2.º de ESORuta de edumaterial
Qué vas a aprender
- Distinguir sustancias puras, mezclas homogéneas y mezclas heterogéneas usando su composición.
- Elegir un método físico de separación a partir de una propiedad diferente de los componentes.
- Calcular concentración en masa de una disolución y expresar el resultado con unidad.
Antes de empezar
- Reconocer estados de la materia.
- Calcular cocientes.
- Distinguir masa y volumen.
La composición decide la clasificación
Una sustancia pura tiene composición fija y propiedades características bajo unas condiciones. Una mezcla reúne dos o más sustancias en proporciones variables y conserva componentes que pueden separarse por métodos físicos.
Homogénea significa que la mezcla presenta una sola fase a la escala de observación adecuada; heterogénea, que presenta más de una. No es correcto definir una mezcla homogénea como algo cuyos componentes son imposibles de detectar con cualquier instrumento.
Disolución y concentración
- Concentración en masa, c = m(soluto)/V(disolución)
- Masa de soluto contenida por unidad de volumen de disolución. Una unidad habitual es g/L. El disolvente es el medio en el que se disuelve el soluto; suele ser el componente mayoritario, pero esa proporción no es su definición universal.
Separar aprovechando una diferencia
La filtración separa un sólido insoluble de un fluido por tamaño de partícula. La decantación separa fases por diferencia de densidad, como dos líquidos inmiscibles. La evaporación permite recuperar un soluto sólido no volátil; la destilación permite recuperar componentes líquidos aprovechando volatilidades distintas.
El método no se elige por el nombre de la mezcla, sino por la propiedad que distingue sus componentes. A veces hacen falta varias etapas: tamizado, disolución selectiva, filtración y evaporación.
Cómo elegir un método
- Identifica cuántas fases se observan y el estado de cada componente.
- Pregunta qué propiedad los diferencia: tamaño, densidad, solubilidad, magnetismo o volatilidad.
- Elige una operación que aproveche esa diferencia sin producir sustancias nuevas.
- Decide qué componente quieres recuperar; evaporar recupera el sólido, pero no el disolvente.
- Comprueba riesgos: calentar o usar disolventes exige material y supervisión adecuados.
Concentración de una disolución
Se preparan 250 mL de disolución con 5 g de sal. Calcula la concentración en g/L.
- Convertimos el volumen: 250 mL = 0,250 L.
- Aplicamos c = m/V.
- Dividimos 5 g entre 0,250 L.
c = 20 g/L.
Disuelto no significa desaparecido
La sal deja de existir cuando el agua se vuelve transparente.
La sal sigue presente como soluto distribuido en la disolución.
La transparencia no demuestra ausencia. Podemos recuperar sal por evaporación del agua, lo que evidencia que la disolución era una mezcla.
Qué debes conservar
- Sustancia pura implica composición fija; mezcla, composición variable.
- Homogénea y heterogénea describen el número de fases observables.
- Cada separación física explota una diferencia de propiedades.
- La concentración en masa divide masa de soluto entre volumen de disolución.
Distingue sustancias y mezclasPrueba otro caso
El agua mineral que se vende embotellada, ¿qué es?
Al microscopio, la leche muestra gotitas de grasa repartidas por el agua. Entonces la leche es...
Solución accesible sin interacción
Respuesta: Una mezcla homogénea de agua y sales disueltas — El agua mineral contiene agua y sales disueltas, aunque no se vean componentes separados. La transparencia no acredita pureza química. Su composición distingue la mezcla del agua pura.
El agua mineral contiene agua y sales disueltas, aunque no se vean componentes separados. La transparencia no acredita pureza química. Su composición distingue la mezcla del agua pura.
Respuesta: Mezcla heterogénea — Las gotas de grasa constituyen una fase distinta que se observa al microscopio.
La regla dice que los componentes no se distingan ni con el microscopio, y aquí se distinguen. A simple vista engaña porque las gotitas son diminutas; en la leche recién ordeñada, dejándola reposar, la nata acaba subiendo a la superficie, y la del supermercado no lo hace porque la homogeneizan justo para evitarlo.
Elige la propiedad que separaPrueba otro caso
Quieres separar agua y arena de grano mayor que los poros del papel, conservando el agua líquida y sin calentar. ¿Qué procedimiento eliges?
Tienes una mezcla de sal y arena, los dos sólidos. ¿Cuál es el plan correcto para separarlas?
Solución accesible sin interacción
Respuesta: Pasar la mezcla por un filtro — El filtro retiene los granos de arena y deja pasar el agua líquida, sin calentamiento. La destilación podría separar la mezcla, pero incumple la condición de hacerlo sin calentar.
El filtro retiene los granos de arena y deja pasar el agua líquida, sin calentamiento. La destilación podría separar la mezcla, pero incumple la condición de hacerlo sin calentar.
Respuesta: Disolver la sal, filtrar y evaporar el filtrado — La distinta solubilidad permite retener arena y recuperar sal del filtrado.
Cuando dos sólidos no se pueden separar a mano se aprovecha que uno se disuelve y el otro no: el agua convierte el problema en una mezcla heterogénea (arena dentro de agua salada) que ya sabemos filtrar. Encadenar métodos es lo normal en el laboratorio, y aquí hacen falta tres pasos.
Interpreta la concentraciónPrueba otro caso
Para calcular la concentración en g/L, ¿entre qué se divide la masa de soluto?
Una botella dice: concentración 25 g/L. ¿Qué significa exactamente?
Solución accesible sin interacción
Respuesta: Entre el volumen de la disolución, en litros — Los gramos de soluto se reparten por litros de disolución completa.
Lo que se reparte es el soluto por TODA la mezcla, no solo por el agua. Y la unidad manda: si en el nombre pone «por litro», el volumen tiene que ir en litros.
Respuesta: Que en cada litro de disolución hay 25 g de soluto — La relación indica gramos de soluto por cada litro de mezcla final.
La barra de «g/L» se lee «por cada»: 25 gramos POR CADA litro. Eso convierte la concentración en una receta que puedes repetir con el volumen que quieras.
Separar una mezcla completa
Propón cómo separar una mezcla de arena, sal y agua para recuperar la arena y la sal. Indica la propiedad usada en cada paso y cómo expresarías la concentración inicial de sal.
Solución accesible sin interacción
- Demuestra que puedes distinguir sustancias puras, mezclas homogéneas y mezclas heterogéneas usando su composición.
- Demuestra que puedes elegir un método físico de separación a partir de una propiedad diferente de los componentes.
- Demuestra que puedes calcular concentración en masa de una disolución y expresar el resultado con unidad.
Respuesta: Filtrar para retener la arena por tamaño de partícula; evaporar o cristalizar el agua de la disolución para recuperar la sal por volatilidad. La concentración inicial se expresa como masa de sal dividida por volumen de disolución, en g/L.
Cada separación se justifica por una propiedad diferente y la concentración usa volumen de disolución, no solo de disolvente.
Compruébalo ahora
Relaciona cada caso con filtración, decantación o evaporación: arena insoluble en agua; aceite y agua; sal disuelta si se quiere recuperar la sal.
Ver solución explicada
Respuesta: Arena y agua: filtración. Aceite y agua: decantación. Sal disuelta: evaporación.
Se aprovechan, respectivamente, tamaño de partícula, diferencia de densidad e inmiscibilidad, y volatilidad del agua frente a la sal.
Una disolución contiene 12 g de soluto en 0,40 L. Calcula su concentración en masa.
Ver solución explicada
Respuesta: 30 g/L.
c = m/V = 12 g / 0,40 L = 30 g/L.
¿Cuál afirmación clasifica correctamente una disolución de azúcar en agua?
- Es una sustancia pura porque es transparente.
- Es una mezcla homogénea de composición variable.
- Es una mezcla heterogénea porque contiene dos sustancias.
Ver solución explicada
Respuesta: Es una mezcla homogénea de composición variable.
Presenta una sola fase a la escala macroscópica, pero reúne sustancias en proporciones que pueden variar.
Alineación curricular y fuentes
- Física y Química, saberes básicos de primero a tercer curso, bloque B: sistemas materiales, mezclas, disoluciones, propiedades y aplicaciones. · Real Decreto 217/2022, currículo básico de ESO
Sigue por este pasillo
Practicar esto: Distinguir sustancia pura, mezcla homogénea y heterogéneaPracticar esto: Elegir el método de separación adecuadoPracticar esto: Calcular la concentración de una disoluciónLa energía se transforma, no se fabricaLa teoría cinético-molecularCambios físicos y cambios químicos