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Soluto y solvente

Una solución es una mezcla homogénea entre dos o más sustancias. La sustancia que se disuelve es el soluto, mientras que la sustancia que disuelve al soluto se llama disolvente. Existen numerosos productos en la vida cotidiana, como medicamentos, jabones y jugos de frutas, que resultan de la mezcla de un soluto con un solvente.

Soluto Disolvente/Solvente
Definición Sustancia que se disuelve en un disolvente para formar una solución. Sustancia que disuelve al soluto para formar una solución.
Estado físico Sólido, líquido y gaseoso. Sólido, líquido y gaseoso.
Solubilidad Depende de las propiedades del soluto. Depende las propiedades del disolvente.
Proporción en la solución Menor. Si hay varios solutos, siempre estarán en menor cantidad que el disolvente. Mayor. Determina el estado de la materia en el que existe la solución.
Solución líquida En estado sólido, líquido y gaseoso. En estado líquido.
Ejemplo de solución líquida (agua azucarada) Azúcar (sólido). Agua (líquido).
Ejemplo de solución líquida (vinagre) Ácido acético (líquido). Agua (líquido).
Ejemplo de solución líquida (bebida gaseosa) Dióxido de carbono (gaseoso). Agua (líquido).
Solución sólida En estado sólido, líquido y gaseoso. En estado sólido.
Ejemplo de solución sólida (acero) Carbono (sólido). Hierro (sólido).
Ejemplo de solución sólida (amalgama) Mercurio (líquido). Cobre, zinc, plata, estaño u otro metal (sólido).
Ejemplo de solución sólida (hidrógeno en paladio) Hidrógeno (gaseoso). Paladio (sólido).
Solución gaseosa En estado sólido, líquido y gaseoso. En estado gaseoso.
Ejemplo de solución gaseosa (humo) Polvo atmosférico (sólido). Aire (gaseoso).
Ejemplo de solución gaseosa (aire húmedo) Agua (líquido). Aire (gaseoso).
Ejemplo de solución gaseosa (aire) Oxígeno (O2), dióxido de carbono (CO2), vapor de agua, entre otros gases en pequeñas proporciones. Nitrógeno (gaseoso).

 

CAPÍTULO 1 / EJERCICIOS

LA MATERIA Y SUS PROPIEDADES | EJERCICIOS

El átomo y las moléculas

1. Dibuja cómo está compuesto un átomo y describe las características de cada parte:

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Identifica cuáles de los siguientes enunciados son verdaderos (V) y cuáles son falsos (F). Justifica todas las respuestas.

Las moléculas de la materia en estado gaseoso tienen poca distancia de separación. (  )

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Los átomos están formados por partículas subatómicas llamadas aniones y cationes. (  )

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Las moléculas de un cuerpo sólido no tienen posiciones fijas, es decir, que pueden moverse libremente. (  )

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Según la teoría de Dalton, los átomos de un mismo elemento tienen las mismas propiedades. (  )

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El número atómico está formado por la suma de los protones y los electrones, y éste se representa con la letra Z. (  )

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Las moléculas compuestas están formadas por átomos de un mismo elemento. (  )

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Estados de agregación de la materia

1. Describe cuáles son los tipos de sólidos:

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2. Establece cuatro diferencias entre los estados sólido, líquido y gaseoso:

Sólido Líquido Gaseoso

Características y estructura general de la atmósfera

1. Realiza un mapa conceptual sobre el ciclo del nitrógeno.

 

 

 

 

 

 

 

 

2. La atmósfera está compuesta por cinco subcapas atmosféricas. En el siguiente cuadro, agrega el nombre de la subcapa correspondiente a cada descripción.

Subcapa Descripción
También conocida como ionósfera, es aquella capa donde los rayos gamma, los rayos X y la radiación ultravioleta proveniente del espacio producen la ionización de átomos y moléculas, lo que su vez genera un aumento en la temperatura.
Es conocida por ser la capa donde se observan las estrellas fugaces, meteoroides que se desintegran al ingresar a nuestro planeta. También se caracteriza por presentar mayor formación de turbulencias producto de la baja densidad del aire.
Es la subcapa que está en contacto con la superficie terrestre. En ella ocurren los fenómenos meteorológicos como tormentas tropicales, lluvias, vientos y huracanes.
Por su composición es la capa más densa de la atmósfera, ya que contiene la mayor parte del oxigeno, además del vapor de agua.
Se ubica a 50 km de altitud y debe su nombre a su organización estratificada. La principal característica de esta subcapa es que contiene el 90 % del ozono presente en la atmósfera, este compuesto químico tiene la función de proteger al planeta de las radiaciones nocivas provenientes del espacio.
Es la capa de transición entre la atmósfera y el espacio. Debido a ello, los gases en esta capa pierden sus propiedades fisicoquímicas y se dispersan hasta alcanzar una composición similar a la del espacio.

Mezclas HETEROGÉNEAS

1. Menciona tres ejemplos de mezclas coloidales y tres ejemplos de suspensiones:

Mezclas coloidales Suspensiones

 

2. Explica en qué consiste el efecto Tyndall y cómo puede ayudar en el diagnóstico de la uveítis:

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Mezclas homogéneas: relación soluto-solvente

1. Describe tres ejemplos de mezclas homogéneas que pueden ser útiles para la humanidad:

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2. Investiga y describe cinco técnicas de separación de mezclas homogéneas:

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El agua como solvente universal

1. Explica por qué el agua es considerada un solvente universal:

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2. Indica cuatro ejemplos de sustancias hidrofílicas, hidrofóbicas y anfipáticas:

Hidrofílicas

Hidrofóbicas

Anfipáticas

Separación de mezclas

1. Investiga y menciona un ejemplo para cada método de separación empleado en la industria:

EVAPORACIÓN: _______________________________________________________________________________________

SUBLIMACIÓN: ________________________________________________________________________________________

SEDIMENTACIÓN: ______________________________________________________________________________________

FLOTACIÓN: __________________________________________________________________________________________

DECANTACIÓN: ________________________________________________________________________________________

TAMIZACIÓN: _________________________________________________________________________________________

FILTRACIÓN: __________________________________________________________________________________________

CENTRIFUGACIÓN: _____________________________________________________________________________________

DESTILACIÓN: _________________________________________________________________________________________

CRISTALIZACIÓN: ______________________________________________________________________________________

PRECIPITACIÓN: _______________________________________________________________________________________

2. Identifica qué técnica de separación se está empleando en cada imagen.

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Transformación de la materia

  1. Describe 5 reacciones químicas que ocurren en nuestro cuerpo:

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2. Basándote en las reacciones químicas de nuestro cuerpo descritas en la pregunta anterior. Explica: ¿cuáles son endotérmicas y cuáles son exotérmicas? ¿Por qué?

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Cambios químicos: combustión y corrosión

1. Establece cuatro diferencias entre la combustión y la corrosión:

Combustión Corrosión

2. Describe tres métodos empleados por el hombre para reducir la combustión:

a)

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b)

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c)

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CAPÍTULO 2 / TEMA 2

PROPIEDADES DEL AGUA

SABEMOS QUE EL AGUA ES INDISPENSABLE PARA LA VIDA DE TODOS PERO, ¿QUÉ CUALIDADES POSEE QUE LA CONVIERTEN EN UNA SUSTANCIA ÚNICA Y MUY PRECIADA PARA LA VIDA? LAS CONOCEREMOS A CONTINUACIÓN. ADEMÁS, APRENDEREMOS QUE EL AGUA CAMBIA CONSTANTEMENTE Y SIEMPRE ESTÁ EN MOVIMIENTO.

¿CUÁLES SON LAS PROPIEDADES DEL AGUA?

EL AGUA CUENTA CON DIFERENTES PROPIEDADES QUE LA CONVIERTEN EN LA SUSTANCIA MÁS ESENCIAL DE NUESTRO PLANETA. ESTAS PROPIEDADES LAS PODEMOS PERCIBIR A TRAVÉS DE NUESTROS SENTIDOS.

A TRAVÉS DE LOS SENTIDOS DEL GUSTO, EL OLFATO Y LA VISTA PODEMOS DISTINGUIR ALGUNAS PROPIEDADES DEL AGUA.
  • EL AGUA ES INODORA, SIGNIFICA QUE NO TIENE OLOR.
  • EL AGUA ES INCOLORA, SIGNIFICA QUE NO TIENE COLOR.
  • EL AGUA ES INSÍPIDA, SIGNIFICA QUE NO TIENE SABOR.

¡OBSERVA, HUELE Y PRUEBA!

BUSCA UN VASO, LLÉNALO CON AGUA Y COMPRUEBA LAS PROPIEDADES DEL AGUA QUE PUEDAS PERCIBIR.

SI NO
¿TIENE SABOR?
¿TIENE COLOR?
¿TIENE OLOR?

OTRAS PROPIEDADES DEL AGUA

ADEMÁS DE LAS CARACTERÍSTICAS QUE MENCIONAMOS ANTERIORMENTE, EL AGUA TIENE OTRAS PROPIEDADES DE IGUAL IMPORTANCIA.

  • EL AGUA ES MATERIA, POR LO TANTO PESA Y OCUPA UN LUGAR A NUESTRO ALREDEDOR.
  • EL AGUA ES LA ÚNICA SUSTANCIA QUE PODEMOS ENCONTRAR EN TRES FORMAS: SÓLIDA, LÍQUIDA Y GASEOSA.
EJEMPLOS

SÓLIDA → HIELO, COMO EL QUE FORMA LOS GLACIARES.

LÍQUIDA → LOS MARES, RÍOS Y LAGOS.

GASEOSA → VAPOR DE AGUA, COMO EL QUE FORMA LAS NUBES.

  • EL AGUA NO TIENE FORMA, SE ADAPTA A LA FORMA DEL RECIPIENTE QUE LA CONTIENE.

¡VAMOS A EXPERIMENTAR!

BUSCA VARIOS RECIPIENTES DE DISTINTAS FORMAS Y DISTINTOS TAMAÑOS, AGREGA AGUA EN CADA UNO DE ELLOS Y OBSERVA LO QUE SUCEDE.

ANOTA TUS OBSERVACIONES AQUÍ: _____________________________________________________________________.

 

  • EL AGUA EN ESTADO SÓLIDO, ES DECIR COMO HIELO, FLOTA EN EL AGUA LÍQUIDA.
¿Sabías qué?
EN NUESTRO PLANETA EXISTEN 5 OCÉANOS Y EL OCÉANO PACÍFICO ES EL MÁS GRANDE.
  • EL AGUA SE PUEDE MEZCLAR CON UNA GRAN VARIEDAD DE SUTANCIAS.
EL AGUA EN LA NATURALEZA

CUANDO LA ENCONTRAMOS EN LA NATURALEZA, EL AGUA PUEDE SER DULCE O SALADA. EL AGUA DULCE LA ENCONTRAMOS EN LAGUNAS, ARROYOS, LAGOS Y RÍOS. EN CAMBIO, EL AGUA SALADA ESTÁ EN MARES Y OCÉANOS.

¿FLOTA O SE HUNDE?

BUSCA UN RECIPIENTE, LLÉNALO CON AGUA Y AGREGA UNOS CUBITOS DE HIELO.

RESPONDE: ¿QUÉ PASA CON EL HIELO? ___________________________________.

 

RECURSOS PARA DOCENTES

Micrositio “El agua”

En este micrositio encontrará numerosos recursos para enseñarles a los niños la importancia del agua.

http://elbibliote.com/resources/agua/

Artículo “El agua en los seres vivos”

Artículo que desarrolla las principales funciones que cumple el agua en los seres vivos.

http://elbibliote.com/resources/Temas/html/542.php

CAPÍTULO 3 / TEMA 1

Sistemas materiales

Al momento de estudiar la materia, por lo general analizamos una porción de ésta a la que llamamos sistema material. Todo sistema material tiene propiedades generales o extensivas y propiedades específicas o intensivas.

VER INFOGRAFÍA

PROPIEDADES EXTENSIVAS E INTENSIVAS

Propiedades extensivas: dependen de la cantidad de materia, por ejemplo: el peso, la masa y el volumen. Todas las sustancias de manera general presentan estas propiedades, pero no son tan útiles para identificar un material respecto de otro. Sin embargo, sirven para saber cuánta sustancia presente hay. Se trata de una identificación cuantitativa.

Con las propiedades extensivas no se puede describir un material de manera cualitativa.

Propiedades intensivas: no cambian al variar la cantidad de materia analizada. Por ejemplo: la densidad, el punto de ebullición, el punto de fusión y el índice de refracción, entre otras propiedades. En general, las propiedades intensivas brindan mucha información sobre los materiales y sirven para identificar un material respecto de otro.

El punto de fusión es una propiedad útil para identificar los metales.

¿QUÉ SON LOS SISTEMAS MATERIALES?

Un sistema material es una porción de materia que se aísla para ser estudiada. Hablamos de fase cuando nos referimos a todas aquellas porciones del sistema material que tienen propiedades intensivas iguales. Por otro lado, los componentes son las sustancias que conforman el sistema material.

Tipos de fase

Las fases que pueden estar presentes en un sistema son: sólida, líquida y gaseosa.

La fase sólida, representada con la letra “s” en el subíndice de la sustancia a estudiar (X(s)), es aquella en donde los átomos y las moléculas se encuentran unidos fuertemente, por lo que se trata de una estructura muy ordenada.

La fase líquida, representada con la letra “l” en el subíndice de la sustancia a estudiar (X(l)), es aquella fase en donde los átomos y las moléculas no se encuentran unidos tan fuertemente, como en el caso de los sólidos. Por lo tanto, se trata de una sustancia capaz de mantener cierto orden y libertad de movimiento.

La fase gaseosa, representada con la letra “g” en el subíndice de la sustancia a estudiar (X(g)), es aquella fase en donde los átomos y las moléculas no se encuentran unidos fuertemente, es decir, son uniones muy débiles, por lo que las partículas se mueven libremente y en forma aleatoria.

Fases del agua

El agua es la sustancia más versátil del planeta. En la vida cotidiana la podemos encontrar en sus tres fases: sólida, líquida y gaseosa.

CLASIFICACIÓN SEGÚN EL NÚMERO DE FASES DEL SISTEMA

Sistema homogéneo: cuando un sistema posee las mismas propiedades intensivas en toda su masa, significa que es un sistema homogéneo. Un sistema homogéneo cuenta con una sola fase.

Sistema heterogéneo: cuando un sistema material cuenta con distintas propiedades intensivas en por lo menos dos de sus puntos, se trata de un sistema heterogéneo. Un sistema de este tipo tiene dos o más fases.

El medioambiente

Si salimos al patio o vamos a un parque nos daremos cuenta que el suelo que pisamos es un sistema heterogéneo de distintos componentes de sólidos. Tierra, pequeñas piedras, y partículas con distintos tamaños y características son sólo algunas de las fases que podemos encontrar.

 

Por otro lado, no podemos ver a nuestro alrededor el aire que respiramos. Sin embargo, éste es una mezcla de compuestos gaseosos que da como resultado un sistema homogéneo.

CLASIFICACIÓN SEGÚN SU RELACIÓN CON EL MEDIO

Sistema abierto: es el caso más común; es un sistema que permite el intercambio de energía y masa con el medioambiente.

Sistema cerrado: no permite el intercambio de masa con el medioambiente, pero sí la transferencia de energía con el medio.

Sistema aislado: no permite ni la transferencia de energía, ni de masa con el medioambiente.

Sistemas según su relación con el medio 

Un lago y el ciclo del agua son un ejemplo de sistema abierto.
Una botella de gaseosa en el refrigerador es un ejemplo de sistema cerrado.
Un termo de café es un ejemplo de sistema aislado.

SUSTANCIAS PURAS

Las sustancias puras son aquellas cuyos componentes no pueden separarse mediante procesos físicos; en algunos casos solo es posible mediante procesos químicos. El agua es una sustancia pura. Si la analizamos en forma sólida, líquida o gaseosa, descubriríamos que su composición es la misma en todos los estados. Si la calentamos, la enfriamos o la congelamos (todos estos son procesos físicos) siempre tendremos los mismos componentes.

El diamante es una sustancia pura, ya que está conformado por moléculas de carbono muy unidas entre sí.

MEZCLAS

Una mezcla está compuesta por la unión de distintas sustancias puras que mantienen propiedades independientes. Pueden ser:

  • Mezclas homogéneas

Son aquellas producidas de manera directa entre moléculas, en las cuales no se diferencias los componentes. En este caso, mantienen las propiedades constantes. Otro nombre por el cual se conoce a esta mezcla es disolución. Se diferencia de una sustancia pura debido a que sus componente poseen distintas temperaturas de fusión o ebullición. Es partir de esta diferencia que se pueden separar los componente a través de la aplicación de calor, que permite modificar el estado de la sustancia que se busca aislar del resto. La acción de separar los componentes de una disolución implica medios más sofisticados y un gasto energético mayor en relación a la separación de componentes en el caso de una mezcla heterogénea.

Los jugos son un ejemplo de disolución.

Si bien está formada por dos o más componentes, a simple vista sólo podemos ver un componente. Por ejemplo, el agua con sal es un sistema material de dos sustancias, pero sólo vemos una. En cualquier porción de la muestra homogénea que tomemos veríamos que presenta las mismas propiedades e igual composición química.

El agua de mar

Si decidimos investigar sobre la composición del agua de mar, veríamos que también hay sal. Esto nos indica que el agua de mar no es una sustancia pura, pues es una mezcla de agua y sal que se puede separar mediante un proceso físico (evaporación).
  • Mezclas heterogéneas

Sus componentes se pueden diferenciar ópticamente. A su vez, estos se pueden aislar de manera simple, por ejemplo, mediante el uso de herramientas que posibilitan su separación mecánica. Algunos modos de separación de este tipo de mezclas son sistemas como el filtrado, que permite quitar partículas sólidas de un líquido o de un gas, y la decantación, a partir de la cual se pueden separar líquidos con distinta densidad.

Un ejemplo de mezcla heterogénea es el agua y el aceite. Es decir, no es una sustancia uniforme. Además, si tomáramos distintos puntos de esta mezcla veríamos que presentan composición y propiedades distintas.

El agua y el aceite conforman una mezcla heterogénea.
RECURSOS PARA DOCENTES

Infografía “Mezclas homogéneas y heterogéneas”

Material visual con mayor información de los tipos de mezclas en los sistemas materiales.

VER

 

Enciclopedia virtual “Materia”

Este recurso audiovisual exclusivo para docentes contiene la definición de la materia, sus propiedades y cómo se describen los sistemas materiales.

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CAPÍTULO 3 / REVISIÓN

MEZCLAS Y SOLUCIONES | ¿qué aprendimos?

Sistemas materiales

En nuestra vida cotidiana entramos en contacto con diversidad de elementos; algunos son sólidos, otros líquidos y otros gaseosos. Si bien parece que todos son diferentes, podemos decir que hay algo que tienen en común: todos están formados por materia. Para estudiar la materia solemos analizar una porción a la que llamamos sistema material. Todo sistema material tiene propiedades generales o extensivas y propiedades específicas o intensivas. Hablamos de “fase” cuando nos referimos a todas aquellas porciones del sistema material que tienen las mismas propiedades intensivas. Por otro lado, los componentes son las sustancias que conforman el sistema material.

Todo el universo visible está formado de materia.

Sistemas homogéneos

Hablamos de sistema homogéneo cuando un sistema material posee las mismas propiedades intensivas en toda su masa. Éste cuenta con una sola fase. Las soluciones son sistemas materiales homogéneos compuestos por uno o más solutos disueltos en un solvente determinado. El soluto es el componente de la solución que se encuentra en menor proporción y se disuelve en el solvente, en tanto, el solvente es el que se encuentra en mayor proporción y tiene la capacidad de disolver el soluto. Las soluciones se pueden clasificar en función de la concentración en insaturadas, saturadas y sobresaturadas. Su concentración puede expresarse cuantitativamente, se establecen diferentes relaciones porcentuales entre las cantidades de sustancias a través de unidades químicas y físicas conocidas como masa (m), volumen (v) y cantidad de sustancia (n).

El agua es el solvente universal.

Sistemas heterogéneos

Un sistema homogéneo cuenta con distintas propiedades intensivas en al menos dos de sus puntos. Un sistema de este tipo tiene dos o más fases. Generalmente, para su separación se utilizan mecanismos físicos y de menor consumo de energía. Existen las mezclas groseras y las mezclas finas o suspensiones. En las primeras los componentes se diferencian fácilmente debido a su gran tamaño, y las suspensiones se forman por una fase sólida con baja solubilidad que se encuentra dispersa en la fase liquida. Las fases son más difíciles de diferenciar debido al ínfimo tamaño de la partícula. Existen diversos métodos de separación de fases, algunos de ellos son: la decantación, la tamización, la filtración y la imantación. Los métodos mecánicos no producen transformaciones en los componentes de la mezcla.

Un sistema heterogéneo fácil de identificar es el del el agua y el aceite.

Agua

El agua es un compuesto químico de vital importancia para los seres vivos. Es la sustancia universal más abundante en la Tierra. Está compuesta por hidrógeno y oxígeno. Nuestro planeta está cubierto en un 70 % por agua. Por otra parte, todas las especies dependen de este líquido vital para la supervivencia. Al igual que el oxígeno, el agua es un elemento de la naturaleza esencial para que todas las formas de vida puedan existir. El agua cuenta con diferentes propiedades que se clasifican en organolépticas y fisicoquímicas. Las primeras son las que percibimos con nuestros sentidos, y las segundas tienen relación con la composición química. El agua es un regulador de temperatura para la mayoría de los seres vivientes, así como también tiene un papel esencial en la regulación de la temperatura atmosférica.

El 70 % de nuestro cuerpo está formado por agua.

Contaminación del agua

La contaminación del agua se produce cuando se introduce un material que altera sus características naturales. El agua contaminada deja de ser apta para el desarrollo de los seres vivos. El mercurio es una fuente natural de contaminación y también los hidrocarburos. Otro agente natural contaminante es el arsénico producido por las actividades volcánicas. El ser humano ha vivido con este tipo de contaminación desde hace miles de años y no es posible evitarla; sin embargo, la contaminación debido a las actividades humanas es mucho mayor. El uso de los fertilizantes en la agricultura, metales pesados en la minería, las aguas residuales de las industrias y los desechos arrojados por el ser humano, ponen en riesgo sanitario al ecosistema del planeta que depende de este importante líquido.

El agua contaminada es cuna de enfermedades.

Soluciones insaturadas, saturadas y sobresaturadas

Las soluciones son mezclas homogéneas compuestas esencialmente por solutos y solventes. Los solutos son las sustancias presentes en menor proporción, mientras que el solvente es la sustancia que está en mayor proporción. Según la solubilidad del soluto, las soluciones pueden clasificarse como saturadas, insaturadas o sobresaturadas.

Solución insaturada Solución saturada Solución sobresaturada
Cantidad de soluto Menor cantidad de soluto que la que es capaz de disolver un solvente en particular. Máxima cantidad del soluto que se disuelve en un solvente en particular, a una temperatura y presión específica. Mayor cantidad de soluto que el que puede haber en una disolución saturada.
Punto de saturación No alcanza el punto de saturación. Alcanza el punto de saturación. Sobrepasa el punto de saturación.
¿Qué sucede al añadir más soluto? El soluto añadido se disuelve. El soluto añadido no se disuelve. Precipita. El soluto añadido no se disuelve. Precipita.
Efecto de la temperatura A mayor temperatura mayor solubilidad. A mayor temperatura mayor solubilidad. A mayor temperatura mayor solubilidad.
Representación