FICHA DE TRABAJO: Soluciones y Métodos de - Quimica

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FICHA DE TRABAJO: Soluciones y Métodos de - Quimica
FICHA DE TRABAJO: Soluciones y Métodos de
Fraccionamiento
Antes de comenzar con el tema repasemos…
¿Cuándo un sistema es homogéneo?
Actividad 1: De los siguientes sistemas identifica en qué se parecen todos los
sistemas. Indica el número de componentes que lo forman.
AGUA Y SAL
AGUA Y AZÚCAR
AGUA Y ALCOHOL
Actividad 2: Si comparas los sistemas de la actividad anterior con los dos
sistemas que aparecen a continuación, ¿qué diferencias puedes establecer?
AGUA
ALCOHOL
SOLUCIONES
Una solución es un sistema homogéneo formado por dos o más componentes.
Actividad 3: Indica algún ejemplo de solución, que te enfrentes en tu vida
cotidiana.
De los ejemplos que mencionaste analiza sus componentes y en qué
proporción se encuentra cada uno.
Componentes de una solución
Soluto: es el componente de la solución que se encuentra en menor
proporción.
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Fraccionamiento
Solvente: es el componente de la solución que se encuentra en mayor
proporción.
 Pero… ¿cómo se obtiene una solución a partir del soluto y solvente?
Actividad 4: Analicemos este ejemplo, azúcar se disuelve en
agua. Representa que ocurre con las partículas antes de
comenzar a agitar para que el azúcar se disuelva.
¿Qué ocurre una vez que comenzamos a agitar dentro del vaso?
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Fraccionamiento
¿Y luego que terminamos de agitar?
Este proceso que acabamos de representar se denomina PROCESO DE
DISOLUCIÓN.
En el caso del azúcar, si al agua le agregamos una cucharadita de azúcar y
agitamos, observamos que el sólido “desaparece” de nuestra vista. Sabemos
que no ha desaparecido realmente, el azúcar se ha mezclado con el agua.
Se dice que el azúcar se disolvió o que es soluble en agua. El proceso se llama
disolución.
Por el contrario, si intentáramos mezclar agua y aceite, los líquidos se separan
formando un sistema heterogéneo. Por ello se dice que el aceite es insoluble
en agua.
 Actividad 5: Ahora resumamos el PROCESO DE DISOLUCIÓN indicando
qué ocurre en cada etapa del mismo:
1)
2)
3)
________________________
__________________
________________________
________________________
__________________
________________________
________________________
__________________
_________________________
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Fraccionamiento
El agua: ¿el solvente universal? ¿el solvente vital?
Si analizamos el significado de la frase anterior, deberíamos entender que el
agua lo disuelve todo. Pero sabemos que no es así.
Podemos interpretarla en cambio como que el agua forma parte de muchas
soluciones. Es decir, que existen muchas soluciones acuosas, tanto en la
naturaleza como en las preparadas por el hombre.
Todos los seres vivos están constituidos por un elevado porcentaje de agua.
Ella es el vehículo que transporta los nutrientes y los desechos celulares.
En nuestro cuerpo el agua está presente aproximadamente en un 65%. En
otros seres vivos el porcentaje es aún mayor, por ejemplo, en las medusas es
más del 90%.
En los vegetales el agua no solo es parte constitutiva sino que recibe nutrientes
de la tierra disueltos en ella.
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Actividad 6: Teniendo en cuenta que este es el año del agua y su importancia
como recurso natural, para profundizar la investigación sobre el agua, su
importancia para la vida y su papel como solvente en las soluciones acuosas,
realiza la siguiente actividad.
- Infórmense en el sitio oficial: http://www.unwater.org/watercooperation-2013/en/
- Investiguen sobre el tema, teniendo en cuenta las siguientes
preguntas (elijan algunas de ellas)







¿En qué estados físicos puede encontrarse?
¿En qué actividades la utilizas principalmente?
¿Qué tipos de agua conoces? Busca información sobre cada una de ellas.
Explica brevemente el ciclo del agua, también llamado ciclo hidrológico.
Nombra algunos usos del agua desde el punto de vista biológico.
¿El agua potable y el saneamiento básico es un derecho humano esencial?
¿Cuál es la relación entre el agua y la teoría del surgimiento de la vida?
- Realicen un poster en tamaño A3
- ¡Prepárense para su presentación!
La misma tendrá una duración máxima de 10 minutos por grupo.
Será evaluado:
- Contenido
- Creatividad
- Prolijidad
Algunas páginas donde pueden realizar el poster:
-
http://piktochart.com/
http://www.glogster.com/
http://www.issuu.com/
¿DILUIR O DISOLVER?
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Muchas veces confundimos términos al utilizarlos cotidianamente, pero estos
no son sinónimos.
Disolver es mezclar los componentes para preparar una solución.
Diluir es agregar solvente a una solución para preparar otra solución.
Analicemos los siguientes ejemplos:
-
Iván prepara un jugo de naranja para compartir con tres amigos. Para
ello coloca el contenido de un sobre en una jarra y agrega agua hasta
obtener un litro de jugo.
En ese momento llegan otros amigos y decide agregar más agua para
convidar a todos.
Analicemos como se prepara ese jugo.
 ¿Qué relación se establece entre la cantidad de soluto y solvente en
ambas soluciones?
 ¿Cómo es la cantidad de soluto en ambas soluciones?
 ¿Y de solvente?
El sabor y el color son diferentes en ambas soluciones ya que varió la relación
entre las cantidades de soluto y solvente.
Se llama concentración de una solución a la relación cuantitativa entre los
componentes de la solución.
Cuando Iván sirve a sus amigos el jugo de naranja, en todos los vasos la
concentración es la misma independientemente del volumen de jugo servido
a cada amigo.
Si los hubiera convidado con el jugo inicial, el sabor y el color serían más
intensos porque la primera solución era más concentrada.
Actividad 7: Teniendo en cuenta que al hacer una dilución, no cambia la
cantidad de soluto y aumenta la cantidad de solvente el volumen total de la
solución final resulta mayor que el inicial. Representa la solución inicial y la
diluida de acuerdo al modelo de partículas.
Solución
Inicial
Solución
diluida
MÉTODOS DE FRACCIONAMIENTO
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Para comenzar a hablar de los métodos de fraccionamiento, analicemos el
siguiente ejemplo:
-
¿Qué ocurre en la playa cuando nos secamos al sol el “agua de mar”?
¿Qué se observa sobre la piel?
Esta situación se explica considerando que al evaporarse el agua, las sales que
en ella estaban disueltas, quedan depositadas sobre la piel.
Este proceso se produce naturalmente pero es posible reproducirlo en el
laboratorio y es uno de los llamados métodos de fraccionamiento. Estos
métodos tienen como objetivo recuperar las diferentes fracciones o
componentes de una solución: el solvente y los solutos.
Muchas veces no es posible realizar la recuperación total de los componentes
usando solo un método y en ese caso, se combinan varios de ellos.
Cristalización
 ¿En qué consiste?
El método consiste en extraer el solvente,
quedando en forma sólida el componente que
estaba disuelto.
 ¿Qué materiales se necesitan?
Cristalizador, tubo de ensayo, pinza de madera,
mechero, gradilla.
 ¿Qué ocurre?
Mediante la cristalización, el sistema inicial presenta dos fracciones distintas
que se obtienen al calentar la solución. De esta forma, podemos afirmar que el
sistema inicial era una solución porque se fraccionó.
 ¿Dónde se aplica?
En muchos casos la naturaleza se encarga de realizar este proceso mediante
la energía solar como en las salinas, donde se obtienen cristales de cloruro de
sodio al evaporarse el agua.
Cromatografía sobre papel
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 ¿En qué consiste?
La cromatografía se basa en las diferentes
afinidades de los componentes de una
solución por el papel (soporte fijo) o por un
líquido absorbido por éste (agua, alcohol
u otro).
A medida que el líquido asciende por el
papel, “arrastra” aquellos componentes
más solubles en él, dejándolos a mayor distancia de la muestra inicial. Aquellos
componentes menos solubles en el líquido quedan más cerca de la muestra.
 ¿Qué materiales se necesitan?
Tiras de papel absorbente, marcadores de fibra, recipiente de vidrio, agua o
alcohol. Sistema: tinta de marcador de fibra.
 ¿Qué ocurre?
Al aplicar la cromatografía, podemos ver que las soluciones se fraccionan o
no. Al observar que las muestras se fraccionan en otros colores, podemos
afirmar que la tinta es una solución.
 ¿Dónde se utiliza?
Si bien inicialmente este método fue usado por muestras coloreados,
actualmente se aplica a otros sistemas.
En nuestro país, el LATU tiene un departamento de cromatografía para realizar
análisis de alimentos y aguas residuales entre otras investigaciones.
Destilación
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 ¿En qué consiste?
El método se basa en los diferentes puntos
de ebullición de los componentes de la
solución. De esta manera se pueden
extraer los componentes condensando
sus
vapores
y
recogiéndolos
por
separado.
 ¿Qué materiales se necesitan?
Matraz, tapón perforado con tubo de
desprendimiento,
tubo
refrigerante,
soporte universal con pinza y aro,
mechero, termómetro, 2 vasos de
Bohemia.
Sistema: vino.
 ¿Qué ocurre?
Deben realizarse algunos ensayos previos, colocando el vino en un vaso de
Bohemia y se observa. Sobre una cerámica se ensaya la combustión de una
muestra de vino.
Luego del proceso de destilación se vuelve a hacer el mismo ensayo. En las
dos fracciones de líquido que se obtiene se vuelve a hacer el ensayo antes
mencionado.
 ¿Dónde se utiliza?
Se utiliza en el fraccionamiento del petróleo para obtener los productos
derivados como naftas, supergas, gas oil, queroseno y asfalto entre otros.
DESTILACIÓN
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La destilación se basa en los diferentes puntos de ebullición de los componentes de una solución. De
esta manera se pueden extraer los componentes condensando sus vapores y recogiéndolos por
separado.
En el caso de las bebidas destiladas, el proceso se basa en
las diferencias que existen entre los puntos de ebullición del
agua (100ºC) y el alcohol (78,3ºC). Si un recipiente que
contiene alcohol es calentado a una temperatura que supera
los 78,3ºC, pero sin alcanzar los 100ºC, el alcohol se
vaporizará y separará del líquido original, para luego
condensarlo y juntarlo en un líquido de mayor concentración
alcohólica.
Para llevar a cabo éste proceso, es necesario un dispositivo
especial (detallado en la figura). Se colocará la mezcla en un recipiente, se calienta a una determinada
temperatura para generar los vapores del alcohol y gas. Estos vapores son condensados y recolectados
en un segundo recipiente como una mezcla pura, incolora y con un delicado sabor a la materia prima pero
de mayor graduación alcohólica.
A partir de la destilación de bebidas fermentadas como por ejemplo el vino, se obtienen las llamadas
bebidas destiladas, entre las que podemos encontrar:
-
Whisky: destilado de malta, con una graduación alcohólica de 40º.
Brandy: Con el fin de almacenar los excedentes vinos en las grandes cosechas, los holandeses
empezaron a destilarlo y a guardarlo en pequeños toneles, llamándolo brandewinj, vino
quemado. Luego se le dio el nombre de Brandy.
Ron: se obtiene a partir de la destilación de diversos productos fermentados de la caña de
azúcar. Las mezclas más usadas en su elaboración son las de melazas y agua o azúcar y agua.
Tequila: originario de México, y con denominación de origen controlado, es un destilado de
agave. Se divide en varias categorías en función de su envejecimiento, desde el blanco, hasta el
añejo. Su graduación alcohólica es de 60º.
Holanda: aguardiente puro de vino, pero rectificado para su consumo por debajo de los 70º.
Aguardiente: bebida espirituosa que se obtiene a partir de la destilación del vino o de cereales,
frutas o semillas: centeno, cebada, bayas de enebro, cereza, uvas y anís, entre otras. Es el
nombre genérico de las bebidas alcohólicas, de entre 40 y 45 grados, que pueden ser
consumidas ya sea puras, añejadas, aromatizadas o mezcladas.
Fuente: Autores Varios. (Setiembre 2007) “Destilación del vino”. http://labquimica.wordpress.com/2007/09/01/destilacion-del-vino/
“Destilados” (2006).Enciclopedia Gourmet. http://www.delbuencomer.com.ar/index_archivos/destilados.htm
Autores varios. (2010) “Química 3ero CB Todo se transforma”. Editorial Contexto.
A partir de la información presentada en el texto responde:
1)
2)
3)
4)
¿En qué consiste el proceso de destilación?
¿Cómo se producen las bebidas destiladas? Describa el proceso.
¿Qué se obtiene a partir de la destilación de bebidas fermentadas?
¿Cuál es el principio base de este proceso?
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