- Separación de mezclas
- Guía para el profesorado
DIRECCIÓN: Narcís Vives
COLABORADORES:
- PRODUCCIÓN EJECUTIVA: Antonio Cara
- DIRECCIÓN CONTENIDOS: Mª Cristina Pérez y Magdalena Garzón
- COORDINACIÓN ÁREA CONOCIMIENTO DEL MEDIO: Elena Anguera
- DIRECCIÓN TÉCNICA: Maite Vílchez
- AUTORÍA: Lorena Natalia Inzillo, María Inés Rodríguez y Miguel Poza
- CORRECCIÓN ESTILO VERSIÓN CASTELLANA: Anna Betriu y Joan Martín
- ADAPTACIÓN EUSKERA: Bakun itzulpen eta argitalpen zerbitzuak, s.l.
- MAQUETACIÓN: Maite Vílchez y Miquel Gordillo
Presentación
Separación de mezclas homogéneas
Todo lo que veis a vuestro alrededor es materia y ésta se puede presentar en forma de sustancia pura o de mezclas. Son sustancias puras, por ejemplo, el agua o el alcohol que está en el botiquín de la clase, un anillo de plata pura o el hierro de una verja.
¿Y las mezclas? ¡Pues casi todo lo que os rodea! Tal vez no os hayáis dado cuenta pero así es: con mezclas se construyen vuestras casas, con mezclas os alimentáis, os vestís y hasta respiráis…
Nuestra vida diaria está llena de mezclas de todo tipo. A veces precisamos obtenerlas y otras, es necesario poder separarlas en sus componentes originales. ¡Os invitamos a averiguar cómo hacerlo!
¡Comienza la aventura!
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Actividad 1
Tipos de mezclas
Cuando pensamos en mezclas, pensamos en juntar unas sustancias con otras. Algunas veces podemos distinguir las sustancias después de la mezcla, por ejemplo en algunas galletas con chocolate podemos distinguir las pepitas de chocolate y en otras ocasiones ya no podemos identificar cada uno de los componentes originales: si juntas acuarela amarilla con azul obtienes acuarela verde y, en el verde, ya no puedes distinguir el amarillo o el azul. La verdad es que hay distintos tipos de mezclas y en esta actividad vais a conocer cómo se clasifican. ¡A mezclar se ha dicho! |
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Actividad – primera parte
Para comenzar a estudiar las mezclas, os proponemos pensar un momento en los alimentos que consumisteis ayer. Debéis hacer una lista que los incluya a todos. Es importante que detalléis qué comisteis en el desayuno, en el almuerzo, en la merienda y la cena. Si os saltasteis una comida pensad en otro día que si las hicisteis todas. Es importante anotarlo todo, incluso lo que bebisteis, ¡no os olvidéis de nada!
Descargad la siguiente tabla (tablaalimentos_act1.zip) y para completarla guiaros con estas preguntas:
En el desayuno:
- ¿Bebisteis leche sola o con cacao?
- ¿Habéis agregado azúcar, miel o edulcorante?
- ¿Comisteis pan blanco, integral, tostado o galletas?
- ¿O una ensalada de frutas o un zumo?
¿Y en el almuerzo?
-
Tal vez comenzasteis por una sopa de verduras, o un simple caldo.
¿Cuál fue el plato principal?
Detallad todos los ingredientes que recordéis. Si no sabéis cómo fue preparada la comida, preguntadle a un/a compañero/a, o a un/a adulto/a y, si podéis, consultad con el/la cocinero/a. Averiguad si agregó sal, aceite, vinagre o algún otro condimento y registrad todo.
Haced lo mismo con la merienda y la cena.
Cuando hayáis terminado, guardad la lista por unos momentos, luego volveréis a ella para responder unas preguntas.
Supongamos ahora que en vuestra tabla figuran alimentos como los siguientes:
| Desayuno | |
Bebida: Cacao con leche | Ingredientes:
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Comida: Galletas dulces | Ingredientes:
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Pensad un momento en el desayuno… ¿habéis utilizado un cacao en polvo? ¿Cómo lo hicisteis? Pusisteis el cacao en la taza, agregasteis leche, ¿y luego añadisteis azúcar? ¡Y seguramente habéis revuelto todo muy bien con una cuchara! Ahora pensad… ¿cuántos ingredientes o componentes tenía vuestra bebida? Mientras lo bebíais ¿podíais ver o identificar la leche, o el azúcar? ¿No verdad?
| Almuerzo | |
Bebida: Agua mineral | Ingredientes:
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Entrada Ensalada | Ingredientes:
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Primer plato: Macarrones a la carbonara | Ingredientes:
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Segundo plato: Ternera a la plancha con patatas fritas |
Ingredientes:
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Postre: Leche merengada (ver receta adjunta: receta_act1.pdf) | Ingredientes:
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Si en cambio pensáis en la ensalada, ¿cuántos y cuáles son sus ingredientes? A ver… tomates, pimientos, cebollas, espárragos, aceite, vinagre y sal, o sea siete componentes. Pero ¿cuántos de ellos podéis identificar? Seguramente solo a los tomates, pimientos, cebollas y espárragos, porque el aliño de la ensalada, es decir el aceite, el vinagre y la sal, está muy bien integrado a todos los otros elementos.
Pues tanto el cacao que tomasteis en el desayuno como la ensalada del almuerzo son mezclas.
¿Y qué es entonces una mezcla?
Pues un conjunto de dos o más componentes o sustancias. Claro que ya os habéis dado cuenta que ¡se tratan de mezclas bien distintas!
En la ensalada podéis ver o distinguir algunos de sus componentes a simple vista: se trata de una mezcla heterogénea, (donde la palabra “hetero” significa “distinto” ya que según qué parte de la mezcla miréis su aspecto y composición es diferente). Las mezclas heterogéneas son aquellas en las que los componentes se pueden distinguir a simple vista o con un microscopio óptico.
En el cacao con leche, en cambio, no es posible determinar a simple vista sus componentes (aunque sepáis que los tiene) y veis a este conjunto de ingredientes como si fuera una única sustancia. En este caso hablamos de una mezcla homogénea (donde “ homo” quiere decir “igual”) ya que tiene en todas sus partes el mismo aspecto y composición y no podemos distinguir los componentes a simple vista o con un microscopio óptico.
En el siguiente vídeo podréis ver cómo se preparan diferentes mezclas habitualmente en casa:
Realizad el siguiente ejercicio para distinguir mezclas homogéneas, heterogéneas y sustancias puras: Tipos de mezclas
Actividad 1. Seguna parte
Tipos de mezclas: las soluciones
Volved a pensar un momento en la ensalada: tiene siete componentes pero solo podéis distinguir cuatro (los tomates, los pimientos, la cebolla y los espárragos) ¿verdad? Entonces decimos que es una mezcla donde se identifican cuatro partes o fases. En el caso del cacao con leche en cambio, los componentes son tres (leche, cacao y azúcar) pero parece que sean uno solo, es decir, sólo vemos una fase. Llamamos fases de una mezcla a cada uno de los componentes que podemos distinguir. ¿Qué es lo que podéis concluir entonces? Pues que en las mezclas homogéneas, existe una única fase. A este tipo de mezcla, también se las llama disoluciones.
Las disoluciones pueden obtenerse mezclando dos o más líquidos, o líquidos con sólidos, mezclarse gases ,….
En el caso del cacao con leche, en el momento de agregar el azúcar ya no podéis visualizarla ¿verdad? En las disoluciones se denomina soluto a la sustancia que se encuentra en menor cantidad en la disolución, y una vez que se integra, parece que “desaparece” ya que el soluto se disuelve.
La sustancia que es mayoritaria en la disolución, se denomina solvente. En el caso de la leche con cacao, es la leche.
Fuente:http://estudios-quimicos.blogspot.com/ 2010_06_01_archive.html
Actividad – segunda parte
En el ejemplo que os hemos propuesto, además del cacao con leche y la ensalada, incluimos otros alimentos como los macarrones, la merengada y el agua mineral. ¿Se trata de mezclas o de una única sustancia? ¿Por qué?
Consultad entre vosotros/as y decidid. Si opináis que se trata de mezclas, discutid si se trata de mezclas homogéneas o heterogéneas y las razones para ello.
¿Recordáis la lista de alimentos que habéis elaborado previamente? Pues bien, la tarea ahora es incluir en esa tabla dos nuevas columnas donde indiquéis:
el tipo de mezcla (homogénea o heterogénea)
y la cantidad de fases.
Repasad si os falta algún componente en la columna de ingredientes.
¿Comprendéis ahora por qué era importante consultar a quien preparó la comida? ¡Solo así podréis saber cuántos ingredientes o componentes se incluyeron!
Para agregar las columnas a vuestra tabla, seguid estos pasos:
Posicionad el cursor en la última columna de la tabla.
Seleccionad el menú Tabla, luego Insertar y por último Columnas.
En la ventana que se desplegará aumentad hasta 2 el número de columnas y dejad seleccionada la opción Detrás. Haced clic en Aceptar.
¡Ya tenéis la tabla lista para seguir completando!
Una vez que hayáis completado la tabla, resolved el siguiente ejercicio y comprobad si la tabla que habéis elaborado es correcta teniendo en cuenta las respuestas: Selecciona.
Actividad 2
Métodos de separación de mezclas heterogéneas: decantación y filtración
Mezclas y soluciones
Muchas mezclas, como el caso de las comidas de la actividad anterior, las elaboramos nosotros/as mismos/as pero muchas otras, ya vienen “preparadas”. ¿Se os ocurre alguna? ¡En vuestras casas hay a montones! La pasta dentífrica, la pintura para las paredes, el helado con almendras, el desodorante, la cola vinílica que usáis en la escuela, el lavavajillas, el papel donde escribís, la tela de las camisetas que usáis para vestiros, etc.
Ahora bien, en una mezcla de cualquier tipo ¿es posible volver a obtener los componentes originales?
Pensad por ejemplo en la ensalada del almuerzo en la que hay cebollas. ¿Qué podéis hacer si no os gusta ese ingrediente? Pues seguramente podréis quitarlas con una cuchara o un tenedor ¿verdad? Pero no siempre resulta tan fácil, por ejemplo ¿Se os ocurre cómo quitarle el azúcar a un zumo de frutas si ha quedado demasiado dulce?
Existen diversos métodos para separar las mezclas. A continuación analizaremos algunos de ellos.
Imagen obtenida de: http://medusa.unimet.edu.ve/ educacion/fbqi21/matraz.jpg
Actividad
Filtración: Se utiliza para separar una sustancia sólida de una líquida, normalmente partículas de sólido muy pequeñas que están dispersas en un líquido. El procedimiento es muy sencillo, se hace pasar la mezcla por un filtro que deja pasar el líquido pero retiene el sólido.
En tu casa muchas veces has utilizado el método de filtración aunque no lo supieras, por ejemplo cada vez que utilizas un colador para separar la pulpa al hacer un zumo o un escurridor para retirar el agua de la pasta.
Decantación: Habitualmente se utiliza para separar sustancias líquidas con diferente densidad. Se deja reposar la mezcla durante el tiempo necesario para que los dos componentes se separen (el más denso irá al fondo). A continuación se utiliza un embudo de decantación, que, en el fondo, tiene una llave de paso. Al abrirla, el componente más denso irá cayendo y la cerraremos cuando ya haya caído todo. De esta manera tendremos separados los componentes.
EXPERIMENTO
Vamos ahora a utilizar estos métodos para separar nuestras mezclas. Dividiros por grupos de cuatro o cinco.
Necesitáis los siguientes materiales:
- Arena fina.
- Aceite.
- Papel de filtro
- Embudo
- Vaso de precipitados
- Embudo de decantación
- Soporte
- Un vaso
- Una botella de plástico pequeña
A lo largo de todo el experimento debéis ir elaborando un video con los procedimientos.
En primer lugar elaboramos las mezclas:
- En el vaso echad agua y arena fina y agitadlo bien
- En la botella de plástico rellenad la mitad con agua y la mitad con aceite.
Grabad cómo elaboráis las mezclas.
Ahora tenemos que separar cada uno de los componentes ¿cómo lo haremos?
Para la mezcla de agua y arena utilizaremos el método de filtración y para la de aceite y agua la decantación.
Separación de arena y agua. Vamos a separar el agua y la arena. Tal y como se muestra en el esquema, colocad el filtro sobre el embudo y éste sujetadlo al soporte justo encima del vaso de precipitados. Mientras algunos de vosotros hacéis el montaje otros grabad y tomad notas del procedimiento para después poder explicarlo mientras visionáis el vídeo. Cuando ya está todo el montaje hecho, debéis verter la mezcla de arena y agua sobre el embudo y esperar hasta que toda el agua pase al vaso de precipitados y la arena se quede en el filtro.
Fuente de la imagen: http://3.bp.blogspot.com/ _LruEWdsfuaI/SnDke5St27I/ AAAAAAAAADQ/YeieTm-QZfQ/ s400/filtraci%C3%B3n.jpg
Separación de aceite y agua. A continuación separaremos el aceite del agua. Si no tenéis un embudo de decantación podéis construir uno siguiendo las instrucciones de http://centros5.pntic.mec.es/ies.victoria.kent/Rincon-C/practica2/pr-53/PR-53.htm
Al igual que antes, organizaros para grabar y tomar notas de todo el proceso. En todos los experimentos tenéis que ser muy cuidadosos, tratar el material con cuidado, no hacer movimientos bruscos y pacientes, por ejemplo hay que esperar a que el aceite y el agua se separen bien en el embudo de decantación.
En primer lugar echamos la mezcla en el embudo de decantación y esperamos hasta que el aceite y el agua estén separados. Cuando lo estén, colocad un vaso de precipitados debajo del embudo de decantación y abrid la llave del fondo. Dejad que salga el primer componente ¿podéis identificar cuál de los dos es?
Cuando todo el primer componente haya caído, cerrad la llave de paso, cambiad el vaso y volved a abrirla. Así, al final, tendremos dos vasos de precipitados cada uno con un componente.
Realizad el siguiente ejercicio: Verdadero o falso.
Actividad 3
Métodos de separación de mezclas homogéneas: la evaporación y la destilación
Accede a la siguiente animación para conocer en qué consiste el método de evaporación:
Haced clic en la opción Evaporación y observad qué sucede.
¿Habéis prestado atención? Allí os explican que existe un método de separación de mezclas homogéneas llamado evaporación que consiste en “aprovechar” una característica de los líquidos: al calentarlos a cierta temperatura entran en ebullición y se convierten en vapor. Así, cuando aumenta la temperatura de una mezcla de un líquido y un sólido (en la animación se trata de agua y azúcar), el agua se evapora pero no ocurre lo mismo con el azúcar, que queda en el recipiente.
Cuando termina de evaporarse todo el líquido podéis volver a obtener el azúcar. De este modo se separan los componentes de la mezcla. Este método de separación mediante la evaporación del componente líquido de una mezcla permite obtener los sólidos.
Este proceso que puede pareceros muy complicado es el mismo que ocurre cuando en vuestros hogares preparáis sopa y la consumís durante varios días. ¿Qué ocurre con el sabor de la sopa cada vez que la calentáis? Seguramente habréis notado que está más sabrosa (o más salada) y eso ocurre porque cada vez que la calentáis, se evapora sólo el líquido pero la sal y otros condimentos sólidos quedan en el recipiente y, por esa razón, la sopa se vuelve cada vez más salada y mas espesa.
Si continuáis evaporando el agua, finalmente obtendréis la sal y aquellos sólidos que contenga vuestra sopa (pasta, verduras…), al igual que sucedía con el azúcar en el ejemplo de la animación.
Ahora reflexionad: ¿qué ocurre si no calentáis el líquido? ¿Podrá haber evaporación de todos modos? Si queréis averiguarlo os sugerimos que realicéis una experiencia muy sencilla:
Tomad un vaso y llenadlo con agua hasta la mitad. Con un marcador indeleble haced una línea que indique hasta dónde llega el líquido. Dejad el vaso a temperatura ambiente (puede ser en algún lugar de la cocina).
Al cabo de unos días, fijaos si el nivel del líquido coincide con la marca que hicisteis. ¿Sí o no? ¿Qué creéis que ocurrió?
¡También se trata de evaporación! Seguramente habéis pensado que el agua sólo se evapora cuando llega al punto de ebullición. ¡Pues no siempre!
La ebullición es un fenómeno que le ocurre a toda la masa de agua a la que se le suministra calor y ocurre cerca de los 100 ºC. La ebullición aumenta la velocidad de evaporación por eso el proceso se acelera al calentar el líquido.
La evaporación en cambio ocurre en la superficie del líquido y puede suceder a temperatura ambiente. ¿Cuán rápido ocurre este cambio? Depende de la superficie de evaporación. Si el líquido está en un recipiente, cuanto mayor sea su superficie, más rápido se transformará en vapor.
Para comprobarlo podéis realizar una sencilla experiencia colocando la misma cantidad de agua en dos recipientes diferentes: uno de boca angosta y otro de boca más ancha y marcar en ambos el nivel del agua. Volved a mirarlos diariamente y registrad los cambios.
Ya hemos entendido qué es la evaporación, ¿qué ocurre si en lugar de quedaros sólo con el sólido queréis obtener el líquido? ¡Pues habrá que recuperar de algún modo el vapor!
Un método para hacerlo es el de la destilación.
Veamos en qué consiste.
¿En qué casos podéis aplicar el método de destilación?
Este método es útil para separar el componente líquido del componente sólido, por ejemplo en una mezcla de agua y sal. También se emplea para separar una solución de dos líquidos que hierven a distintas temperaturas, como el agua y el alcohol.
Antiguo alquimista en su laboratorio.
La destilación como tantas otras prácticas de uso en la química habitual, debe su invención a los alquimistas.
Esquemas como este que explican el proceso existen aparentemente desde el año 300 a.C.
Fuente: http://saberparacomerlosdestilados.blogspot.com/
2008/05/historia-de-la-destilacion.html
Observad en el siguiente vídeo una experiencia de destilación de vino:
¿Cómo funciona la destilación?
Dispositivo de destilación simple
En el caso de una disolución de agua y un soluto cualquiera, se coloca la mezcla en un recipiente que pueda ir al fuego.
En la imagen podéis observar el balón debajo del cual se ubica el mechero. Al calentarse la mezcla, el agua se evapora y el soluto no, tal como habéis visto en la animación de la evaporación: http://portal.perueduca.edu.pe/modulos/m_soluciones/laboratorio_hidratantes2.swf
En esta ocasión, en lugar de permitir que el vapor se “pierda” incorporándose al ambiente, se enfría en un aparato denominado refrigerante, constituido por dos tubos, uno dentro del otro. Por el tubo interno pasa el vapor de agua y por el tubo externo se hace circular agua fría. Al enfriarse, el vapor se condensa y cambia nuevamente de estado, transformándose en agua líquida que se recupera en otro recipiente. Así, podéis separar la mezcla y obtener el componente líquido (el agua) por un lado mientras que el sólido (la sal) queda en el recipiente original.
Imagen adaptada de http://fraymachete-fq.blogspot.com/ 2008/11/destilacin-simple_13.html
Antes de pasar a la actividad final, consulta otros métodos para separar mezclas en la siguiente presentación Separación de mezclas y completa la siguiente actividad: Relaciona.
Actividad 4
Diseño y elaboración de un relato explicativo sobre el procedimiento de destilación simple. Explicación de los experimentos realizados
Ahora que ya sabéis cómo se hace la destilación, como cierre de esta actividad os proponemos que le pongáis sonido a estos vídeos para enriquecerlos con vuestra explicación. |
Locutando un vídeo con Jing |
Actividad
Realizaremos la locución de dos vídeos.
En uno podemos observar las tareas de montaje y preparación de un dispositivo de destilación:
En el otro se observan los distintos pasos a seguir para realizar la destilación propiamente dicha:
Cada grupo de trabajo, abordará uno de los dos vídeos.
Una vez que tenéis asignado un vídeo, observad cuidadosamente y elaborad entre los/as integrantes un relato que describa lo que vais viendo. Aseguraos de incluir:
En el vídeo del montaje:
¿Qué materiales son necesarios para realizar el experimento?
¿Cómo se construye el destilador?
En el vídeo de la destilación:
¿En qué se basa este procedimiento?
¿Cuáles son los pasos?
¿Qué es lo que se obtiene al finalizar la experiencia?
Escribid el guión y repasadlo mientras visualizáis los vídeos para practicar los tiempos. Podéis apuntar en vuestro guión los momentos para pausar el vídeo o realizar una pausa en vuestro relato.
Una vez que os hayáis puesto de acuerdo en el guión del vídeo, ¡a grabarlo!
Para grabar vuestra locución sobre el vídeo utilizaréis un programa llamado Jing.
Si aún no lo tenéis instalado en vuestros ordenadores, podéis descargarlo de esta dirección:http://www.jingproject.com
Consultad el tutorial Jing para el alumnado que os guiará en 8 pasos para lo que necesitáis saber para utilizar el programa.
Cada uno de los grupos debéis exponer el vídeo realizado ante el resto de la clase junto a los que habéis realizado en los experimentos de filtración y decantación.
Mientras visionáis los vídeos de otros grupos completad la siguiente hoja de “coevaluación”: coevaluacion_act4.zip (.odt).
Ayuda
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Recursos
Estos son los recursos que utilizaréis durante la secuencia:
Jing |
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| Vídeos y animaciones |
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Material de ampliación |
Página webs explicativas sobre los distintos tipos de mezclas y los métodos de separación. Material de ampliación: |
Tutorial de Jing
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Tutorial de Jing
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Tutorial de Jing
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