Sistemas_materiales - agro

1
Universidad de Buenos Aires
INSTITUTO LIBRE DE
SEGUNDA ENSEÑANZA
Sistemas materiales: sistemas heterogéneos y homogéneos. Fases y componentes.
Sustancias puras y soluciones. Métodos de separación de fases y de fraccionamiento
de sistemas.


Trabajo práctico Nº1: Aplicación de diferentes métodos de separación de fases
Trabajo práctico Nº2: Aplicación del método de Destilación
BIBLIOGRAFÍA:





Guías de aprendizaje y ejercitación elaboradas por las profesoras.
Chandías y Weitz, Físico-Química, Ed. Kapelusz, Argentina, 2001
Biasioli y Weitsz, Química General e Inorgánica, Ed. Kapelusz, Argentina, 1990
J. M. Mautino, Química 4 – Aula Taller, Ed. Stella, Argentina, 1994
J. M. Mautino. Físico – Química – Aula taller. Ed. Stella, Argentina, 1992
2
SISTEMAS MATERIALES
Todas las ciencias adoptan criterios para clasificar los objetos y hechos estudiados,
separándolos en grupos que ponen de manifiesto sus analogías y sus diferencias.
SISTEMA MATERIAL: porción limitada de materia que se aísla para su estudio
Los sistemas materiales se los puede clasificar teniendo en cuenta las propiedades en el interior
de los mismos. De acuerdo, con las propiedades internas del sistema, se los clasifica en:
SISTEMAS
Heterogéneo: es aquel sistema que posee propiedades intensivas diferentes
en algunos de sus puntos. Este sistema se puede detectar
fácilmente, a simple vista o con la ayuda de una lupa o
microscopio. Ejemplos: agua y arena, leche recién ordeñada
MATERIALES
Homogéneo: es aquel sistema que posee propiedades intensivas idénticas en
todos los puntos del mismo. Ejemplos: agua salada, acero, aluminio
Clasifica los siguientes sistemas materiales:
a) sal, arena, piedras:
b) agua pura:
c) agua salada:
d) agua y alcohol:
e) azufre en polvo y limaduras de hierro:
f) agua y aceite:
g) azúcar:
h) mezcla de gases:
i) vino con borra:
LOS SISTEMA HETEROGÉNEO: FASE - COMPONENTE:
Como dentro de un sistema heterogéneo o mezcla hay porciones que presentan
propiedades tanto iguales como distintas, en diversas partes del mismo. Se convino en llamar FASE de
un sistema al conjunto de porciones homogéneas entre si. De este modo no solo se puede conocer que
fases forman un sistema sino también cuantas hay en el mismo.
Ejemplo:
3
a) el granito es un sistema heterogéneo formado por 3 fases distintas; la fase mica, la fase
cuarzo y la fase feldespato. Cada una de estas tiene propiedades intensivas diferentes.
b) el agua en sus tres estados de agregación conjuntamente (hielo, agua liquida y vapor de agua)
es un sistema heterogéneo que también presenta 3 fases, pues cada una de ellas presenta alguna
propiedad intensiva diferente.
Analicemos el último ejemplo: si bien tiene 3 fases sólo existe una sustancia presente que es el
agua. Por lo tanto se define como COMPONENTE de un sistema material a la sustancia que forma parte
de ese sistema.
Trata de indicar cuáles y cuántas fases posee; cuáles y cuántos componentes presentan los
siguientes sistemas materiales:
Sistema
Fases
Número
Cuáles
Componentes
Número
Cuáles
a) sal fina , arena, yodo
b) aceite, sal, carbón en polvo
c) agua líquida, trozos de hielo,
y trozos de corcho.
d) sal fina sin disolver y agua
salada
e) sal fina sin disolver, agua
salada y trozos de hielo
f) trozos de hierro, limaduras
de hierro y arena
Existen métodos que permiten separa las fases de una mezcla heterogénea, el uso de cada
método depende de las características de los componentes que las forman:

Decantación: en este método se deja reposar durante un cierto tiempo una mezcla de
componentes sólido y líquido o de dos componentes líquidos, para que la acción de la gravedad
los separe.

Tamización: permite separa dos sólidos de diferente tamaño a través de una tamiz.. Ejemplo:
arena y canto rodado.

Filtración: este método se basa en el uso de material poroso que retiene las partículas sólidas,
mientras deja pasar el líquido en el que estas partículas estaban suspendidas. Generalmente el
material poroso se coloca en un embudo para facilitar la separación.

Centrifugación: este método permite acelerar la decantación mediante la acción de una fuerza
centrífuga

Magnetización o imantación: Se basa en la propiedad que poseen ciertas sustancias de ser
atraídas por un imán Ejemplo: trozos de hierro y arena
4

Evaporación se emplea para separar un sólido de un líquido cuando solo se desea recuperar el
sólido. Simplemente se calienta la mezcla y al evaporarse el líquido, queda solo el sólido en el
recipiente. Ejemplo: agua salada si solo se desea recuperar la sal

Sublimación: se emplea para separar sólidos, donde un de ellos se volatilice al calentarlo y luego
se sublime al enfriar el sistema. Ejemplo: yodo y arena

Levigación: permite separa a través de una corriente de agua o aire dos sólidos . Las partículas
más livianas son arrastradas por la corriente. Ejemplo: pepitas de oro y arcilla

Separación por solubilidad: se emplea para separa dos sólidos donde uno de ellos es soluble en
un solvente y el otro no. Ejemplo: sal y arena, se agrega agua, entonces se disuelve la sal y la
arena no. Posteriormente se filtra y el líquido (agua salada) se evapora, recuperando la sal.
5
Trabajo práctico experimental Nº1
Clasificación y separación de sistemas materiales
Objetivos:
1. Reconocer fases y componentes de cada sistema material
2. Familiarizarse con el material del laboratorio
3. Emplear técnicas de separación de fases para obtener las diferentes fases separadas



Sistema 1: arena – limaduras de hierro.
Sistema 2: agua y aceite
Sistema 3: arena – dicromato de potasio
Elaborar un informe teniendo en cuenta lo aprendido en Introducción Experimental a las Ciencias donde
para cada sistema material se registre:
a) el tipo de sistema y cuáles y cuántas fases posee
b) el procedimiento necesario para separar las fases (detallar los pasos)
c) el esquema del dispositivo usado, con los nombres de los materiales empleados
Completar el siguiente cuadro
Sistema
Tipo de
sistema
Nº de fases y
cuáles son
Nº de componentes
y cuáles son
Método de aplicación para
separar las fases
a) Harina y arroz
b) Agua y kerosene
c) Arena, sal sin
disolver y agua
salada
d) Trozos de hielo y
vino blanco
Los sistemas Homogéneos:
Los sistemas homogéneos están formados por una única fase y pueden poseer más de un
componente de composición variable. En dicho caso existen métodos de fraccionamiento que permiten
separar los componentes.

Destilación: este método consta de dos procesos fundamentales: ebullición y condensación. Así
se puede separar un sólido de un líquido en el que se halla disuelto o dos líquidos miscibles con
diferente punto de ebullición
6

Cristalización: consiste en evaporar el solvente de una solución
(sólido, líquido) quedando en el recipiente el sólido como residuo.
7
Trabajo práctico experimental Nº2
Separación de sistemas homogéneos
Objetivo: aplicar método de fraccionamiento para la separación de sistemas homogéneos
 Sistema: solución de dicromato de potasio acuoso
Materiales: equipo de destilación (balón de destilación, tubo refrigerante, termómetro), mechero
Bunsen, trípode, tela metálica, vasos de precipitados de 150 ml
Procedimiento:
 colocar 100 ml de la solución en un balón de destilación.
 hacer el esquema del equipo de destilación.
 registrar las temperaturas de calentamiento cada minuto y medio.
 recoger las distintas fracciones del destilado en recipientes diferentes, según la temperatura se
modifique se mantenga mientras ocurre la destilación.
 anotar los datos en un cuadro y graficar la temperatura en (°C) en función del tiempo en (min.)
Resultados:
 Registrar todo lo observado
 Hacer un esquema muy completo del dispositivo indicando en un breve párrafo cómo funciona y
marcando en el esquema a qué corresponde cada una de las partes del dispositivo
Cuadro de sistemas materiales
Heterogéneos
Por métodos de separación de fases
SISTEMAS
MATERIALES
Soluciones
Por métodos de fraccionamiento
Homogéneos
Compuestas (átomos de diferentes
elementos)
Sustancias puras
Por métodos de descomposición
Simples (átomos del mismo
elemento)
8
Guía de ejercitación
1) Indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas y justifique su respuesta:
a) La destilación involucra dos cambios de estado
b) Un sistema formado únicamente por agua nunca debe ser heterogéneo
c) Un sistema con un solo componente debe ser homogéneo.
d) Un sistema con dos componentes líquidos debe ser homogéneo.
e) Un sistema con varios componentes distintos debe ser heterogéneo.
2) A) ¿Qué métodos se emplean en la preparación del café en una cafetera eléctrica común y en la
preparación del té en hebras?
B) ¿Qué métodos de separación de fases provoca que se escurra la ropa en el lavarropas
automático?
3) Dado el siguiente sistema: agua salada, aceite y arena
a) ¿es homogéneo o heterogéneo? Justifica
b) ¿cuáles son sus componentes?
c) ¿cuántas fases hay y cuáles son?
d) Método de aplicación para separar los componentes
4) Indica cuáles de los siguientes sistemas son soluciones y cuáles sustancias aclarando por qué:
Sistema
a) agua salada
Sust./soluc
Sistema
d) óxido de plata
b) agua y alcohol
e) bromo líquido
c) mercurio
f) vino filtrado
Sust./soluc
Sistema
g) agua de mar
filtrada
h) azufre en
polvo
i) azúcar
Sust./soluc
5) a) ¿Cómo se distingue entre una solución y una sustancia pura? Escribe un ejemplo.
b) ¿Cómo se distingue una sustancia simple de una sustancia compuesta?
6) Identifica en las siguientes situaciones qué método de separación de fases se
emplea y completa las siguientes frases:
a) Los albañiles, cuando realizan el revoque fino de una pared, utilizan arena finamente
pulverizada, que se separa por ……… de la de grano más grueso.
b) En un laboratorio de análisis clínicos, se separa por ……….. el suero del paquete de glóbulos
rojos.
c) Algunas personas preparar café colocando granos molidos en un recipiente con agua caliente,
luego quitan el sólido excedente por …………
SACADO DE
www.cienciasilse.com.ar/Sistemas_materiales.doc