1. a) Define Sustancia pura: Es aquella que tiene la misma composición y las mismas propiedades. b) Define Disolución: Es una mezcla homogénea.

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1 Tema 3. LA MATERIA Y SU ASPECTO MEZCLAS Y SUSTANCIAS PURAS 1. a) Define Sustancia pura: Es aquella que tiene la misma composición y las mismas propiedades. b) Define Disolución: Es una mezcla homogénea. 2. Explica de forma razonada si son correctas las afirmaciones: a) Los componentes de una disolución pueden separarse por decantación. b) Las propiedades físicas y químicas de un compuesto son distintas de las de los elementos que lo forman. a) No, porque una disolución es una mezcla homogénea y eso quiere decir que al estar perfectamente mezclados no pueden decantarse. b) Por supuesto. No hay mas que ver que el hidrógeno y el oxígeno son gases y el agua líquido. 3. Explica de forma razonada si son correctas las afirmaciones: a) Las disoluciones están formadas siempre por la mezcla homogénea de un sólido y un líquido. b) Una mezcla formada por dos líquidos siempre puede separarse por decantación. a) Están formadas por una mezcla homogénea, pero no necesariamente de sólido en líquido. También puede ser líquido en líquido, gas en líquido, gas en gas, etc. b) No, solo en el caso de que los líquidos sean no-miscibles 4. La destilación es un proceso para separar líquidos. a) Explica en qué consiste dicho proceso. b) Qué condiciones deben cumplir los líquidos para poder separarlos utilizando este proceso. a) Se basa en calentar los dos líquidos hasta una temperatura que sobrepase el PE de uno, pero no supere el PE del otro. De esta forma pasará a vapor el líquido con menor PE, mientras el otro quedará en el matraz. Si queremos recuperar el líquido que pasó a vapor lo hacemos pasar por un refrigerador para enfriarlo y hacerlo volver a líquido. b) Que tengan distinto punto de ebullición. Cuando más diferente mejor. 5. La decantación es un proceso para separar líquidos. a) Explica en qué consiste dicho proceso. b) Qué condiciones deben cumplir los líquidos para poder separarlos utilizando este procedimiento. Es un proceso para separar una mezcla formada por dos líquidos no miscibles, con la ayuda de un embudo de decantación. Se ponen en el embudo y se dejan reposar. Luego se abre la llave y se deja caer lentamente el líquido de mayor densidad (que estará abajo) sobre un vaso. Cuando vaya a caer el otro líquido se cierra la llave y así quedan separados. b) Que los líquidos sean NO miscibles y distinta densidad.

2 6. Tenemos una mezcla de limaduras de hierro, arena, agua y alcohol. Explica los métodos que utilizarías para separar las sustancias. 1º con un imán separamos el hierro del resto. 2º filtrando separamos la arena (que quedará en el filtro) del agua+alcohol, porque ambos son dos líquidos miscibles y pasan por el filtro. Por último, mediante una destilación separamos el alcohol del agua, porque son dos líquidos que tienen distinto punto de ebullición. 7. Tenemos una mezcla de arena, agua, aceite y sal. Explica los métodos que utilizarías para separar las sustancias. 1º filtrando separamos la arena (que quedará en el filtro) del resto. 2º Como la sal es muy soluble en agua, mientras que apenas se disuelve en aceite, al poner la mezcla en un embudo de decantación quedará abajo el agua con la sal disuelta y flotando quedará el aceite. Por decantación separamos el aceite del agua+sal. Finalmente por evaporación separamos la sal del agua. 8. Describe paso a paso cómo sería el proceso de separación de una mezcla formada por agua, azúcar, raspaduras de hierro y arena.

3 DISOLUCIONES 1. Disolvemos 25g de sal en 200g de agua. Identifica el soluto, disolvente y disolución. Cuál es la concentración en % 200 g H 2 O 25 g sal 225 g mezcla Disolvente Soluto Disolución Por definición, el % en gramos = los gramos de soluto que hay en 100 g de disolución. Matemáticamente escribimos que: % g de soluto (sal) en 100 g de disolución de los datos del ejercicio sabemos que hay 25 g de soluto (sal ) en 225 g de disolución. Con ese dato terminamos de completar la proporción, teniendo muy en cuenta que arriba y abajo debemos tener exactamente las mismas unidades: de donde % = % g de soluto (sal) en 100 g de disolución 25 g de soluto (sal) en 225 g de disolución 25*100 = 11,1 % En un vaso hay 125 g de una disolución de cloruro sódico que tiene una concentración de 10 % en masa de cloruro sódico. Si se evapora toda el agua, Cuántos gramos de sal quedarían? Que tiene una concentración de 10 % de NaCl significa que hay 10 g de NaCl disueltos en 100 g de disolución, entonces: de donde x = 10 g de soluto (sal) en 100 g de disolución x g de soluto (sal) en 125 g de disolución 125*10 = 12,5 g de NaCl 100 Obviamente cuando de evapore el agua quedarán los 12,5 gr de cloruro sódico 3. En una botella de 750 cm 3 hay vino de 12º de alcohol. Calcula el volumen de alcohol que hay en la botella. Los grados de alcohol son el % en volumen, es decir son los cm 3 de alcohol que hay en 100 cm 3 de disolución, que en este caso es el vino. (Exactamente igual que el % en masa, pero cambiando los gramos por cm 3 o ml.)

4 Que tiene un 12% en volumen de alcohol significa que hay 12 cm 3 de alcohol disueltos en 100 cm 3 de disolución (de vino), entonces: de donde x = 12 cm 3 de soluto (alcohol) en 100 cm 3 de disolución (vino) x cm 3 de soluto (alcohol) en 750 cm 3 de disolución (vino) 750 *12 = 90 cm 3 de alcohol Para fabricar ginebra mezclamos 85 cm 3 de alcohol con 125 cm 3 de agua. Calcula los grados de alcohol (% en volumen de alcohol) de la ginebra. 85 cm 3 alcohol 125 cm 3 agua 210 cm 3 mezcla (ginebra) Soluto Disolvente Disolución % cm 3 de soluto (alcohol) en 100 cm 3 de disolución (ginebra) 25 cm 3 de soluto (alcohol) en 210 cm 3 de disolución (ginebra) 85*100 de donde % = = 40,5 % = 40,5º de alcohol Halla la masa de agua que hay que añadir a 10 g de soluto para preparar una disolución al 25 % peso. Primero vamos a calcular en cuantos g de disolución del 25% hay disueltos 10g de soluto. Para eso: 25 g de soluto en 100 g de disolución 10 g de soluto en x g de disolución de donde x = 40 g de disolución. Ahora ya podemos calcular cuánta agua hemos tenido que añadir a los 10g de soluto para obtener 40 gr de disolución. Obviamente 30 g de H 2 O. 6. Si tenemos 100 g de una disolución de sal que tiene una concentración del 20 % y le añadimos una cucharada con 5 gramos de sal. Cuál será la nueva concentración expresada en % de sal? Una concentración del 20 % de sal significa que hay 20 g de sal disueltos en 100 g de disolución Si ahora añadimos una cucharada de 5 gramos de sal tendremos una nueva disolución, más concentrada, que tendrá 25 g de sal en 105 g de disolución. Calcular la nueva concentración en % sería resolver uno de los siguientes problemas: a) Calcular la concentración en % de una disolución que contiene 25 g de sal disueltos en 105 g de disolución.

5 b) Calcular la concentración en % de la disolución obtenida al mezclar 25 g de sal con 80 g de agua de donde % = % g de soluto (sal) en 100 g de disolución 25 g de soluto (sal) en 105 g de disolución 25*100 = 23,8 % Calcular la composición en tanto por ciento de un refresco que se ha formado mezclando 50 gr de zumo de limón, 20 gr de azúcar, y 100 gr de agua. La composición centesimal no es más que calcular el tanto por ciento de cada una de las especies que forman la mezcla, es decir, teneos que calcular el % de limñon, el % de azúcar y el % de agua. El refresco obtenido tiene una masa = = 170 gr. Entonces: si en 170 gr de refresco hay 50 gr de limón en 100 gr de refresco hay X x=50*100/170 = 29,4% limón si en 170 gr de refresco hay 20 gr de azúcar en 100 gr de refresco hay X x=20*100/170 = 11,7% azúcar si en 170 gr de refresco hay 100 gr de agua en 100 gr de refresco hay X x=100*100/170 = 58,8% agua Comprobación: Sumando los tantos por cientos de cada especie debe de darnos Para una operación química se necesitan 10 g de KOH pura. Disponemos de un bote que contiene una muestra de KOH del 80% de pureza. Qué cantidad de muestra deberemos tomar para que en ella haya 10 g de KOH pura? No se trata de una disolución, pero el concepto es el mismo. La pureza indica la cantidad en gramos de sustancia pura que hay en 100 g de muestra. Por tanto, que la KOH tiene una pureza del 80 % significa que: 80 g de KOH pura en 100 g de muestra (lo que hay en el bote) 10 g de KOH pura en x g de muestra de donde x = 12,5 g de muestra. Tengo que pesar 12,5 g de la muestra del bote para tener 10 g de KOH puro. 9. Una lata de zumo contiene 330 cm 3 de líquido. a) Si la densidad del zumo es de 1,1 g/cm 3, calcular la masa del zumo de la lata. b) Si tiene una concentración de azúcar del 2%, qué cantidad de azúcar hay disuelta en el zumo de la lata?.

6 a) d = m V ; 3 m 1,1g / cm = ; m = 1,1*330 = 363 g zumo 330cm 3 b) 2% azúcar significa: hay 2 g de azúcar (soluto) en 100 g de zumo (Disolución) x g de azúcar 363 g de zumo de donde x = 7,26 g azúcar. 10. El agua de mar es más densa que el agua dulce, por eso flotamos mejor en la playa. Su densidad es de 1,03 g/cm 3. a) Calcula la masa de agua de mar que hay en un vaso de 150 cm 3. b) Teniendo en cuenta que la concentración de cloruro sódico (NaCl) en el agua marina, es aproximadamente del 24%. Calcula cuántos gramos de sal tomaríamos si bebemos el vaso de agua. m 3 m a) d = ; 1,03g / cm = ; m = 1,03*150 = 154,5 g agua de mar 3 V 150cm b) 24% NaCl significa: hay 24 g de NaCl (soluto) en 100 g de agua de mar (Disolución) x g de NaCl 154,5 g de agua de mar de donde x = 37,08 g NaCl. EJERCICIOS SIN RESOLVER 1. Clasifica los siguientes ejemplos en sustancia pura (elemento o compuesto) o mezcla (homogénea o heterogénea). (Si no conoces la composición de alguna sustancia investígala en internet) Sustancia pura Mezcla Puchero x Heterogénea Un tornillo de hierro x Elemento El agua de mar El grafito de la mina de un lápiz El gas butano encerrado en una bombona El detergente que usamos en la lavadora La sal que hay en un salero El papel de aluminio El aire que respiras Un anillo para el dedo