Separación de los componentes de una mezcla

Química. Mezclas homogéneas. Sustancias. Solubilidad. Destilación. Sistema de refrigeración. Preparación de disoluciones. Neutralización ácidos

  • Enviado por: Kalea
  • Idioma: catalán
  • País: España España
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Practica 1

(Separación de los componentes de una mezcla)

Resumen teórico

 Las mezclas heterogéneas se caracterizan porque se aprecia físicamente de qué están formados sus constituyentes y cada uno conserva sus propiedades, también se dice que en una mezcla heterogénea se aprecian diferentes fases.

Por ejemplo, si agregamos arena a un recipiente con agua, aunque son humedecidos por el agua, los granos de arena permanecen enteros; por lo tanto se tiene una fase sólida y una líquida.

En una mezcla heterogénea es posible separar en forma sencilla cada una de las fases.

Las mezclas homogéneas se caracterizan porque físicamente no se aprecia que estén formadas por diferentes constituyentes.

En las mezclas homogéneas se observa una sola fase y presenta la misma composición en cualquiera de sus partes.

Solución diluida Solución saturada

 Un ejemplo de mezclas homogéneas es cuando adicionas sustancias sólidas al agua.

Hay veces que algunas se disuelven más fácilmente que otras (por ejemplo sal, azúcar, bicarbonato) o también habrás notado que llega un momento en que si sigues adicionando el sólido ya no se disuelve más.

A esta característica que presentan las sustancias se le llama solubilidad y nos indica la cantidad de una sustancia que se puede disolver en una cantidad específica de disolvente, a una temperatura y presión determinada.

Desarrollo de la práctica

  • Objetivo

  • El objetivo de esta práctica es conseguir separar o aislar de la forma mas pura posible los tres componentes de una mezcla jugando con su solubilidad en el agua caliente o fría.

  • Material

  • Hemos utilizado para hacer esta experiencia:

      • Baso de precipitados

      • Embudo

      • Papel de filtro

      • Matraz de erlenmeyer

      • Probeta

      • Barita para agitar

      • Vidrio de reloj

      • Bec bunsen

      • Ácido benzoico, cloruro de sodio y carbón

      • Termómetro

      • Balanza

  • Procedimiento

  • En una probeta medimos 15ml de agua.

    Pesamos 15g de la mezcla de ácido benzoico, cloruro de sodio y carbón.

    En un baso de precipitados mezclamos los 15ml de agua con los 15g de la mezcla de los tres componentes y lo removemos con la barita.

    Una vez tenemos la mezcla bien removida, cogemos un papel de filtro y lo doblamos en tres trozos, de manera que cuando lo abramos, adapte la medida exacta del embudo. Cuando tenemos el embudo y el papel de filtro listos, colocamos el embudo dentro del matraz de erlenmeyer y colamos la mezcla. En el papel de filtro nos quedaran dos substancias, el ácido benzoico y el carbón. Junto con el agua, nos queda un componente, el cloruro de sodio.

    A continuación cogemos otro matraz de erlenmeyer, y traspasamos el embudo con el papel de filtro usado al matraz nuevo.

    Cogemos un baso de precipitados con 50ml de agua y lo colocamos encima de la reja metálica que esta puesta encima del bec bunsen. Encendemos el bec bunsen, y calentamos el agua hasta que empiece a hervir.

    Hacemos pasar el agua caliente por el papel de filtro ya usado. Al pasar por el papel de filtro el agua caliente, lo que se ha produce es que el ácido benzoico que había en el papel de filtro se disuelva, cayendo así con el agua al matraz de erlenmeyer. En el papel de filtro quedara solo el carbón (no soluble en agua caliente ni fría).

    Ahora cogemos la primera disolución de todas, y la pasamos a un baso de precipitados. La situamos encima del bec bunsen, y la calentamos hasta que hierva, pero esta vez dejaremos que la disolución se reduzca a la mitad, aumentando así su concentración.

    A continuación, una vez reducido el volumen de la disolución a la mitad, dejamos que se enfríe y observamos así la formación de cristales de cloruro de sodio.

    Esquema de la separación de sustancias

  • Conclusiones

  • Hemos observado que hay componentes que se disuelven en agua fría (cloruro de sodio), otros en agua caliente (ácido benzoico) y otros que no se disuelven en agua (carbón).

    También hemos podido observar la formación de cristales, como cada sustancia tiene diferentes maneras de cristalización, en forma de agujas (ácido benzoico), de cubos (cloruro de sodio)...

    Practica 2

    (La destilación del vino)

    Resumen teórico

    La destilación es un método para separar los componentes de una solución.

    Cada compuesto en estado líquido tiene una temperatura de ebullición que lo caracteriza, esta propiedad se aprovecha para poder separarla de otros compuestos.

    Los procesos físicos involucrados en la destilación son dos: evaporación y condensación.

    De esta forma la operación requiere de dos etapas:

    - El calentamiento inicial de la mezcla hasta lograr el porcentaje de vaporización requerido para separación.

    - El enfriamiento gradual de los vapores. Se va condensando los vapores a medida que atraviesan el equipo de destilación.

    La destilación simple es el método que se efectúa normalmente en lo laboratorios.

    La operación se realiza calentando la mezcla líquida inicial hasta su temperatura de ebullición y retirando continuamente los vapores producidos.

    A medida que transcurre la operación el líquido se empobrece en componentes más volátiles, elevándose continuamente la temperatura de ebullición de la mezcla.

    Del mismo modo los vapores producidos son cada vez más pobres en componentes más volátiles y su temperatura de condensación aumentan progresivamente.

    Desarrollo de la práctica

  • Objetivo

  • Observar en el vino, la separación del mosto y del alcohol mediante un sistema de refrigeración.

  • Material

  • Hemos utilizado:

      • Bec bunsen

      • Matraz aforado

      • Refrigerador de bolas

      • Dos soportes de pinzas

      • Dos gomas largas

      • Termómetro

      • Baso de precipitados

      • embudo

  • Procedimiento y montaje

  • Medimos 100ml de vino en una probeta y con el embudo lo echamos al matraz aforado (que previamente esta sujeto con el soporte de pinzas a la boca del refrigerador). Le colocamos el tapón con el termómetro (no es necesario que el termómetro este en contacto con el vino).

    Encendemos el bec bunsen y vamos midiendo la temperatura cada dos minutos hasta que hierva el vino.

    Una vez que se haya producido la ebullición, el alcohol empezara a caer en el baso de precipitados que le hemos puesto al final del refrigerador. Cuando ya tengamos una cantidad suficiente, le añadimos agua hasta llegar a los 100ml.

    A continuación medimos el grado de alcohol con el alcoholímetro.

    Tiempo (minutos)

    Temperatura (ºC)

    0

    25

    2

    47

    4

    50

    6

    58

    8

    66

    10

    80

    12

    90

    Tabla de temperaturas

    Grado de alcohol: 12º

    Montaje del refrigerador

  • Conclusiones

  • Hemos aprendido a destilar líquidos mezclados mediante un tubo refrigerador. Hemos aprendido a montar el refrigerador y a medir el grado de alcohol de una sustancia con un alcoholímetro.

    Practica 3

    (Preparación de disoluciones)

    Resumen teórico

    Existe un grupo numeroso de mezclas que tienen mucha relación con nuestro entorno, a las cuales se les llama disoluciones.

    Una disolución es una mezcla homogénea en la que se combinaron cuando menos dos componentes; uno llamado disolvente, que se encuentra en mayor proporción y otro que se encuentra en menor proporción y se le conoce como soluto.

    No siempre que una sustancia está en contacto con otra tiene la facilidad de que una se disuelva en la otra, puesto que hay diversos factores que influyen en la disolución de un material.

    Así, pueden ser materiales con propiedades químicas que los repelen (por ejemplo, agua y aceite) o el tamaño de las partículas no permite su disolución, debido a lo anterior te puedes encontrar con otras mezclas que reciben el nombre de suspensiones.

    Las suspensiones están formadas por una sustancia que se encuentra en mayor proporción llamadas fases dispersantes y otras que están en menor proporción que se llaman fases dispersas.

    Podrás encontrar suspensiones donde las partículas permanecen suspendidas y el líquido se observa opaco o no permite la visión a través del frasco transparente, por ejemplo, en el agua de horchata o los medicamentos infantiles (jarabes, etc.) en forma de suspensión.

    Hay otras suspensiones en las que las partículas son tan grandes que no pueden permanecer flotando y se depositan en el fondo.

    Cuando las sustancias que se ponen en contacto no son miscibles (como el agua y el aceite) es difícil combinarlos y mantenerlos sin que se separen, te habrás dado cuenta que al agitar una mezcla de agua con aceite se forman gotitas muy pequeñas y se opaca el líquido formado, en este momento se dice que se forma una emulsión.

    Una emulsión es una mezcla homogénea de aceite y agua formada por una fase oleosa (el aceite) y una fase acuosa (agua y otras sustancias que ayudan a que no se separen). Ejemplos de emulsión son la mayonesa y la leche; el queso y la mantequilla.

    Cuando en una mezcla homogénea la fase dispersa se presenta en forma de partículas sumamente pequeñas se tiene un sistema coloidal o se dice que se formó un coloide.

    Se pueden tener sistemas coloidales con sustancias en los diversos estados de agregación, por ejemplo líquido en gas, las nubes o el aerosol; sólido en gas, el humo; gas en líquido, el merengue; sólido en líquido, la gelatina; gas en sólido, el malvavisco.

    Otro apartado interesante para esta practica es la definición de los términos porcentaje en masa y en volumen.

     El porcentaje en volumen es la cantidad en mililitros de soluto que se tienen en 100ml de disolución (la mezcla de soluto más disolvente). Por ejemplo una solución alcohólica al 8% en volumen significa que se mezclan 8 partes (ml, l, cm) en volumen de alcohol, con 92 partes, o sea 92% (ml, l, cmSeparación de los componentes de una mezcla
    ) en volumen de agua.

     El porcentaje en volumen de un componente en una mezcla se puede calcular dividiendo el volumen del componente entre el volumen total de mezcla y multiplicando por 100.

    El porcentaje en masa es la cantidad en gramos de soluto que se tiene en 100g de disolución. Por ejemplo: una solución salina al 13% en masa significa que se mezclaron 13 partes (g) en masa de sal con 87 partes (g) en masa de agua.

    El porcentaje en masa de un componente en una mezcla se puede calcular dividiendo la masa del componente entre la masa total de la mezcla y multiplicando por 100.

    Desarrollo de la practica

  • Objetivo

  • Aprender a preparar disoluciones de un determinado tanto por ciento de concentración.

  • Material

  • - NaOH

    • HCl

    • Matraz de erlenmeyer

    • Pipeta

    • Absorbedor

    • Balanza

    • Vidrio de reloj

    • Pinzas

    • Cuentagotas

    • Probeta pequeña

    • Baso de precipitados

    • Barita

    Procedimiento

    NaOH

    Cogemos un vidrio de reloj, lo ponemos encima de la balanza y lo taramos. Pesamos 0.4g de NaOH.

    Una vez lo tenemos pesado, echamos el NaOH en un baso de precipitados y 50ml de agua (previamente medida con la probeta). Lo mezclamos bien con la barita.

    Cuando ya este disuelto del todo, ponemos la disolución en el matraz de erlenmeyer y añadimos agua hasta llegar a los 100cc.

    Se tapa y se etiqueta.

    Ya tenemos 100cc de NaOH 0.1 M

    HCl

    Con una pipeta y un absorbedor, cogemos HCl (nunca absorberemos con la boca para hacer subir el liquido por la pipeta, siempre utilizaremos el absorbedor) y lo echamos a una probeta pequeña hasta llegar a los 4.15cc.

    Si nos pasamos retiramos el exceso con un cuentagotas.

    Lo vertemos en un matraz de erlenmeyer y llenamos con agua hasta llegar a los 100cc.

    Lo tapamos y lo etiquetamos.

    Ya tenemos 100cc de HCl 0.5 M

  • Cálculos

  • NaOH

    0.1 mol NaOH 40g NaOH

    100cc NaOH * * = 0.4g NaOH

    100cc disolución 1 mol NaOH

    HCl

    0.5 mol HCl 36.5 HCl 100g HCl bot 1cc HCl bot

    100cc HCl * * * * =

    1000cc HCl 1 mol HCl 37g HCl 1.19g HC bot

    = 4.15 cc HCl bot

  • Conclusiones

  • Aprendimos a realizar no solo con cálculos sino también en la práctica las concentraciones.

    También aprendimos a etiquetar una sustancia de laboratorio, y a usar la pipeta.

    Practica 4

    (La valoración)

    Resumen teórico

    A partir de una disolución de la cual ya se conoce su concentración (en este caso será la disolución que hemos preparado en la práctica anterior de NaOH 0,1 M) podemos valorar la concentración de ácido que tienen otras disoluciones, con la ayuda de las propiedades de la fenolftaleina.

    La fenolftaleina es un sustancia que actúa como un indicador de ácido ya que cambia de color según si la echamos en un medio ácido o en un medio básico.

    Desarrollo de la práctica

  • Objetivo

  • El objetivo es observar y aprender a neutralizar ácidos mediante bases como puede ser el NaOH.

  • Material

    • NaOH

    • Zumo de naranja

    • Leche

    • Vinagre

    • Bureta grande

    • Embudo

    • Baso de precipitados

    • Agua

    • Probeta

    • Indicador (fenoftaleina)

    3. Procedimiento

    Zumo de naranja

    Medimos 5cc de zumo de naranja con una probeta. Lo echamos en un baso de precipitados y le añadimos un poco de agua.

    Le echamos unas gotas de fenoftaleina, y lo colocamos debajo de la bureta donde previamente hemos echado NaOH hasta que indica 0.

    Abrimos el grifo de la bureta y dejamos caer gota a gota el NaOH hasta que cambie de color.

    Una vez que ha cambiado de color, cerramos el grifo y medimos cuanto NaOH hemos gastado.

    Se hará tres veces este proceso para verificar el resultado obtenido.

    Leche

    Se miden 5cc de leche con un probeta, se echan en un baso de precipitados y se le añade un poco de agua.

    Se le echan también unas gotas de fenoftaleina.

    Se coloca el baso debajo de la bureta y se abre el grifo dejando caer el NaOH gota a gota.

    Cuando el liquido del baso se empiece a colorear, cerramos el grifo de la bureta, y medimos cuanto hemos gastado de NaOH.

    Repetiremos esto un mínimo de tres veces para comparar los resultados.

    Vinagre

    Se miden 5cc de vinagre en una probeta, se vierte en un baso de precipitados y se le añade agua.

    Se le echan unas gotas de fenoftaleina, y se coloca el baso debajo de la bureta.

    Se abre el grifo y se deja caer el NaOH gota a gota hasta que el liquido del baso se empiece a colorear.

    Se cierra el grifo y se mide cuanto NaOH hemos gastado.

  • Cálculos

  • Conclusiones

  • Hemos comprobado como medir el grado de acidez de un liquido como puede ser el zumo, la leche o el vinagre.

    Hemos aprendido a utilizar mas materiales del laboratorio.

    15g mezcla + 50ml H2O

    Cloruro sodio (A)

    Disolución

    (H2O + A)

    Mezcla

    (B+C)

    Ácido benzoico

    (C)

    Carbón

    (B)