01 SEPARACIÓN DE LOS COMPONENTES DE ALGUNAS MEZCLAS

Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas
SEPARACIÓN DE LOS COMPONENTES
DE ALGUNAS MEZCLAS
Begoña Monzonís Bernal
Rosa Mª Montes Valero
I.E.S. LES ALFÀBEGUES
Bétera
Introducción:
En la naturaleza las sustancias puras (los compuestos y los elementos) se encuentran
mezcladas o conteniendo pequeñas impurezas que a veces es necesario eliminar. En esta
práctica aplicaremos algunas de las técnicas de separación y purificación y también
compararemos algunas propiedades características de las sustancias puras y de las mezclas.
Utilizaremos para la separación de mezclas heterogéneas los métodos de Filtración y
Separación magnética y para las disoluciones Cristalización y Destilación.
Objetivos:
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Aprender a trabajar en el laboratorio y apreciar el orden, la limpieza y el rigor al
trabajar en el mismo.
Conocer la diferencia existente entre sustancia pura y mezcla.
Conocer la diferencia existente entre mezcla homogénea y heterogénea.
Diseñar procedimientos de separación de mezclas homogéneas.
Diseñar procedimientos de separación de mezclas heterogéneas.
Relación del tema propuesto con el curriculo del Curso:
Está relacionado con los contenidos de la asignatura de Física y Química de 3º ESO que
tratan sobre la diversidad de la materia.
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Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas
Material y recursos necesarios:
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Reactivos: vino, etanol, agua destilada, limaduras de hierro, arena de playa y sulfato
de cobre (II).
Montaje de destilación (dos soportes, tres nueces, dos pinzas, aro y rejilla, matraz
de fondo redondo acodado, tapón con termómetro incorporado, tubo refrigerante,
gomas de caucho, trocitos de porcelana…)
Imán
Papel de filtro, embudo cónico.
Mechero, Mechero Bunsen, soporte, trípode, rejilla.
Vasos de precipitados de 250 ml.
Matraces erlenmeyer de 250 ml.
Cristalizadores.
Varilla de vidrio.
Termómetros.
Reloj o cronómetro.
Papel milimetrado.
Espátulas o cucharas.
Normas de seguridad:
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El etanol es inflamable. No debe haber ninguna llama en las proximidades.
Las habituales para el trabajo en el laboratorio.
Procedimiento:
Se dividirá la clase en grupos de 3 o 4 alumnos, según la disponibilidad del material y el
número de alumnos en el grupo.
Los grupos realizarán alternativamente las prácticas 1 (sustancias puras y mezclas), 2
(mezcla homogénea) y 3 (mezcla heterogénea)
Práctica 1; Propiedades características de las sustancias, puras y mezclas.
1.- Se añaden 75 ml de vino, 75 ml de alcohol y 75 ml de agua destilada a tres matraces
erlenmeyer de 250 ml cada uno.
2.- Se coloca un termómetro en cada matraz y se calientan hasta la ebullición.
3.- Se toma nota de la temperatura de cada matraz a medida que transcurre el tiempo. Al
principio cada 2 minutos, luego cada minuto y después cada 30 segundos. Se dejará de
calentar cuando se tengan cinco o seis valores tomados en la ebullición.
4.- Se dibujan, en papel milimetrado, las gráficas de calentamiento para cada sustancia.
Práctica 2; Separación de los componentes de una mezcla homogénea.
1.- Se monta el aparato de destilación y se coloca en el matraz de destilación la disolución
homogénea, en este caso unos 120 ml (dependiendo del tamaño del matraz de fondo
redondo) de vino y los trocitos de porcelana.
2.- Se lleva la mezcla a ebullición.
3.- Se recoge en un vaso de precipitados el destilado (alcohol y algo de agua).
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Práctica 3; Separación de los componentes de una mezcla heterogénea.
1.- Previamente, las profesoras, habremos realizado en un vaso de precipitados de 250 ml
una mezcla del equivalente a dos cucharadas soperas de arena de playa, una cucharada de
sulfato de cobre (II) y una cucharadita de café de limaduras de hierro.
2.- Se pasan los imanes envueltos en papel de filtro (para facilitar después la separación del
hierro de ellos) por tota la mezcla. Se repite esta operación una vez más para conseguir
separar la máxima cantidad de hierro posible.
3.- Se debe dar cuenta el alumnado que es necesario añadir agua destilada al resto de la
mezcla (arena y sulfato) para poder proceder a la separación por filtración.
4.- Se realiza un filtro sencillo con el papel milimetrado del tamaño adecuado al embudo
disponible.
5.- Se procede al filtrado de la mezcla dejando que resbale ésta sobre una varilla en el
interior del embudo (con filtro). Hay que ayudarse con una espátula o cuchara para que la
arena salga en su totalidad del vaso de precipitados. La disolución de sulfato filtrada se
recoge en un vaso de precipitados.
6.- Una vez ha finalizado la filtración, se deja secar el filtro con la arena y la disolución
filtrada se coloca en un cristalizador.
7.- El cristalizador con la disolución de sulfato se calienta lentamente para evaporar el agua
y conseguir separar el sulfato de cobre (II) en forma de cristales.
Tiempo necesario para desarrollar esta práctica:
1 hora y 30 minutos (o dos sesiones de 55 minutos)
Cuestiones para los alumnos:
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A simple vista que diferencias observas entre la mezcla 1 (arena, hierro y sulfato de
cobre) y la mezcla 2 (vino).
¿Por qué hay que añadirle agua a la mezcla de sulfato de cobre (II) y arena?
¿Por qué crees que se mantiene constante la temperatura en la ebullición del etanol y
el agua destilada y no la del vino?
Análisis de las respuestas de los alumnos:
Basándonos en sus respuestas podemos concluir que los alumnos entendieron bien la
diferencia entre mezcla homogénea y heterogénea y entre sustancia pura y mezcla y también
porque es importante el conocimiento de las técnicas de separación en nuestra sociedad. Sin
embargo, detectamos cierta confusión entre compuesto y mezcla homogénea.
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Análisis de la práctica presentada por el profesor:
Los alumnos quedaron muy sorprendidos al observar como se separaban las sustancias por
destilación y que efectivamente la primera sustancia que se destilaba en el caso del vino era
el alcohol que lo detectaron enseguida por el olor y color (Nota: si el vino es tinto la
práctica resulta más llamativa por el contraste de colores).
En el caso de la mezcla 1 les llamó mucho la atención el color del sulfato de cobre (azul
intenso) y hubo que tener cuidado porque querían probarlo.
También les surgieron preguntas tales como, si todas las sales eran solubles en agua.
En conclusión fueron unas experiencias muy satisfactorias, ya que los alumnos estuvieron
muy motivados y pudieron poner en práctica lo que habían aprendido teóricamente en clase.
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