS MATERIALES
1.1. SUSTANCIAS PURAS
3
SUSTANCIA PURA. Materia formada por un solo componente cuya composición no
cambia cualesquiera que sean las condiciones físicas en las que se encuentre
Una sustancia pura no se puede descomponer en otras más sencillas utilizando
solamente procedimientos físicos
Compuestos
Se pueden descomponer en otras más
simples por medio de un proceso
químico (NH3, H2O…)
Sustancias puras
Elementos
No se pueden descomponer en otras más
simples por ningún procedimiento
químico (Fe, O2, Na…)
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1.1. SUSTANCIAS PURAS
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Procedimientos Químicos
CH3COOH + NaHCO3 → CO2 + H2O + CH3COONa
(vinagre + bicarbonato de sodio → dióxido de carbono + agua + acetato de sodio)
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1.2. MEZCLAS
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MEZCLA. Materia que resulta de la combinación de varias sustancias puras
que pueden separarse por procedimientos físicos
Materia
Sustancias Puras
Mezclas
Procedimientos Físicos
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1.2. MEZCLAS
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Heterogéneas
Se distinguen sus componentes
por procedimientos ópticos
convencionales
Ejemplos: ensalada, pizza, etc.
Homogéneas
No se distinguen sus
componentes por
procedimientos ópticos
convencionales
Ejemplos: disolución de agua
con azúcar, aleaciones, etc.
MEZCLAS
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1.2.1. MEZCLAS HETEROGÉNEAS
COLOIDES
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COLOIDE. Mezcla heterogénea (aunque a simple vista parece homogénea)
que DISPERSA LA LUZ (Efecto Tyndall)
Ejemplos: gelatina, niebla, leche, etc.
http://www.youtube.com/watch?v=VuPTLbsJ6nM&feature=fvsr
http://www.youtube.com/watch?feature=endscreen&v=QG-5mvV86uU&NR=1
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1.2.1. MEZCLAS HET.
COLOIDES
EMULSIONES
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EMULSIÓN. Mezcla de líquidos inmiscibles de forma más o menos homogénea donde la
FASE DISPERSA se dispersa en la FASE DISPERSANTE gracias a la presencia de una tercera
sustancia: el EMULSIONANTE
Ejemplos: mayonesa, leche, mantequilla, margarina, etc.
Aceite
Aceite
Huevo
Lecitina
Zumo
de
limón
MAYONESA
H2 O
(hidrófila e
hidrófoba)
La LECITINA del huevo actúa como EMULSIONANTE y se
une a la grasa, por un lado, y al agua de la mezcla, por otro
La mayonesa se corta cuando no emulsiona
bien, generalmente por falta de agua
El limón se añade porque los ácidos
estabilizan este tipo de emulsiones
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1.2.1. MEZCLAS HET.
COLOIDES
EMULSIONES
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EN LA INDUSTRIA…
En salsa, cosméticos, panadería, pastelería, helados, etc. se usan
ADITIVOS que actúan como emulsionantes (E430, E431, etc.)
Porque mejoran la apariencia del producto
Porque mejoran las características organolépticas
de los productos
Conservan la calidad de los sabores presentes al
envasarlos
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1.2.2. MEZCLAS HOMOGÉNEAS
ALEACIONES
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ALEACIÓN. Mezcla homogénea de dos metales o de un metal y otras
sustancias (son DISOLUCIONES SÓLIDAS)
Las propiedades de los metales
se modifican cuando los aleamos
Acero: Fe + C
Bronce: Cu + Sn
Latón: Cu + Zn
Amalgama: Hg(l) + M
Hojalata: lámina de Fe o
acero recubierta de Sn por
ambas caras
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1.2.2. MEZCLAS HOMOGÉNEAS
DISOLUCIONES
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DISOLUCIÓN. Mezcla homogénea de dos o más componentes donde el de
mayor proporción se llama DISOLVENTE y los de menor proporción
SOLUTOS. Mezcla homogénea de dos metales o de un metal y otras
sustancias (son DISOLUCIONES SÓLIDAS)
Todos los componentes de una disolución no tienen porqué estar en el mismo estado físico
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1.2.2. MEZCLAS HOMOGÉNEAS
DISOLUCIONES
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DISOLVENTE
GAS
LÍQUIDO
SÓLIDO
SOLUTO
DISOLUCIÓN
EJEMPLO
Gas
Gas
AIRE
Líquido
Líquido
NIEBLA
Sólido
Sólido
HUMO
Gas
Líquido
BEBIDA CON GAS
Líquido
Líquido
ALCOHOL DE 96º
(H2O + CH3CH2OH)
Sólido
Líquido
SUERO
FISIOLÓGICO
Gas
Gas
METAL CON
BURBUJAS
Líquido
Líquido
AMALGAMA
Sólido
Sólido
ALEACIONES
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1.2.2. MEZCLAS HOMOGÉNEAS
DISOLUCIONES
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A. MODOS DE EXPRESAR LA CONCENTRACIÓN
CONCENTRACIÓN DE UNA DISOLUCIÓN. Indica la cantidad de soluto que hay en una
cantidad determinada de disolución
Conocer el valor de la concentración de un determinado soluto es fundamental en mucho casos
en la vida cotidiana. EJEMPLO: concentración de glucosa en sangre en personas con diabetes
PORCENTAJE
EN MASA (% masa)
MODOS DE
EXPRESAR LA
CONCENTRACIÓN
PORCENTAJE
EN VOLUMEN (% vol)
CONCENTRACIÓN
EN MASA (g/L)
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1.2.2. MEZCLAS HOMOGÉNEAS
DISOLUCIONES
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1. PORCENTAJE EN MASA (% masa)
% masa 
masa de soluto
masa de disolución
x 100
Ambas masas deben estar medidas en las mismas unidades (g, kg, T, etc.)
UN PORCENTAJE NO TIENE UNIDADES. Se expresa como %
Página 57: ejercicio resuelto 1 y actividades 5, 6 y 7
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1.2.2. MEZCLAS HOMOGÉNEAS
DISOLUCIONES
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2. PORCENTAJE EN VOLUMEN (% vol)
% vol 
volumen de soluto
volumen de disolución
x 100
Ambos volúmenes deben estar medidos en las mismas unidades (mL, dL, L, etc.)
UN PORCENTAJE NO TIENE UNIDADES. Se expresa como %
Página 58: ejercicio resuelto 2 y actividades 8, 9 y 10
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1.2.2. MEZCLAS HOMOGÉNEAS
ALCOHOLISMO
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Enfermedad producida por el abuso en la ingesta de alcohol
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1.2.2. MEZCLAS HOMOGÉNEAS
ALCOHOLISMO
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Ocasiona problemas de salud graves, problemas laborales, sociales, afectivos, etc.
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1.2.2. MEZCLAS HOMOGÉNEAS
ALCOHOLISMO
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La OMS considera que el alcoholismo se produce cuando la ingesta diaria supera
los 50 g de alcohol en la mujer y los 70 g en el hombre
BEBIDA
% vol de alcohol
g de alcohol en 100
mL de bebida
Cerveza
3.5-5
3-4
Vino
10-15
8-12
Vino dulce
15-22
12-17
Vermut
16-24
13-19
Whisky
35-40
25-32
Ron
40
32
Vodka
40
32
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1.2.2. MEZCLAS HOMOGÉNEAS
DISOLUCIONES
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3. CONCENTRACIÓN EN MASA (g/L)
CONCENTRACIÓN EN MASA. Cantidad en masa de soluto por cada
unidad de volumen de disolución
concentrac ión en masa de soluto 
masa de soluto
volumen de disolución
Se usa preferentemente cuando el soluto es sólido y el disolvente es líquido
UNIDADES: Normalmente en g/L (En el SI se mide en kg/m3)
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1.2.2. MEZCLAS HOMOGÉNEAS
DISOLUCIONES
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3. CONCENTRACIÓN EN MASA (g/L)
¡CONCENTRACIÓN EN MASA NO ES DENSIDAD!
Densidad 
masa de disolución
o sustancia
volumen de disolución
concentrac ión en masa de soluto 
o sustancia
masa de soluto
volumen de disolución
Página 59: ejercicio resuelto 3 y actividades 11, 12 y 13
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1.2.2. MEZCLAS HOMOGÉNEAS
DISOLUCIONES
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SOLUBILIDAD
SOLUBILIDAD DE UNA SUSTANCIA EN UN DISOLVENTE
DETERMINADO. Cantidad máxima de dicha sustancia (soluto) que puede
disolverse en dicho disolvente
g soluto/100 mL disolvente
Se expresa en
g soluto/L disolvente
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1.2.2. MEZCLAS HOMOGÉNEAS
DISOLUCIONES
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SOLUBILIDAD
SEGÚN LA
CANTIDAD DE
SOLUTO
DISOLUCIÓN
DILUIDA
Poco soluto
respecto del
disolvente
DISOLUCIÓN
CONCENTRADA
Mucho soluto
respecto del
disolvente
DISOLUCIÓN
SATURADA
Aquélla que NO
admite más
cantidad de soluto
DISOLUCIÓN
SOBRESATURADA
Aquélla que
admite más soluto
del que podría
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1.2.2. MEZCLAS HOMOGÉNEAS
DISOLUCIONES
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SOLUBILIDAD
La solubilidad de los sólidos en los líquidos suele aumentar con la temperatura.
Nos resulta más sencillo disolver un soluto sólido si calentamos
La solubilidad de los gases en los líquidos suele
disminuir con la temperatura.
El O2 disuelto en el agua de mares, pantanos,
etc. se elimina cuando aumenta la temperatura
de la disolución: este fenómeno causa la muerte
de muchos peces por asfixia
Página 60: actividades 14 y 15
Página 61: actividades 16, 17, 18 y 19
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1.2.2. MEZCLAS HOMOGÉNEAS
DISOLUCIONES
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EN EL LABORATORIO…
PREPARACIÓN DE SUERO FISIOLÓGICO
Disolución de NaCl en H20 al 9 por mil (en 1000 g de suero hay 9 g de sal)
Se usa para lavar ojos irritados y nariz reseca si tenemos catarro.
Se administra a los enfermos que necesitan líquido por vía intravenosa
MATERIAL DE LABORATORIO
Cuaderno de laboratorio, bata y gafas de seguridad
PRODUCTOS: NaCl y H20
MATERIAL: Balanza, vidrio de reloj, espátula, probeta de 500 mL, vaso de
precipitados de 500 mL, varilla de vidrio, botella de cristal, etiqueta y bolígrafo
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1.2.2. MEZCLAS HOMOGÉNEAS
DISOLUCIONES
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EN EL LABORATORIO…
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL (Preparar 333 g de suero)
333 g de suero = 330 g de H20 + 3 g de NaCl
1) Pesar 3 g de NaCl. Para ello, TARAR un vidrio de reloj en una balanza y
añadir NaCl que cogemos con una espátula
2) En la probeta, añadir 330 mL de agua destilada
H20
¡ENRASAD!
A: Menisco cóncavo
Hg
B: Menisco convexo
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1.2.2. MEZCLAS HOMOGÉNEAS
DISOLUCIONES
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EN EL LABORATORIO…
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL (Preparar 333 g de suero)
333 g de suero = 330 g de H20 + 3 g de NaCl
3) En un vaso de precipitados, añadir el H20 y el NaCl y agitar con varilla de
vidrio hasta la completa disolución de la sal
2) En la probeta añadimos 330 mL de agua destilada
4) Transvasar la disolución a una botella limpia y etiquetarla indicando
CONTENIDO y FECHA DE PREPARACIÓN
Elabora un informe en tu cuaderno de laboratorio
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1.3. EJEMPLOS DE SUSTANCIAS PURAS Y MEZCLAS
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EN LA VIDA COTIDIANA
Página 65: actividad 24
SUSTANCIAS PURAS
MEZCLAS HOMOGÉNEAS
MEZCLAS HETEROGÉNEAS
H20 (agua destilada)
Agua de mar
(H2O + NaCl + Mg +…)
Leche (EMULSIÓN de
partículas grasas en agua)
NH3 (amoniaco)
Agua corriente (H2O + sales
minerales + O2 + Cl2…)
Gelatina (coloide que se obtiene
hirviendo despojos animales)
CH4 (metano)
Agua mineral (H2O + sustancias
no habituales (Fe, SH2…))
Gel, champú … (coloides)
O2 (oxígeno que respiramos)
Tintura de yodo
(I2 + CH3CH2OH + H2O)
Sangre (Mezcla homogénea
(plasma) + heterogénea (células)
NaCl (sal común)
Lejía (NaClO + H2O)
Arena de playa (sílice (SiO2)+
calizas + feldespato + …)
CH3CH2OH (Etanol)
Refrescos con gas
(H2O + aditivos + CO2)
Agua con aceite
H2O2 (agua oxigenada)
Suero fisiológico (H2O + NaCl)
Granito
(cuarzo + feldespato + mica)
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2. MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS
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Las sustancias puras que forman una mezcla pueden separarse mediante
PROCEDIMIENTOS FÍSICOS
Elegimos unos u otro método de acuerdo a:
1) El tamaño de las partículas de los componentes
2) El estado físico de cada componente
3) Las propiedades específicas (punto de fusión, punto de ebullición,
propiedades magnéticas, etc.) de los componentes
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2. SEPARACIÓN DE MEZCLAS
CRIBA
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CRIBA. Separa los diferentes componentes mediante tamizado, de acuerdo
a los tamaños de las partículas sólidas que forman la mezcla
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2. SEPARACIÓN DE MEZCLAS
FILTRACIÓN
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FILTRACIÓN. Permite separar sólidos insolubles de líquidos utilizando un
medio poroso. En el laboratorio suelen fabricarse filtros de papel
S precipitado por ser
insoluble en agua
Cu(Cr2O4)2
Al filtrar, sólo el
Cu(Cr2O4)2 y el
agua pasan a
través del filtro.
El S queda
arriba retenido
S
Cu(Cr2O4)2 + H2O
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2. SEPARACIÓN DE MEZCLAS
CROMATOGRAFÍA
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CROMATOGRAFÍA. Separa los distintos componentes de una mezcla
homogénea aprovechando su diferente afinidad por un disolvente. Se dice
que las sustancias más afines ‘CORREN’ más y viceversa
CROMATOGRAFÍA EN COLUMNA
CROMATOGRAFÍA EN PAPEL
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2. SEPARACIÓN …
SEPARACIÓN MANÉTICA
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SEPARACIÓN MÁGNÉTICA. Separa metales ferromagnéticos del resto de
componentes de la mezcla que no tienen propiedades magnéticas
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2. SEPARACIÓN DE MEZCLAS
DECANTACIÓN
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DECANTACIÓN. Separa dos líquidos INMISCIBLES (que no se pueden
mezclar) basándose en las diferencias de densidad
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2. SEPARACIÓN DE MEZCLAS
DESTILACIÓN
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DESTILACIÓN. Separa dos líquidos MISCIBLES (que se pueden mezclar)
basándose en las diferentes temperaturas de ebullición. También puede
separa un líquido de un sólido disuelto en él
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