Mezclas,elementos y compuestos

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Mezclas,elementos y compuestos

  1. 1. Actividad 10. Mezclas, compuestos y elementos químicos.La materia forma todo lo que nos rodea, y ya vimos que en la Tierrapodemos encontrarla en tres estados físicos: sólido, líquido y gaseoso. Engeneral, las sustancias que encontramos en la naturaleza y que usan laspersonas, se encuentran en forma de mezclas, como ocurre, por ejemplo, enlos minerales y en el agua de mar. A través de algunos métodos y técnicas,los seres humanos hemos aprendido a separar las distintas partes de lasmezclas y obtener sustancias puras: compuestos como el agua o elementoscomo el oxígeno.Observe la siguiente actividad.¿Qué líquido apareció en la pared exterior del recipiente?vapor de agua¿Dé donde proviene?
  2. 2. de adentro del recipienteSi alguien vive en un lugar muy seco y caluroso, tal vez no se deposite ningún líquido enlas paredes del recipiente. En ese caso, ¿qué es lo que falta en el aire de su comunidadque hace que esté tan “seco”?en esa comunidad la temperatura es muy alta , y no deja que se condense el vapor de elaguaLea las respuestas a sus compañeros y compañeras.Estados de agregación de la materiaEn la cocina tenemos ejemplos de sustancias que se ven y se comportan de manera muydistinta, de acuerdo a su estructura y propiedades. Observe las figuras de la derecha.¿En qué forma o estado físico se encuentra el agua encada figura?en el vaso de la izquierda se encuentra en forma o estadoliquido y en el de la derecha en estado solido¿Tiene eso algo que ver con la temperatura? ¿Por qué?si porque el agua en el vaso se encuentra a temperaturaambiente (36º) y el cubo de hielo se encuentra a (0º) que es Esta actividad funciona mejor enla temperatura de congelación de el agua lugares húmedos. ¿Por qué?Toda la materia está formada por pequeñas partículasllamadas átomos y moléculas, que se unen entre sí através de fuerzas. A estas fuerzas se las conoce comofuerzas de cohesión, y a medida que las fuerzas sonmayores, más cerca se encuentran las partículas unasde otras. Cuando las partículas se compactan, se tieneuna sustancia en estado sólido, por ejemplo, un trozode metal o un cristal de azúcar. Cuando la temperaturaaumenta, la movilidad entre las partículas es mayor ydisminuyen las fuerzas de cohesión, por lo que lamateria se transforma en estado líquido y, si latemperatura sigue aumentando, finalmente engaseoso. Si coloca un vaso con hielo, puede observarel agua presente en el aire condensarse sobre elvidrio. Al bajar la temperatura, hay un cambio de fasede vapor a líquido. Cada estado de la materia tienepropiedades distintas que lo caracterizan. Los sólidostienen forma propia, volumen fijo y no fluyen. El azufre, el alcohol y el gas butano son ejemplos de sustancias puras en los tres estados de agregación.Los líquidos tienen volumen fijo, pero su formadepende del recipiente que los contiene yprácticamente no se pueden comprimir. Los gases no
  3. 3. tienen forma ni volumen fijos, ya que las fuerzas decohesión molecular son pequeñas y permiten que lasmoléculas se encuentren separadas, desordenadas ycon gran movimiento.Ponga a prueba sus conocimientosArrastre cada dibujo según el estado de agregación que corresponda. Anote un ejemplode sustancia que pudiera ser representada por cada ilustración, a temperatura ambiente.Sobre como influyen la presión y la temperatura en las transformaciones física de lamateria. Lea en su Antología, "Transformaciones del estado físico de la materia".
  4. 4. Mezclas homogéneas y mezclas heterogéneasEn su cocina se pueden encontrar y preparar sustancias con aspecto y textura muydistintos. Por ejemplo: en la siguiente imagen tenemos diferentes recipientes uno conagua de tamarindo, otro con vinagreta para ensalada y otro con un poco de leche demagnesia. Observe las tres sustancias. ¿Cómo son cada una? Ejemplo de mezclas heterogéneas. Mezcla Semejanza Diferencia heterogénea después de un momento sus componentes se Agua de Es un líquido, es observan de manera definida porque la pulpa tamarindo heterogenea es mas densa que el agua asi que queda abajo se pueden observar sus componentes a simple Es un líquido, es Vinagreta vista, sus principales componentes son el heterogenea vinagre o limon y aceite Leche de Es un liquido, es se observa una sustancia que es el oxido de magnesia heterogenea magnesio con aguaIntercambie sus respuestas con sus compañeros y compañeras y enriquezca su lista desemejanzas y diferencias.COMUNIDAD
  5. 5. Las mezclas existen en abundancia a nuestro alrededor. Si se ponen en contacto dos omás sustancias distintas y entre ellas no ocurren cambios químicos, se tiene una mezcla.Hay mezclas en todos los estados de agregación, por ejemplo, el aire es una mezcla enestado gaseoso; el agua potable lleva disuelto aire y sales, es una mezcla; una rocaformada por distintos minerales es un ejemplo de mezcla en estado sólido. Según suaspecto y propiedades, las mezclas se separan en homogéneas y heterogéneas. Lapalabra homogéneo indica que la mezcla es uniforme en todas sus partes, o que se veigual en toda la muestra, como ocurre con el agua que lleva sal o azúcar disueltas. Unamezcla es heterogénea si se puede distinguir una separación entre sus componentes,como ocurre con una emulsión de aceite en agua.Sobre este tema, revise en su Antología la lectura:“Tipos de mezclas y métodos físicosde separación” (III.5).
  6. 6. Realice el experimento 10, de su Manual de experimentos.El aire, una mezcla invisibleEl aire es una mezcla de gases cuyos componentes no podemos distinguir mediante lossentidos. Entre los distintos tipos de gases que forman el aire puro, ¿cree que hayaalguno que sea tóxico para los seres vivos? Justifique su respuesta.mezcla no afecta ya que no es de manera directa y lo que respiráramos contiene oxigenoque es lo que necesitamos para vivir , pero si respiramos estas sustancias causan unamuerte por falta de oxigeno ,no porque sean tóxicos aunque pueden contener encantidades muy bajas como el mercurio y el azufreLea la respuesta a sus compañeras y compañeros, a su asesor o asesora y comentenqué entienden por aire puro y por aire contaminado. Lleguen juntos a una conclusión yanótela.el aire puro es el que se encuentra en lugares sin mucha contaminación de automóviles eindustria ,el aire contaminado es que el contiene gases tóxicosLa atmósfera es la capa de gases que rodea la Tierra, de ella depende toda la vida en elplaneta, incluso la acuática. Los seres humanos podemos vivir cerca de un mes sincomida; sobrevivimos sin agua unos pocos días, pero sin aire morimos en minutos. Anivel del mar, los principales componentes del aire puro son 78.1% de nitrógeno (N2),20.9% de oxígeno (O2), 0.9% de argón (Ar) y 0.03% de dióxido de carbono (CO2). El aire es la disolución de varios gases en nitrógeno. La composición porcentual de cada componente se observa en esta gráfica.
  7. 7. Hoy en día nos parece muy fácil reconocer que el aire es una mezcla de gases transparentes, inodoros e incoloros, pero a los filósofos y científicos les costó gran trabajo demostrarlo. Mientras que en Mesoamérica, en el territorio que hoy en día conocemos como México, el Imperio Azteca llegaba a un periodo de gran esplendor previo a la conquista española, en Europa, el artista y filósofo italiano Leonardo da Vinci (1452- 1519) fue el primero en sugerir que el aire contenía por lo menos dos gases. Él encontró que “algo” en el aire era responsable de mantener la viveza de una hoguera y daba también la posibilidad de vida a los animales y a los seres humanos: “Donde la flama no puede vivir, ningún animal con aliento lo hará”, dijo. Esto sembró la inquietud y la búsqueda de otros científicos, pero fue hasta 1772, pocos años antes de la Revolución Francesa y en los años finales de la Colonia Española en América, que el científico sueco Carl Wilheim Sheele (1742- 1786) publicó un libro en el que describía cómo En los incendios forestales, naturales o provocados, se liberan enormes podía separarse el aire en distintos gases, y que cantidades de dióxido de carbono que sólo uno de los gases mantenía encendida la flama enrarecen el aire. de una vela. Hoy sabemos que ese gas es el oxígeno.Ponga a prueba sus conocimientosLa contaminación del aire es un problema que puede afectar tanto a comunidadesurbanas como a rurales. Averigüe las acciones que se han tomado en las grandesciudades y en las comunidades rurales para reducir la emisión de agentes contaminantesen el aire. Basándose en esta información, elabore un cuestionario y aplíquelo entre susvecinos y familiares en donde les pregunte de qué manera están colaborando parareducir la contaminación del aire en su comunidad. (Recuerde que la tala de árboles esnociva porque se reduce la aportación de oxígeno al aire, y que la quema de madera y detodo tipo de combustibles genera dióxido de carbono que se libera al ambiente y locontamina.) Al término, comente las respuestas con sus compañeros y compañeras y acontinuación anote una conclusión.concluyo que en las comunidades rurales existe la contaminación del aire por la quemade arboles y sembradíos porque así ganan terreno para sembrar y en la ciudad es por losautomóviles y las fabricas pero aquí se aplican medidas de uso de la bicicleta, del uso deltransporte publico o simplemente caminar, plantar arboles , y cuidar la energíaEl agua, un compuesto extraordinarioSi colocamos un cubo de hielo en un vaso casi lleno de agua, pero evite que se derrame.¿Qué cree que sucederá cuando el hielo se derrita? ¿Se derramará el agua o no?es probable porque ocupa un volumen dentro del vaso
  8. 8. Espere media hora y vuelva a observar el vaso. ¿Se derramó el agua?aumento la cantidad de agua¿Cómo explica lo sucedido?la temperatura de el cubo de hielo bajo y tubo la misma de el agua del vaso asi quedesde que se coloco el cubo de hielo tuvo unaComente con sus compañeros y compañeras, asesor o asesora lo que observó y escribaun texto de conclusión.El agua tiene distintos estados que son liquido, solido y gaseoso y cambian de estadodependiendo la temperatura por ejemplo cuando el agua esta a temperatura ambiente seencuentra en estado liquido, cuando se encuentra a 0º se llega a el punto de congelación ycuando se encuentra a mas de 100º se llega a su punto de ebullición y se muestra en estadogaseoso, esto se muestra en la naturaleza a través de el ciclo del agua , este ayuda a purificar elaguaDurante siglos se pensó que el agua era un elemento químico, ya que ningún métodoquímico de transformación lograba separar al agua en los que, hoy sabemos, son susdos componentes: hidrógeno y oxígeno. El agua no se descompone, salvo atemperaturas mayores de 2 500°C; sin embargo, el descubrimiento de la electricidad hizoposible que con el paso de corriente continua, y en condiciones especiales, el agua seseparara en los dos gases que la forman. Esto parece fácil hoy en día, pero hace tan sólo250 años era imposible de realizar. El agua es, sin duda alguna, el líquido másimportante sobre el planeta, ya que constituye entre el 60% y el 90% del peso de losorganismos vivientes y cubre tres cuartas partes de la superficie terrestre. Desde siempreha tenido una gran importancia para la vida es indispensable para cultivar y prepararalimentos, para la higiene y con ella la salud; la industria la utiliza como medio deenfriamiento y de generación de vapor; para el drenaje de desperdicios y para el controlde los incendios, entre otras muchas aplicaciones. El agua es indispensable para llevar a cabo todas nuestras actividades.
  9. 9. Es una sustancia que conocemos en sus tres estados de agregación (sólido en hielo,líquido y gas en el vapor). Su densidad es menor en el estado sólido que en el líquido,por lo que el hielo, contrariamente a lo que podría esperarse, flota en el agua. Lastemperaturas de fusión y de ebullición son muy altas; otra característica muy particular essu alta capacidad calorífica, una propiedad que le permite almacenar grandes cantidadesde calor sin aumentar mucho su temperatura, por eso se puede usar agua caliente paramantener calientes otras cosas. Como forma disoluciones con muchas sustancias, alagua se le llama “disolvente". El agua, por sus propiedades, disuelve el detergente, el azúcar y el limón, y mantiene calientes los alimentos.Sobre los compuestos que se disuelven en el agua, revise en la Antología lalectura:“Solubilidad y concentración” (III.6).El oxígeno, un elemento vital¿Qué pasa con el aire de un lugar cerrado y con mucha gente?la gente empieza a tener falta de aire y a sofocarse¿Qué componente indispensable del aire se empieza a agotar transcurrido algún tiempo?oxigeno¿Por qué?es el elemento indispensable para la vida y de el aire es el unico ,porque sin el no habriavida en la tierra de la manera en la que la conocemos, ya que con el podemos los seresvivos hacer todas las acciones que hacemos durante el dia
  10. 10. COMUNIDADLea las respuestas a sus compañeras y compañeros, y escriban alguna experiencia quehayan tenido relacionada con este tema.algunas veces algunos hemos estado en el transporte publico y el aire comienza aagotarse y nos empezamos a marearEl oxígeno es un elemento muy importante que se encuentra tanto en la atmósfera comoen la corteza terrestre. Se trata de un elemento, ya que es una sustancia básica de lamateria que no se puede descomponer en otras más simples por métodos físicos oquímicos. Participa en miles de cambios químicos y bioquímicos que sucedenconstantemente a nuestro alrededor, desde la indispensable respiración de los seresvivos, como la oxidación y corrosión de los metales, hasta la quema de combustibles,entre otros. Forma una gran cantidad de compuestos, tanto con metales como el hierro,el aluminio o el calcio, como con no metales como el carbono, el hidrógeno y elnitrógeno. El oxígeno existe en el aire en forma de molécula diatómica, es decir, comoO2, y también hay otra forma física en la que se encuentra este elemento: el O3, llamadogas ozono. El ozono es un alótropo del oxígeno, en este caso, en lugar de tener dosátomos unidos formando una molécula, ahora tenemos tres con lo que sus propiedadesfísicas y químicas son diferentes, aunque, afortunadamente, en mucha menor cantidad,ya que es nocivo para los seres vivos.Durante muchos siglos, los estudiosos no tenían los conocimientos, instrumentos niprocedimientos adecuados para contestar a la pregunta: ¿Qué pasa cuando algo sequema? Una de las explicaciones erróneas más aceptada establecía que las cosas sequemaban porque contenían una sustancia que llamaban “flogisto”. Según susseguidores, el “flogisto” no se podía ver, pero se desprendía misteriosamente de lamateria durante la combustión. Fue el científico Antoine de Lavoisier, después de habermedido la masa de metales limpios y bien pulidos, y luego de repetir la operación conmetales oxidados, quien notó que los metales oxidados pesaban más. Él interpretó estehecho como si algo del aire se depositara sobre los metales y pensó que algoequivalente debía pasar en el fenómeno de la combustión de la madera u otrosmateriales que se quemaban. Así descubrió que uno de los gases del aire, el oxígeno,era necesario para reaccionar con los materiales combustibles y formar nuevassustancias, con la consecuente liberación de luz y calor de una combustión.
  11. 11. Sobre los óxidos metálicos y no metálicos, así como sobre algunos efectos de lacombustión, entre al menú y en la Antología lea “Productos derivados del oxígeno y de lacombustión” (III.7).Como casi todo ser vivo, los peces necesitan oxígeno para respirar; pero dentro delagua, ¿de dónde lo toman?, ¿cómo lo hacen? El oxígeno que respiran no es el queforma parte de la molécula de agua. El oxígeno se encuentra disuelto en el agua enconcentraciones variables y de la misma manera que podría estar disuelto el dióxido decarbono en un refresco, y los peces lo toman a través de sus branquias. Los factores quedeterminan la formación de la mezcla líquido-gas son la superficie de contacto del aguacon el aire y la temperatura del agua, ya que los gases se disuelven mejor en los líquidosa bajas temperaturas.Sobre las diferencias entre los elementos, los compuestos y las mezclas, entre al menú yen la Antología lea “Sustancias puras” (III.8).
  12. 12. La materia se presenta principalmente en tres estados físicos: sólido,líquido y gaseoso. Cada uno de ellos depende de qué tan grandesson las fuerzas de cohesión entre las moléculas o átomos que losconforman. Los cambios de fase o estado de sólido a líquido y delíquido a gas, ocurren cuando la temperatura aumenta hasta unpunto donde el movimiento de las partículas es tal que las fuerzas decohesión se rompen.La mayoría de los materiales del planeta no se encuentran en estadopuro, es decir casi siempre se tienen dos o más componentes; enalgunos casos la apariencia es la de una sola substancia, como en elagua potable, entonces es una mezcla homogénea, cuando loscomponentes son distinguibles se trata de una mezcla heterogénea.El aire es un ejemplo de mezcla gaseosa homogénea necesaria paralos seres vivos. En los últimos tiempos, la quema de combustibles encantidades crecientes ha contaminado de tal manera la atmósferaque está provocando un cambio climático.El agua es un compuesto con propiedades físicas extraordinarias:altos -para su composición química- puntos de fusión y ebullición,una alta capacidad calorífica y el hielo flota en el agua líquida. Lasolubilidad de una substancia en otra depende principalmente de latemperatura. La concentración es la medida de la cantidad desolvente en cierta cantidad de soluto, y puede expresarse enporcentaje de masa o de volumen.El oxígeno que respiramos es un ejemplo de elemento químico. Esmuy abundante en la corteza terrestre y forma numerososcompuestos, de los cuales destacan los óxidos básicos y los óxidosácidos. Estos últimos forman ácidos cuando se combinan con agua,por lo que producen la lluvia ácida.

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