Este documento presenta información sobre mezclas, soluciones y la separación de mezclas y soluciones. Explica los elementos, mezclas y compuestos, y distingue las características de las soluciones y las mezclas. También describe diversos procedimientos utilizados para separar mezclas y soluciones, como la evaporación, destilación, destilación fraccionada y cromatografía.

1. Maestría en Educación Universidad Autónoma del CaribeDiapositivas del proyectoMódulo: Estrategias Pedagógicas en Ambientes Virtuales de Aprendizaje Dirigido por: Mg. Ariel Padilla Isaza Autores: Chrysthian Eduardo Molinares Torregrosa y Victor Manuel Piñeros Caipa.

2. Mezclas, soluciones y separación de mezclas y soluciones Objetivos Identificar las características de los elementos, los compuestos , las mezclas y las soluciones. Explicar la formación de las mezclas y las soluciones en función del tamaño de las partículas. Distinguir las características de una solución y una mezcla. Identificar los diversos procedimientos utilizados en la separación de mezclas y soluciones Explicar los diversos procedimientos e instrumentos utilizados para separar mezclas y soluciones.

3. ELEMENTOS, MEZCLAS Y COMPUESTOS. Elementos No pueden descomponerse en sustancias más simples Constituidos por una sola clase de átomos Dos clases principales: metales y no metales. Metales Propiedades físicas: Conducen la electricidad. Dúctiles y maleables (pueden ser doblados y moldeados) hasta formar hilos y láminas Propiedades químicas: Forman óxidos básicos, ej. MgO; CuO. Forman cationes, ej. Na+; Ca+.

4. ELEMENTOS, MEZCLAS Y COMPUESTOS. No metales Propiedades físicas: Aislantes Frágiles (se parten repentinamente cuando se sobrecargan o someten a tensiones). Propiedades químicas: Forman óxidos ácidos, ej. CO2; SO2; NO2. Forman aniones, ej. O-2; Cl-1; Br-1. Cantidades relativas en la corteza terrestre Elemento % Oxigeno 46,6 No metal más abundante Silicio 27,7 Aluminio 8,1 Metal más abundante Hierro 5,0 Calcio 3,6 Hidrógeno 0.22 Carbono 0,1 Forma la mayoría de los compuestos

5. ELEMENTOS, MEZCLAS Y COMPUESTOS. MEZCLAS Generadas por cambios físicos Las propiedades originales permanecen. Poseen composiciones variables. No existe cambio energético en el proceso de la mezcla. Se separan por cambios físicos. Constituidas por elementos y compuestos. Ejemplos importantes: Aire Mezclas de gases. Componentes principales: Nitrógeno 78% Oxígeno 21% Gases nobles 0.9 % Dióxido de carbono 0,04% Separables por destilación fraccionada.

6. ELEMENTOS, MEZCLAS Y COMPUESTOS. MEZCLAS Ejemplos importantes: Petróleo Mezcla de hidrocarburos Saturados. La composición varía de una fuente a otra. Separables por destilación fraccionada. Agua de mar Mezcla de sales iónicas en agua: Sal Masa(g en 100 g de agua marina) Cloruro de sodio 2,6 Cloruro de magnesio 0,3 Sulfato de magnesio 0,2 Sulfato de calcio 0,1 Cloruro de potasio 0,1 Separables por destilación para recoger el agua y por evaporación para recolectar la sal.

7. ELEMENTOS, MEZCLAS Y COMPUESTOS. COMPUESTO Producidos por un cambio químico. Presentan propiedades nuevas, distintas de las de los reactivos. Poseen una composición y una fórmula definida. Existe un cambio energético en el proceso de combinación. Solo pueden separase por descomposición (cambio químico). Ejemplos importantes: Agua H2O Amoniaco NH3 Metano CH4 Dióxido de carbono CO2 Cloruro de sodio NaCl Carbonato de calcio CaCO3 Oxido de hierro III Fe2O3

8. ELEMENTOS, MEZCLAS Y COMPUESTOS. MEZCLAS Ejemplos importantes:

9. ELEMENTOS, MEZCLAS Y COMPUESTOS. compuestos

10. ELEMENTOS, MEZCLAS Y COMPUESTOS. Elementos quimicos

11. SOLUCIONES SOLUCIONES

12. Constituidas por mas de una sustancia Poseen composición variable Sus propiedades son las de las sustancias que las componen No existe un cambio energético en el proceso de mezcla. Mezclas Características: Mezclas

14. Ejemplos de disoluciones importantes El aire: es una mezcla importante de gases. El nitrógeno (78%) es el disolvente .El oxígeno (21%), los gases nobles y el dióxido de carbono, son algunos de los solutos. Los puntos de ebullición de estas sustancias están muy próximos por o cal el aire se separa por destilación fraccionada: El nitrógeno hierve a -196°C El oxígeno hierve a -183°C. El nitrógeno hierve primero y sale por la columna el oxígeno se queda en el fondo.

15. Ejemplos de disoluciones importantes El Petróleo: Es una Mezcla de hidrocarburos aturados. Su composición varía y todos los puntos de ebullición están muy próximos entre sí, por lo tanto se separa en fracciones, que son grupos de hidrocarburos con puntos de ebullición similares.

16. Ejemplos de disoluciones importantes Agua de Mar El agua de mar se evapora para obtener sal común (cloruro de sodio, NaCl) y otros solutos que contienen. En las partes secas del mundo se utiliza para obtener agua potable y de riego El agua de mar se destila, o separa por un proceso llamado Ósmosis.

17. suspensiones Se reconocen porque son opacas – no se puede ver a través de ellas .

18. Suspensiones Aquí las partículas en suspensión son mucho más grandes que las partículas en que están suspendidas. Las partículas en suspensión son en realidad grumos de líquido o de un sólido puro. Son lo suficientemente grandes para reflejar la luz por lo que la mezcla es opaca.

19. Suspensiones Debido a que estas partículas grandes están en un estado o en una fase distintos al de la partículas más pequeñas las suspensiones se denominan Mezclas heterogéneas o No uniformes.

20. Ejemplos de soluciones Importantes Leche: Las partículas de la grasa están suspendidas en agua, estas son menos densas que el agua y con el tiempo seguirán desplazando hacia la superficie.

21. Pinturas: Las partículas del pigmento coloreado están suspendidas en agua o aceites. Si la pintura no se ha agitado durante un tiempo largo, las partículas se depositan en el fondo. Ejemplos de soluciones Importantes

22. Mezcla de agua y barro: Las partículas de barro están suspendidas si el agua se agita. Pero el barro se deposita si no se perturba el agua. Aliño para ensalada: Las partículas de aceite están suspendidas en el vinagre cuando se agita el aliño. El aceite y el vinagre se separan en dos fases cuando se dejan reposar. Ejemplos de soluciones Importantes

23. Separación de mezclas (I) Disoluciones Como todas las partículas están el la misma fase, las disoluciones solo pueden separarse haciendo que una de las partes cambie de estado. EVAPORACIÓN DESTILACIÓN DESTILACION FRACCIONADA CROMATOGRAFIA

24. EVAPORACIÓN La evaporación se utiliza para recoger el soluto. El disolvente cambia a gas y abandona la mezcla. La evaporación se efectúa en una vasija con una gran superficie para evitar el sobrecalentamiento y la descomposición del soluto.

25. Destilación La destilación se utiliza para recoger el disolvente . Este se colecta y condensa a medida que abandona la mezcla. Es importante el uso del termómetro para revisar el punto de ebullición de los líquidos.

26. Destilación fraccionada Se utiliza cuando los puntos de ebullición están muy próximos entre sí. En una columna de fraccionamiento en vapor se condensa y hierve varias veces. Cada vez el liquido con menor punto de ebullición vence sobre otro y alcanza la parte superior en primer lugar

27. CROMATOGRAFÍA Se utiliza cuando hay muchos solutos o cantidades muy pequeñas de estos. Cada soluto variará en solubilidad y en intensidad con que se une al papel o al material en el interior de la columna. El soluto que sea más soluble y que se enlace con menor efectividad viajará más rápido. Así cada soluto se separará del resto en el proceso. Los solutos pueden identificarse mirando la distancia que viajan.

28. Separación de mezclas (II) suspensiones Normalmente las suspensiones se pueden separar con mayor facilidad que las disoluciones porque las partículas suspendidas están en estado distinto. Las suspensiones se pueden separar atrapando las partículas de mayor tamaño. CENTRIFUGACIÓN FILTRADO EMBUDO DE DECANTACIÓN DECANTACIÓN

29. CENTRIFUGACIÓN Si se hace girar una suspensión a gran velocidad, las partículas de mayor tamaño se desplazan hacia el exterior. Así las suspensiones pueden separarse introduciendo unos tubos en una centrífuga y haciéndolos girar. EL residuo se deposita en el fondo del tubo y el filtrado (liquido) puede ser vertido.

30. Filtrado Las partículas suspendidas quedan atrapadas en el papel filtro formando el residuo. Las mas pequeñas pasan a través del papel formando el filtrado Proceso de filtración

31. Embudo de decantación Dos líquidos insolubles (Inmiscibles) pueden separarse si dejamos salir la capa inferior

32. DECANTACION Si la suspensión se ha separado, la parte superior puede traspasarse con cuidado

33. actividades de autoaprendizaje

34. MAPA MENTAL De acuerdo con las características de los elementos, compuestos , mezclas y soluciones construye un mapa mental donde relaciones y jerarquices coherentemente los conceptos propios de estas sustancias. Has clic enlace que aparece a continuación y elabora tu mapa mental. www.mindomo.com Se creativo en tu presentación

35. foro

36. Recomendaciones para la participación en los foros: Responde por una sola vez los cuestionamientos formulados en el foro de debate “SEPARACIÓN DE MEZCLAS”, redactando un párrafo corto, coherente y con sentido para dar respuesta a cada pregunta, la participación en el foro debe ser individual y presentarse por escrito a lo máximo, en una cuartilla tamaño carta, en letra arial 12 a 1 espacio, la cual incluirá el total de respuestas dadas los cuestionamientos formulados.

37. Recomendaciones para la participación en los foros: En relación a lo expuesto por tus compañeros, puedes participar máximo dos veces en el foro, asumiendo una posición crítica y argumentada sobre las participaciones de ellos, inclusive sobre las respuestas de tu autoría, en la cual puedes reconocer errores cometidos, o mostrarte a favor, en contra o neutral sobre lo expuesto por algunos miembros del foro. El foro estará habilitado por un tiempo de 10 días a partir de la fecha de su publicación en la Web.

38. Cuando recibas comentarios, posiciones contrarias o contra argumentaciones, de tu profesor virtual o colectivo adscrito al foro, se prudente, modesto e incluso agradecido, en ciencia los dogmas son fuertemente cuestionados. No se aceptan monólogos. Una vez cerrado el foro recibirás la valoración de tu participación acorde a una rúbrica diseñada para ello. El foro tendrá una calificación equivalente al 25% de la calificación total de la unidad de aprendizaje. Recomendaciones para la participación en los foros:

39. Foro de Debate 1. Preámbulo: Las soluciones son mezclas homogéneas, en Las cuales las sustancias constituyentes no pueden diferenciarse entre sí. Dichos sustancias en solución, se caracterizan por conservar las propiedades que le son inherentes, es decir, sus propiedades físicas y químicas. El agua de mar es una mezcla que incluye una diversidad de sales disueltas en el solvente universal “agua”, estas sales se encuentran en la solución a diversas concentraciones, variando la concentración de cada una de ellas según los factores ambientales que influyen sobre el mar.

40. Problema del Foro 1 En un naufragio sobreviven un número considerable de personas las cuales quedan aisladas en una isla desprovista de agua dulce, pero con ellas son arrastradas hasta la orilla utensilios de cocinas, como ollas, vasos, fósforos y demás objetos de interés para su subsistencia, más no agua potable. ¿Cómo podrían los náufragos obtener agua dulce a partir del agua de mar? A. DESTILACIÓN FRACCIONADA B. EVAPORACIÓN C. DESTILACIÓN SIMPLE O SENCILLA. D. CROMATOGRAFÍA Describa con un gráfico o un mapa de flujo, el proceso de separación de mezcla seleccionado.

41. Problema del Foro 2 En un laboratorio un docente de química mezcló intencionalmente agua destilada, sal de cocina, arena lavada y limaduras de hierro. Luego pidió a sus estudiantes separar los componentes de la mezcla usando los procesos físicos necesarios. Al final, ellos deberían mostrar al docente y por separado: la arena, las limaduras de hierro, la sal de cocina y el agua en estado líquido, tal como se encontraban al inicio, es decir, antes de realizar la mezcla. Para evitar la improvisación durante la práctica, el docente solicita a sus estudiantes el diseño gráfico del procedimiento y montajes a implementar para la separación de la mezcla, en el que se enuncien los materiales requeridos para ello y por último la socialización y defensa de los mismos ante el colectivo de estudio, esto como mecanismo de garantizaría el éxito de los grupos de trabajo.

42. Problema del Foro 2 ¿Cuál crees que es el problema a resolver, formúlalo a través de una pregunta? ¿Cuál crees que es el mejor camino investigativo para resolver el problema? ¿Qué intentará el docente enseñar o formar en sus estudiantes con esta metodología de enseñanza? ¿Crees que con esta metodología los estudiantes aprenderán significativamente el tema objeto de estudio? Justifica tu respuesta. ¿Qué título le darías a la clase y qué conceptos se aprenderían fundamentalmente en ella?

43. ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN PRUEBA DE QUIMICA ESTE MATERIAL HA SIDO TOMADO DE ALGUNAS PRUEBAS APLICADAS DEL EXAMEN DE ESTADO ICFES DE COLOMBIA Y RECONOCE LAS RESPUESTAS OFICIALES DEL ICFES. ESTE MATERIAL ES USADO SOLO CON FINES DIDÁCTICOS Y SE HAN ESCOGIDO SOLO AQUELLOS INTERROGANTES PERTINENTES A LOS CONTENIDOS OBJETO DE ESTUDIO.

46. 2. De acuerdo con lo anterior, cambia el estado del n-decanol de: A. sólido a líquido entre t1 y t2 B. líquido a gaseoso entre t3 y t4 C. líquido a sólido entre t0 y t1 D. sólido a líquido entre t3 y t4

47. 3. De acuerdo con la gráfica, es correcto afirmar que la muestra de n-decanol se encuentra completamente líquida entre A. t0 y t1 B. t1 y t2 C. t2 y t3 D. t4 y t5

49. RESPONDA LAS PREGUNTAS 5 A 7 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN En la tabla se describen algunas propiedades de dos compuestos químicos a una atmósfera de presión.

50. Tres mezclas preparadas con ácido butanoíco y agua, se representan en una recta donde los puntos intermedios indican el valor en porcentaje peso a peso (% P/P) de cada componente en la mezcla. Mezclas de ácido butanoíco en agua. Tres mezclas preparadas con ácido butanoíco y agua, se representan en una recta donde los puntos intermedios indican el valor en porcentaje peso a peso (% P/P) de cada componente en la mezcla. Mezclas de ácido butanoíco en agua.

51. 5. Para cambiar la concentración de la solución de ácido butanoíco indicada en el punto 1, al 2, lo más adecuado es

54. 8. En la tabla se indica la presión de vapor (Ps) de tres soluciones de tetracloruro de carbono (CCl4) y benceno (C6H6) de diferentes fracciones molares a 50ºC.

55. La gráfica que representa la variación de la fracción molar del CCl4 (XCCl4),y la presión de vapor de las soluciones (Ps), es:

59. RESPONDA LAS PREGUNTAS 12 Y 13 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN: A 1L de agua se adiciona continuamente una sal obteniendo la gráfica que se presenta a continuación