3.º de secundariaRuta de edumaterial
Qué vas a aprender
- Elegir y combinar separaciones a partir de propiedades y del componente buscado.
- Interpretar balances y evidencias sin confundir aspecto uniforme con pureza.
Antes de empezar
- Distinguir masa total y masa de componentes.
- Reconocer soluto y disolvente.
El punto de partida
Una mezcla reúne componentes sin convertirlos por ese hecho en una sustancia nueva. Una mezcla homogénea se observa uniforme a la escala considerada; una heterogénea presenta fases o componentes distinguibles. Que un líquido parezca transparente no demuestra que sea una sustancia pura: puede contener un soluto disuelto. Primero especifica componentes, propiedades y qué se desea recuperar.
- Separación física
- Procedimiento que aprovecha diferencias de propiedades para distribuir componentes de una mezcla en fracciones distintas.
Relacionar datos y condiciones
La filtración retiene partículas suficientemente grandes e insolubles para el filtro utilizado; un soluto disuelto normalmente pasa con el líquido. La decantación aprovecha fases que se separan por sedimentación o líquidos inmiscibles. Evaporar el disolvente puede dejar un soluto no volátil, pero no recupera ese disolvente si su vapor se pierde. La destilación añade condensación y recolección del vapor; aquí se usa un modelo de agua y soluto no volátil, no cualquier pareja de líquidos.
Cristalizar permite recuperar un sólido disuelto cuando se forman cristales al cambiar las condiciones de solubilidad. La elección depende de estabilidad, volatilidad, solubilidad y del objetivo, no solo del nombre de la mezcla. En un balance deben contarse residuos, líquidos recolectados y pérdidas. Los registros son ficticios y las operaciones se analizan en papel; no constituyen instrucciones para tratar agua destinada al consumo. Separar algunos componentes no certifica potabilidad.
Antes de decidir
- Identifica las fases y qué propiedad permite distinguirlas.
- Fija qué componentes se conservarán y cuáles pueden perderse.
- Sigue cada componente por todas las etapas y revisa la masa y la calidad de cada fracción.
Seguir los componentes en un modelo
| Componente inicial | Después de filtrar idealmente | Después de destilar el filtrado idealmente |
|---|---|---|
| Arena insoluble | Residuo en el filtro | Permanece en su fracción separada |
| Sal no volátil disuelta | En el filtrado | Residuo de la destilación |
| Agua | En el filtrado | Vapor condensado y recolectado |
Un caso resuelto
Un registro representa 40 g de un soluto no volátil totalmente disueltos en 100 g de agua a 30 °C. A 10 °C, el modelo permite que solo 15 g de ese soluto permanezcan disueltos en los mismos 100 g de agua. Se quiere recuperar parte del soluto sin retirar agua del registro. ¿Qué inventario se espera al enfriar y qué queda por recuperar?
- Se conserva la masa total:40+100=140 g. El cambio de temperatura modifica la cantidad que puede permanecer disuelta.
- A 10 °C quedan 15 g de soluto disuelto y cristalizan 40−15=25 g. El agua sigue siendo 100 g.
- Tras separar idealmente los cristales, se tienen 25 g de sólido y 115 g de disolución. No se recuperó todo el soluto:15 g siguen en la fracción líquida.
La cristalización por enfriamiento recupera 25 g de soluto en el modelo y deja 115 g de disolución. Ver cristales no demuestra recuperación completa; el balance localiza lo que aún está disuelto.
Pon a prueba el modeloPrueba otro caso
Un inventario inicial contiene 100 g: 10 g de arena insoluble, 9 g de sal no volátil disuelta y 81 g de agua. Tras filtrar, el residuo húmedo conserva toda la arena y además 20 g de disolución retenida: 2 g de sal y 18 g de agua. El filtrado se destila; 3 g de su agua escapan como vapor sin condensar. No hay otras entradas ni salidas. Ajusta la masa del filtrado y el agua efectivamente recolectada. Solo se analiza el registro escrito.
Un nuevo registro contiene 12 g de arena, 8 g de sal no volátil disuelta y 80 g de agua. Un filtro defectuoso solo retiene 9 g de arena seca; toda la sal y toda el agua pasan, junto con la arena que escapó. La destilación posterior recupera idealmente toda el agua. Ajusta la arena arrastrada y la masa del residuo final de esa destilación.
Solución accesible sin interacción
Respuesta: Masa del filtrado (g): 70; Agua recolectada (g): 60
El residuo húmedo reúne 10+20=30 g, por lo que el filtrado pesa 100−30=70 g. El filtrado contiene 9−2=7 g de sal y 81−18=63 g de agua. Se recolectan 63−3=60 g de agua. El balance completo es 30 g retenidos, 7 g de sal tras destilar, 60 g de agua recogida y 3 g de vapor: 100 g. La corrección automática coteja 70 y 60; la justificación distingue masa húmeda de arena seca.
Respuesta: Arena arrastrada (g): 3; Residuo final de la destilación (g): 11
Escaparon 12 − 9 = 3 g de arena. Al retirar los 80 g de agua, quedan 8 + 3 = 11 g: sal con arena, no sal pura.
Revisar una explicación
Un filtro convierte el agua transparente en agua pura.
La transparencia y la filtración no prueban ausencia de solutos disueltos ni potabilidad.
El filtro separa según partículas y poros; no examina toda la composición.
- Elegir y combinar separaciones a partir de propiedades y del componente buscado.
- Interpretar balances y evidencias sin confundir aspecto uniforme con pureza.
Un informe que se pueda defender
Un registro de 250 g contiene 20 g de arena y 15 g de sal no volátil disuelta; el resto es agua. Se aplica filtración ideal y luego se destila el filtrado. El inventario final declara arena 20 g, residuo seco 15 g y agua recolectada 208 g. Diseña el recorrido esperado sin pérdidas, compara el inventario real con él y escribe qué debe comprobarse antes de atribuir el faltante a una causa concreta.
Solución accesible sin interacción
- Vincular cada etapa con una propiedad y con el componente recuperado.
- Comprobar el inventario de masas.
- Distinguir una discrepancia de su causa.
Respuesta: El agua inicial son 250 − 20 − 15 = 215 g. Filtrar separa 20 g de arena y deja 230 g de filtrado; destilarlo idealmente daría 215 g de agua y 15 g de sal. Las fracciones reales suman 243 g: faltan 7 g. Revisaría agua retenida, escape de vapor y mediciones; el registro solo no decide la causa ni demuestra potabilidad.
Autoevaluación, sin nota automática. Aceptar agua 215 g, filtrado 230 g, faltante 7 g y propiedades vinculadas a las etapas, junto con al menos una comprobación concreta pertinente antes de atribuir una causa. Se admiten inventario de agua retenida, control de escape de vapor o revisión fundamentada de mediciones y taras; no exigir dos controles porque la consigna no fija ese número. Se admite una formulación equivalente; una discrepancia real no invalida por sí sola el balance ideal. No certificar consumo.
Compruébalo ahora
Dos registros describen líquidos transparentes: L contiene agua con sal no volátil disuelta; M contiene agua sola. El objetivo es recuperar el agua de L y comprobar si contiene un soluto. Un alumno propone un filtro común y pesar el papel seco. Evalúa su propuesta y explica qué registro alternativo permitiría responder ambas partes en el modelo.
Ver solución explicada
Respuesta: La sal disuelta atravesaría el filtro y el papel sin residuo no distinguiría L de M. Una destilación del registro L con condensación recuperaría agua; un residuo no volátil tras retirar el agua apoyaría la presencia de soluto. Un blanco M procesado igual ayudaría a descartar residuos del equipo.
Autoevaluación, sin nota automática. Aceptar recuperación de vapor condensado y evidencia de residuo comparada con un blanco. Evaporación sola permite evidencia de soluto, pero no recupera agua. Exigir las dos finalidades; no equiparar residuo a identidad exclusiva de sal ni agua recolectada a potable.
Una mezcla de 120 g contiene 8 g de arena, 12 g de sal no volátil disuelta y 100 g de agua. El registro final enumera 8 g de arena seca, 12 g de sal seca y 92 g de condensado; no enumera otras fracciones. Una nota dice «desaparecieron 8 g de materia». Calcula el faltante y propón dos explicaciones compatibles que el registro no permite distinguir.
Ver solución explicada
Respuesta: Se registran 112 g; faltan 8 g respecto de los 120 g. Pudo quedar agua sin recoger en el equipo o escapar vapor. También podría haber un error de medición. No se prueba desaparición de materia; faltan inventario del equipo y pérdidas.
Autoevaluación, sin nota automática. Exigir 8 g y al menos dos posibilidades compatibles; aceptar retención, escape o error de medición fundamentado. No afirmar cuál ocurrió sin evidencia; no restar otra vez la sal del condensado declarado. Decimales equivalentes de masa se aceptan.
El caso A muestra dos capas estables de agua y aceite inmiscibles; el caso B contiene sal completamente disuelta en agua. En ambos se desea una fracción acuosa sin el otro componente. Decide si trasladar el procedimiento elegido para A a B cumpliría el objetivo y explica qué propiedad cambia la decisión.
Ver solución explicada
Respuesta: La decantación puede separar las capas de A en el modelo, aprovechando inmiscibilidad. No retira la sal de B porque no hay una capa separada de sal. Para recuperar agua de B se necesita, en el modelo, destilación con recolección del condensado; las propiedades relevantes son solubilidad y volatilidad.
Autoevaluación, sin nota automática. Aceptar decantación por fases para A y destilación para B, con propiedad vinculada a cada decisión. Un separador equivalente de líquidos inmiscibles es válido. No aceptar filtrar soluto disuelto ni evaporar perdiendo el agua buscada. No se exige una técnica real para consumo.
Un informe del filtro dice «obtuve 6 g de sólido»: la masa se midió cuando el papel todavía estaba húmedo. El filtro nuevo seco pesaba 2 g y con el residuo seco pesa 5 g. Además, el filtrado seguía conteniendo sal disuelta. Repara la cifra atribuida al sólido y juzga si el proceso demuestra separación completa de todos los componentes.
Ver solución explicada
Respuesta: El sólido seco recuperado pesa 5 − 2 = 3 g. Los 6 g anteriores incluían aportes que no corresponden solo al sólido seco. La sal sigue en el filtrado, por lo que filtrar no demuestra separación completa de todos los componentes.
Autoevaluación, sin nota automática. Exigir 3 g con descuento del papel y distinguir humedad de residuo seco. Aceptar explicar que no se conoce la composición exacta de la diferencia de lecturas húmeda/seca. Debe limitar la separación porque el soluto permanece; no inferir cantidad de sal ausente del registro.
Alineación curricular y fuentes
- Fase 6, Saberes y Pensamiento Científico, Química; p. impresa 69. Selección editorial parcial de mezclas y métodos de separación para los seis núcleos del catálogo de tercero, sin equivaler al programa completo ni a una secuencia oficial. · Programa de Estudio para la Educación Secundaria: Programa Sintético de la Fase 6
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Practicar esto: Elegir una separación según propiedadesConcentración: el denominador también cuenta