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• Maria Jose - Chela

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TEMA 3. LA MATERIA Y SU ASPECTO FÍSICA (3º ESO)

EN ESTE TEMA VAMOS A ESTUDIAR:

1. MEZCLAS Y SUSTANCIAS PURAS ¿Qué tipo de mezclas hay? ¿En qué se diferencia una sustancia pura de una mezcla? ¿Qué tipo de sustancias puras hay?

2. MEZCLAS HETEROGÉNEAS ¿Cuáles son los métodos para separar una mezcla heterogénea?

3. MEZCLAS HOMOGÉNEAS ¿Cuáles son los métodos para separar una mezcla homogénea?

4. MEZCLAS DE ESPECIAL INTERÉS Otros tipos de mezclas entre sustancias.

5. CONCENTRACIÓN DE UNA DISOLUCIÓN ¿Cómo se puede calcular la concentración en una disolución?

6. SOLUBILIDAD ¿Cómo se puede medir la solubilidad de una sustancia en agua y qué importancia tiene?

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1. MEZCLAS Y SUSTANCIAS PURAS

Mezclas heterogéneas y homogéneas Una mezcla es una combinación de varias sustancias en proporción (cantidad) variable que se pueden separar mediante procedimientos (técnicas) físicos.

Las mezclas pueden ser:

- homogéneas. - heterogéneas.

* Mezcla homogénea. Es un tipo de mezcla en la que: - no se distinguen sus componentes (las sustancias que la forman) - la composición es uniforme (igual) y cada parte de la solución posee las mismas propiedades (características) * Mezcla heterogénea: Es un tipo de mezcla que posee: - una composición no uniforme, se pueden distinguir a simple vista sus componentes. - está formada por dos o más sustancias, físicamente distintas, distribuidas en forma desigual.

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Sustancias puras Una sustancia pura es un tipo de materia que tiene una composición constante y unas propiedades características. Las sustancias puras son de dos tipos:

- Sustancias simples - Sustancias compuestas

- Sustancias simples. Algunas sustancias no se pueden descomponer (separar) en sustancias más sencillas. Ej: Hidrógeno (H), Oxígeno (O), etc. - Sustancias compuestas: Son sustancias que pueden descomponerse (separarse) en otras más sencillas con procesos (técnicas) químicos. Ej: El Agua (H2O)

De sustancia compuesta a sustancia simple Para separar los componentes de una sustancia compuesta, se usan dos métodos:

- Calor - Corriente eléctrica

* Descomposición térmica (por calor): Mediante el calentamiento de una sustancia compuesta se produce la descomposición. Por ejemplo, calentando carbonato de cobre (II) (malaquita) se desprende un gas y queda un residuo negro. * Electrólisis: Se produce por el paso de la corriente eléctrica a través de una sustancia. Por ejemplo, en la electrolisis del agua se obtienen dos gases: hidrógeno y oxígeno. Las propiedades de una sustancia compuesta y una simple que la forman son muy distintas.

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¿Es lo mismo compuesto que mezcla? La unión de dos o más sustancias simples para formar un compuesto es diferente a la de una mezcla. * Las sustancias que forman una mezcla pueden estar en cualquier proporción (cantidad) y mantienen sus propiedades características. * Las sustancias de un compuesto están siempre en la misma proporción (cantidad) y la sustancia final es una nueva sustancia pura con otras propiedades.

Los compuestos, a diferencia de las mezclas, solo pueden separarse en sus componentes mediante procedimientos químicos.

Resumen - Esquema

Hidrógeno (H) Oxígeno (O2)

Agua (H2O)

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2. MEZCLAS HETEROGÉNEAS Para separar las mezclas heterogéneas en sus diferentes componentes, se usan métodos o técnicas físicas. - Filtración - Decantación Existen cuatro técnicas o métodos: - Separación magnética - Centrifugación.

Filtración La filtración se utiliza para separar una mezcla heterogénea formada por un sólido insoluble (que no se puede disolver) en un liquido. Ejemplo: Arena y agua. Nata de la leche

Decantación La decantación es un método para separar una mezcla heterogénea, formada por un sólido o un líquido más denso, de un líquido menos denso. Ejemplo: Agua y aceite

Separación magnética La separación magnética se utiliza para separar sustancias que son atraídas por un imán (sustancia ferromagnéticas), como el hierro, el acero, el níquel, de otras sustancias que no lo son. Ejemplo: Hierro y arena

Centrifugación La centrifugación se utiliza para acelerar la decantación y separar rápidamente mezclas heterogéneas (sólido-liquido) cuando sus componentes tienen diferente densidad. Ejemplo: Tiza con agua

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3. MEZCLAS HOMOGÉNEAS Una disolución es una mezcla homogénea de dos o más componentes en proporción (cantidad) variable. En una mezcla homogénea, (Ej: la sal disuelta en agua), las partículas del sólido (sal) y del líquido (agua) se mezclan y no es posible diferenciarlas. Se dice que se ha formado una disolución. En una disolución hay dos componentes: * Disolvente: el componente que se encuentra en mayor proporción (más cantidad) (Ej: Agua) * Soluto: el componente que se encuentra en menor proporción (menos cantidad). (Ej: sal)

Según la teoría cinético-molecular, para que se forme una disolución es necesario que: “Las fuerzas de atracción entre las partículas del soluto (Ej Sal) y del disolvente (ej: agua) en la disolución superen a las fuerzas que unen las partículas del soluto entre sí y a las fuerzas que unen las partículas del disolvente entre sí”

En las disoluciones, tanto el soluto como el disolvente pueden tener diferentes estados físicos:

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Para separar las mezclas homogéneas en sus diferentes componentes, se usan métodos o técnicas físicas. Existen dos técnicas o métodos:

- Cristalización - Destilación

Cristalización La cristalización se utiliza para obtener cristales de un soluto sólido disuelto en una disolución concentrada, evaporando el disolvente hasta que el soluto cristalice. Ejemplo: la sal común normalmente se extrae por evaporación del agua del mar Salinas Sal

Destilación La destilación es la separación por acción del calor de un líquido y de un sólido (u otro líquido con diferente punto de ebullición) Ejemplo: El agua potable (que se puede beber), tiene muchas sustancias disueltas, entre ellas, sales que necesita nuestro organismo, pero en un laboratorio es necesario utilizar agua pura (sin estas sustancias)

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4. MEZCLAS DE ESPECIAL INTERÉS

Entre las mezclas más importantes formadas por varios metales, se encuentran:

- Aleaciones - Coloides

Aleaciones Una aleación es una mezcla homogénea formada por dos o más metales. Tiene como objetivo mejorar las propiedades de los metales que la forman (integran) Ejemplo de aleaciones más utilizadas.

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Coloides Un coloide es una dispersión de partículas de una sustancia (fase dispersa), entre las partículas de otra (medio de dispersión). Ejemplo: la niebla es un coloide formado por partículas de agua líquida (fase dispersa) suspendidas en el aire (medio de dispersión)

En los coloides, el medio de dispersión y la fase dispersa se pueden encontrar en estado sólido, líquido o gaseoso, (pero los dos no pueden ser gaseosos).

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5. CONCENTRACIÓN DE UNA DISOLUCIÓN La concentración de una disolución expresa la proporción entre el soluto y el disolvente. Indica la cantidad de soluto que hay disuelto en una determinada cantidad de disolución. Ejemplo: para que una bebida sepa siempre igual, hay que añadir la misma cantidad de solutos (azúcares, gas, etc) en una misma cantidad de agua, es decir, debe tener siempre la misma concentración.

Porcentaje en masa El porcentaje (%) en masa es la masa de soluto (en gramos) disuelta en 100 gramos de disolución.

Se calcula mediante esta relación:

Masa de soluto (g) Porcentaje en masa = -------------------------------- 100 Masa de disolución (g)

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Porcentaje en volumen El porcentaje (%) en volumen es el volumen de soluto (en mL) disuelto en 100 mL de disolución.

Se calcula mediante esta relación:

Volumen de soluto (mL) Porcentaje en volumen = ------------------------------------ 100 Volumen de disolución (mL)

Concentración en masa La concentración en masa es la masa de soluto (gramos) disuelta en un litro de disolución (litros).

Se calcula mediante esta relación:

Masa de soluto (g) Concentración en masa = -----------------------------------Volumen de disolución (L)

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6. SOLUBILIDAD La solubilidad es la máxima cantidad de soluto que puede disolverse en 100 gramos de disolvente a una temperatura determinada. Es una propiedad característica de cada soluto y muy útil para identificar sustancias. Cuando el disolvente no admite más soluto, la disolución se dice que está saturada, y cualquier cantidad que se añada después permanece sin disolverse en el fondo de la disolución, es decir, precipita.

La solubilidad (S) de la sal a 20ºC es

36 g SSal= -------100 g

Solubilidad e identificación de sustancias La solubilidad es una propiedad característica de las sustancias, por eso se utiliza en la identificación de sustancias desconocidas gracias a una tabla de solubilidades.

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Solubilidad y temperatura La solubilidad de una sustancia siempre se acompaña de la temperatura a la que se ha disuelto el soluto en el disolvente. En general, la solubilidad de: - los sólidos y líquidos, aumenta con la temperatura. - la de los gases, disminuye con la temperatura.