DOCE EXPERIENCIAS SOBRE MEZCLAS Y SEPARACION DE MEZCLAS |
Una mezcla es una unión física de varias sustancias
Técnicas de separación de mezclas: Algunas de ellas son:
1. Destilación
2. Evaporación
3. Decantación
5. Levigación
6. Imantación
9. Decantación
10. Tamizado
11. Filtración, etc.
A continuación vamos a realizar una serie de experiencias relacionadas con mezclas y de separación de mezclas.
Experiencia 01. Construir filtros de papel.
Experiencia 02. Cargados de electricidad.
Experiencia 03. Separación magnética
Experiencia 04. Arena y sal
Experiencia 05. Juntos pero no revueltos
Experiencia 06. Limpiando el agua
Experiencia 07. Tamización.
Experiencia 08. Separación por decantación,
Experiencia 09. Cromatografia en papel con hojas verdes
Experiencia 10. Cromatografia tinta y rotuladores
Experiencia 11. Tizas separadoras
Experiencia 12. Cromatografia en papel
Experiencia 01. Construir filtros de papel. |
¿Qué queremos hacer?
Aprender a construir filtros cónicos y de pliegues de varias formas distintas cada uno.
Empleo de compás, la escuadra y el cartabón para trazar figuras planas: circunferencias, cuadrados.
Material:
- Papel de filtro
- Compás
- Escuadra y cartabón.
- Papel de filtro
- Compás
- Escuadra y cartabón.
Procedimiento
Filtración con filtro cónico. Para filtraciones en las que nos interesa conservar es la disolución y no nos importara el tiempo que dure el proceso de filtrado.
1º Forma. Doblamos en 4 partes un cuadrado de papel de filtro.
2º forma Una vez plegada podemos recortar una esquina de la hoja de tal forma que si lo desplegásemos obtendríamos un círculo.
3ª forma Dibujamos con el compás un círculo de papel de filtro, lo recortamos y lo plegamos en cuatro partes.
Filtro de pliegues. Para filtraciones rápidas
1º forma: Doblamos en cuatro partes un cuadrado de papel de filtro y recortamos la esquina externa de tal forma que si lo desplegásemos tendríamos un círculo y a continuación realizamos una serie de pliegues.
2º Forma: Dibujamos un círculo sobre el papel de filtro y lo recortamos.
A continuación plegamos el círculo sucesivamente.
Filtro de pliegues 2ª forma
Experiencia 02. Cargados de electricidad. |
¿Qué queremos hacer?
Realizar una mezcla heterogénea y posteriormente separar los componentes de la mezcla generando electricidad estática (no corriente eléctrica).
Materiales.
- Sal
- Pimienta negra molida
- Cuchara de plástico o globo
- paño de lana
- Sal
- Pimienta negra molida
- Cuchara de plástico o globo
- paño de lana
Procedimiento
En un recipiente plano mezclamos la sal y la pimienta molida
Frotamos la cuchara de plástico con un paño de lana.
Acercamos la cuchara a la mezcla sin tocarla.
¿Qué sucede?
La pimienta negra se adhiere a la cuchara como si una fuerza invisible la estuviera atrayendo.
Explicación
Los átomos tienen partículas con carga positiva los protones, partículas sin carga eléctrica (los neutrones) y partículas con carga eléctrica negativa (los electrones)
Con nuestra experiencia hemos generado electricidad estática que se origina por la acumulación de cargas eléctricas en un objeto (la cuchara) esta acumulación tiene lugar en los átomos que componen la cuchara.
Normalmente la materia tiene las mismas cargas positivas que negativas, es neutra, pero al frotar la cuchara hemos hecho que los electrones salten de un cuerpo a otro y rompen el equilibrio.
Cuando acercamos la cuchara con carga eléctrica negativa atrae a los protones de la mezcla (como un imán); las cargas eléctricas de distinto signo se atraen.
Como los granos de pimienta son más ligeros saltan antes que los de sal; aunque si seguimos frotando también podría atraer a la sal.
Experiencia 03.- Separación magnética. |
¿Qué queremos hacer?.
Realizar una mezcla y después separar los componentes de la mezcla con un imán (separación magnética).
Material
- Ferralla de hierro o acero y de latón o aluminio (restos de hacer llaves en ferreterías)
- Objetos de hierro o acero (chinchetas, alfileres,…)
- Cualquier material que no sea de hierro o acero: azufre…
- Film de plástico transparente.
- Objetos de hierro o acero (chinchetas, alfileres,…)
- Cualquier material que no sea de hierro o acero: azufre…
- Film de plástico transparente.
Se realiza la mezcla o las mezclas
Procedemos a la separación usando un imán, conviene cubrir el imán con film tranparente para evitar que se adhieran a él las limaduras
Acercamos un imán a la mezcla.
¿Qué sucede?
Los elementos de hierro o acero se adherirán a nuestro imán separándolos de los demás elementos.
Explicación
Las sustancias ferromagnéticas (acero, hierro) son atraído por los imanes lo que permite separar fácilmente las estas sustancias de las no ferromagnéticas.
Experiencia 04. Separar arena y sal. |
¿Qué queremos hacer?
Vamos a realizar una mezcla de sal y arena y luego separaremos los componentes de la mezcla
mediante una separación selectiva que consiste en separar dos sólidos disueltos. En el cual uno se disuelve en un líquido y el otro no.
Material
- Sal
- Arena
- Agua
- Vaso de precipitado
- Varilla
- `Papel de filtro
- Embudo
- Sal
- Arena
- Agua
- Vaso de precipitado
- Varilla
- `Papel de filtro
- Embudo
Procedimiento
1º Realizamos una mezcla de arena y sal en un vaso.
A continuación nos plantemos como separarlas.
2º Separacion de los componentes de la mezcla.
En un vaso con arena y sal añadimos agua y removemos.
Colocamos el embudo y el papel de filtro sobre un vaso de precipitados.
Vertimos el líquido conteniendo la sal y la arena sobre el papel de filtro poco a poco.
3º Dejamos evaporar el agua del filtro y el agua con la sal disuelta (o la calentamos para lograr una evaporación más rápida).
Explicación
La sal es soluble en agua mientras que la arena no por ello al filtrarla el arena se queda en el papel de filtro, mientras que la sal atraviesa el filtro junto con el agua.
Posteriormente el agua se evapora dejando la sal, (es lo mismo sucede en las salinas).
Experiencia 05. Juntos pero no revueltos. |
¿Qué queremos hacer?
Separar sustancias de una mezcla.
Material
- 2 g de azufre en polvo
- 2 g de sal
- 30 ml agua
- 2 vasos de vidrio
- 1 plato pequeño o vidrio de reloj
´- 1 embudo de filtración
- 1 papel filtro
Procedimiento:- 2 g de sal
- 30 ml agua
- 2 vasos de vidrio
- 1 plato pequeño o vidrio de reloj
´- 1 embudo de filtración
- 1 papel filtro
1º Observaran las características físicas (Color, Olor y Estado físico, etc.) de cada una de las sustancias proporcionadas (Azufre, Sal de mesa y Agua).
2º A continuación mezclaremos el azufre y la sal en un vaso de precipitados hasta que quede una mezcla uniforme.
Agregamos un poco de agua, y la agitaremos para homogenizarla.
3º Filtraremos la mezcla empleando el embudo y el papel filtro, y depositaremos el liquido filtrado en otro vaso de precipitados.
4º dejamos evaporar el agua para separarla de la sustancia que se ha filtrado con ella.
¿Qué sucede?
En el papel de filtro ha quedado una sustancia (azufre) y en el vaso de precipitados hemos recogido otra junto con el agua.
Dejamos evaporar el agua para así separarla de la otra sustancia (sal)
Explicación:
Las sustancias químicas por su composición se pueden clasificar en elementos, compuestos y mezclas.
El azufre (S) es un elemento formado por la unión de átomos del mismo tipo.
La sal de mesa o cloruro de sodio (NaCl), al igual que el agua (H2O), se encuentran clasificados en el grupo de los compuestos ya que su composición consta de átomos de diferente tipo: Sodio (Na) y Cloro (Cl) e Hidrógeno (H2) y Oxígeno (O2), respectivamente.
Al unir el azufre, la sal de mesa y el agua, se forma una Mezcla, es decir, la unión física de tres sustancias diferentes que conservan sus características químicas y que son posibles de separar por métodos físicos.
La sal se disuelve en el agua, formando una mezcla homogénea (Solución), y pasa a través del papel con ésta, por lo que es posible separar el azufre del resto de la mezcla.
Posteriormente mediante la evaporación se separa la sal del agua, de la misma manera que se hace en las salinas para conseguir la sal del agua de mar
Experiencia 06. Limpiando el agua. |
¿Qué queremos hacer?
Construimos una depuradora casera.
Existen filtros "purificadores" de agua. El agua puede tener "impurezas" que no atraviesan la superficie de algunos filtros y quedan retenidas. El agua si puede pasar entre los agujeros de esos filtros y es "purificada".
Los filtros son separadores, no permiten que "pasen" los materiales que tienen un tamaño superior a los agujeros existentes en su composición
Material
- 2 Vasos de `precipitados
- 3 Vasos o tres botellas de plástico.
´- Carbón activado.
- Algodón.
- Arena.
- Tierra.
- 2 Vasos de `precipitados
- 3 Vasos o tres botellas de plástico.
´- Carbón activado.
- Algodón.
- Arena.
- Tierra.
Procedimiento,
Recortamos la parte superior de 3 botellas de plástico, en una ponemos algodón en otra carbón activado y en otra arena y las colocamos una sobre otra en ese orden
Realizamos una mezcla de agua y con arena u otras sustancias para ensuciarla.
Vertemos el agua sucia por la parte superior
Que sucede
El agua sucia primero atraviesa la arena, luego el carbón activado y por último el algodón.
El resultado final es agua depurada.
Experiencia 07. Tamizacion. |
¿Qué queremos
Separar mediante tamización los componentes de una mezcla.
Material
- o Arena de playa.
- o Lentejas, garbanzos o judías, etc.
- o Tamices de diferente calibre.
Procedimiento
Usamos diferentes tamices en primer lugar el de mayor calibre para separar los componentes mayores (piedras) y después usamos los demás tamices hasta llegar a la arena.
Igual con las lentejas y las judías
Explicación
Las piedras de tamaño mayor al del calibre del tamiz no pueden atravesarlo, solo transpasan el tamiz las de menor tamaño; usando tamices de calibres distintos conseguimos separar todos los componentes de la mezcla según su tamaño.
Las lentejas atraviesan el tamiz por ser su tamaño menor, mientras que las judías o los garbanzos no pueden atravesarlo.
Esta técnica es usada habitualmente en la construcción,
Experiencia 08. Separación por decantación.
La decantación se basa en la diferencia de densidad entre los dos componentes, que hace que al dejarlos en reposo, ambos se separen hasta situarse el más denso en la parte inferior del envase que los contiene. De esta forma, es posible vaciar el contenido menos denso por la parte superior del envase y transferirlo a un nuevo envase o filtro (si así lo requiere).
¿Qué queremos hacer?
Separar líquidos usando la técnica de decantación.
Material
- Agua
o - Glicerina.
o - Aceite
o - Pie, aro, embudo
o - Un matraz de decantación.
Procedimiento.
Realizamos una mezcla de tres sustancias inmiscibles aceite, agua y glicerina.
Realizamos el montaje (pie, aro, matraz de decantación).
Introducimos la mezcla en el matraz de decantación y la dejamos reposar.
Accionamos la llave de matraz de decantación y extraemos la primera sustancia depositamos en un recipiente, cerramos la llave.
Volvemos a abrir la llave y extraemos la segunda sustancia, la depositamos en otro recipiente.
Explicación
Hemos utilizado la Técnica de separación de sustancias por decantación, que se basa en la diferencia de densidades entre los componentes de una mezcla.
Experiencia 09. Decantación en clase y en una depuradora.
¿Qué vamos a hacer?
Realizaremos una experiencia de decantación en el laboratorio que les ayude a comprender este proceso en una depuradora real.
Material
- Agua
- Tierra
- Recipiente
- Visita extraescolar a una depuradora.
Procedimiento- Agua
- Tierra
- Recipiente
- Visita extraescolar a una depuradora.
Realizamos una mezcla de agua y tierra en un recipiente.
Dejamos reposar la mezcla de agua y tierra durante un día
Al cabo de ese tiempo las sustancias (la tierra) se van al fondo y el agua queda arriba
Posteriormente podemos retirar el agua
Explicación
Al dejar la mezcla en reposo las sustancias más densas se van al fondo del recipiente, de esta forma es posible separar el contenido menos denso por la parte superior del envase.
En la depuradora de Manises podemos observar como el agua es retirada por la parte superior, mientras que el resto queda en el fondo de la piscina.
Decantación en la depuradora de Manises.
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Experiencia 09. Cromatografia en papel con hojas verdes. |
¿Qué queremos hacer?
Usar la técnica de cromatografía para separar los pigmentos.
La cromatografía es una técnica de separación de sustancias, que se basa en las diferentes velocidades con que se mueven cada una de ellas, a través de un medio poroso arrastradas por un disolvente en movimiento.
Aplicaremos esta técnica para separar los pigmentos de una unas hojas y de diferentes tintas.
Material
- Mortero,
- Matraz
- Embudo y papel de filtro,
- Cubeta,
- Pajita o lápiz
- Hojas de espinaca, acelgas o perejil,
- 1g. de Carbonato cálcico,
- 1g de arena,
- 100 ml. etanol (alcohol).
- Mortero,
- Matraz
- Embudo y papel de filtro,
- Cubeta,
- Pajita o lápiz
- Hojas de espinaca, acelgas o perejil,
- 1g. de Carbonato cálcico,
- 1g de arena,
- 100 ml. etanol (alcohol).
Procedimiento.
Las hojas de espinaca se lavan, se retiran los nervios, se trocean y se colocan en el mortero, junto con la arena (abrasivo) y el carbonato cálcico (para evitar que se degraden los pigmentos). Se machacan.
Añadimos el etanol. Filtramos la mezcla utilizando el embudo y el papel de filtro.
Cortamos una tira de papel de filtro de 20cm x 5 cm.
Vertemos la mezcla sobre una cubeta y colocamos el papel de filtro doblado en forma de V invertida, para evitar que el papel caiga colocamos en la parte superior una pajita o un lápiz.
Procedimiento.
Pasadas unas horas los colores se han separado en diferentes bandas dependiendo de los diferentes pigmentos, según su grado de solubilidad con el alcohol.
1. Carótenos amarillo anaranjado
2. Xantofila amarilla
3. Clorofila a verde
4. Clorofila b verde
4. Clorofila b verde
Experiencia 10 . Cromatografía con tinta china y con rotuladores . |
¿Qué vamos a hacer?
Separar los diferentes pigmentos de las tintas mediante la cromatografía.
Material
- Una cubeta o recipiente.
- Una tira de papel de filtro de 5 cm de ancho x 20 cm de largo.
- Rotuladores o bolígrafos de distintos colores, tinta china. 100 ml de etanol
- Una cubeta o recipiente.
- Una tira de papel de filtro de 5 cm de ancho x 20 cm de largo.
- Rotuladores o bolígrafos de distintos colores, tinta china. 100 ml de etanol
Procedimiento
§ t Vertemos etanol en la cubeta hasta 1 cm de altura.
§ Dibujamos una mancha intensa con un rotulador negro a unos 2 ó 3 cm del extremo; hacemos lo mismo con los otros colores.
- Colocamos la tira de papel de filtro en forma de V invertida, procurando que los extremos estén en contacto con el etanol.
Explicación
Conforme el etanol (alcohol) asciende lo largo de la tira, arrastra consigo los diversas pigmentos que contienen las manchas de tinta.
Como no todos son arrastrados con la misma velocidad, al cabo de un rato observaremos franjas de colores.
Experiencia 11. Tizas separadoras. |
¿Qué vamos a hacer?
Separar los componentes de una tinta con tizas.
Material
- Tiza cilíndrica
- 25 ml de etanol.
- Plastilina
- Vaso de precipitado de 100ml y de 200ml
Con esta experiencia en lugar de papel de filtro utilizaremos una tiza para separar cromatográficamente los componentes de una tinta de estilógrafo.- 25 ml de etanol.
- Plastilina
- Vaso de precipitado de 100ml y de 200ml
Procedimiento.
- Fijar la tiza con un poco de plastilina al fondo del vaso de precipitados de 100 ml.
- Con una pluma estilográfica de tinta negra marcar un punto a 1,5cm o 2 del extremo inferior de la tiza.
- Introducir 20 ml de etanol sin que rebase el punto de tinta.
§ Colocar el vaso de precipitados de 250 ml a manera de tapa sobre el otro con cuidado (para evitar que se evapore el etanol). Esperar.
§ Observamos que el solvente se desplaza hacia arriba hasta la parte más alta posible.
Explicación
Debido a que la tiza es porosa y los componentes de la tinta se disuelven en el
etanol, éste los va separando hasta diferentes alturas a medida que asciende y se
va evaporando.
La tinta es soluble en etanol y sus diferentes componentes (pigmentos o colores) son adsorbidos por la superficie de la tiza con diferentes intensidades, así los más adsorbidos se desplazan menos y los menos absorbidos o más solubles en el etanol se desplazan a mayor distancia a lo largo de la tiza.
Experiencia 12. Cromatografía en papel. |
¿Qué queremos hacer?.
Separar sustancias mediante cromatografial
Material:
- 1 tinta
- 1 papel secante
- 1 recipiente
- Salsa de tomate
- Agua.
Procedimiento:- 1 tinta
- 1 papel secante
- 1 recipiente
- Salsa de tomate
- Agua.
Cortaremos varias tiras de papel secante las doblamos en V.
Colocamos una pequeña cantidad de solución tinta en una de la tiras, café en otra, y salsa de tomate en la otra, a 2.5 cm de un extremo.
Cuando las gotas se han secado, colocaremos el papel secante en posición vertical dentro del frasco con agua, hasta un nivel de 1.25 cm sobre el nivel del agua.
¿Qué sucede?
Se separan los colores de cada muestra.
Explicación:
En poco tiempo el agua será absorbida por el papel secante y empezará a disolver la mancha de la disolución.
Las sustancias disueltas irán ascendiendo hasta quedar depositadas en el papel secante. Puede observarse una separación de colores.