UNIDAD No 2 LAS SUSTANCIAS Y LAS MEZCLAS

UNIDAD 2
CIENCIAS NATURALES QUIMICA. LAS SUSTANCIAS Y LAS MEZCLAS
¿Que pasaría si no existieran sustancias químicas?
El mundo de la química tiene que ver con la comprensión de los fenómenos que se producen entre las sustancias que son la materia prima con la cual la naturaleza y el hombre han producido los millones de materiales que tienen aplicación en la industria, en la medicina, en la agricultura, en la minería, en los estudios ambientales etc.

ACTIVIDAD 1. ¿En qué se diferencian las sustancias de las mezclas?
Observe las siguientes imágenes que representan distintos materiales y escriba en la columna correspondiente el nombre del material según que este sea una mezcla o una sustancia. Si considera que es una mezcla, clasifíquela en homogénea o heterogénea y justifique sus respuestas





Sustancia

Mezcla homogénea

Mezcla heterogénea




Lectura de apoyo
Es necesario comprender la diferencia entre sustancia y mezcla. No se puede responder a partir de la sola observación de dichos materiales; tenemos que preguntarnos por su composición; es decir, precisar que sustancia o que sustancias componen dichos materiales.
Podemos considerar que una sustancia es una porción de materia que se caracteriza por tener una composición definida y por tanto tiene unas propiedades físicas y químicas específicas que la hacen ser ella misma y que la diferencian de otras sustancias. Lo característico de una sustancia es su composición es decir la clase de átomos que la componen y la proporción en que se encuentran. Así por ejemplo: el agua químicamente pura es una sustancia porque tiene una composición definida; está conformada por átomos de hidrógeno y por átomos de oxígeno los cuales se encuentran en una proporción de 2 a 1. Su composición es una sola O. Si en un vaso tenemos agua pura significa que solamente en ese vaso hay agua; no hay más sustancias; Así mismo, el hierro en polvo, el oxigeno gaseoso, el alcohol etílico (C ₂H ₅OH), se pueden considerar sustancias; es decir, son materiales que tienen una composición definida y unas propiedades características.
Podríamos afirmar que una mezcla es el resultado de unir o reunir o revolver dos o más sustancias, así por ejemplo cuando agregamos hierro en polvo a azufre y los revolvemos obtenemos un material que recibe el nombre de mezcla. La sustancia hierro en esta mezcla conserva sus propiedades químicas y la sustancia azufre también.
Entonces ¿que diferencia una sustancia de una mezcla?

Para responder la pregunta, debemos examinar si en el material hay una o hay varias sustancias. El aire es entonces una mezcla pues en el se encuentran varias sustancias tales como: nitrógeno, oxigeno, agua, gas carbónico, óxidos de azufre y otras sustancias; el vino es una mezcla pues además de contener agua, etanol y glicerol están presentes mas de 300 sustancias; el agua de mar no es una sustancia pura; es una mezcla porque además de O se encuentran otras sustancias disueltas tales como: cloruro de sodio, cloruro de magnesio, sulfato de sodio, cloruro de calcio, bicarbonato de sodio y muchas sustancias mas. El suelo es una mezcla conformada por diferentes sustancias de naturaleza orgánica e inorgánica.
La leche es una mezcla pues además de agua contiene: grasas, carbohidratos, proteínas, calcio, y muchas más sustancias. La arena es una mezcla porque además de contener dióxido de silicio contiene otras sustancias tales como: silicatos complejos de aluminio con sodio, potasio o calcio y cantidades pequeñas de dióxido de magnesio y hierro.
Una mezcla es homogénea cuando a simple vista no se pueden diferenciar las sustancias que la componen. Ejemplo: agua de mar
Una mezcla es heterogénea cuando sus componentes sí se pueden diferenciar. Ejemplo: Arroz con pollo
Pero cómo saber si en un material cualquiera hay una sustancia o varias sustancias?
MEZCLA HOMOGENEA Y HETEROGENEA
Señale con una X según que la mezcla sea homogénea o heterogénea.
mezcla
madera
rocas
cemento
suelo
Azúcar en agua
Aire puro y seco
Agua con sal
Mezcla
homogénea







Mezcla heterogénea










MEZCLAS HOMOGENEAS Y HETEROGENEAS

Dado un material cualquiera debemos someterlo a procesos de separación de las posibles sustancias que lo forman. Una vez separadas podemos intentar reconocer dichas sustancias a través de procesos analíticos.

ACTIVIDAD 2. ¿Como separamos los componentes de las mezclas? Dadas las siguientes mezclas, relacione la letra que se corresponde con el método de separación mas adecuado en la respectiva columna. Escriba la letra al frente del método de separación mas adecuado.
A. Una bebida gaseosa.
B. Arena y agua.
C. Suero del coágulo de sangre
D. Hierro y azufre.
E. Pigmentos de una tinta.
F. Separación de cationes plata, plomo y mercurio.
G. Aire.
H. Pepsi cola.
I. Agua de mar

LETRA
Destilación
Separación de sustancias líquidas con distinto valor de puntos de ebullición.


Disolución
Separación de un sólido soluble en algún solvente de otro que no lo es.


Cromatografía
Separación de los componentes de la mezcla debido a la diferencia dee velocidad de migración de los mismos cuando son arrastrados por una fase móvil que está en contacto con una fase estacionaria.


Licuefacción

Separación de los componentes de una mezcla gaseosa por efecto de la disminución de la temperatura y el aumento de la presión.


Decantación
Separación mecánica del componente sólido no soluble en el líquido o del componente líquido no miscible con el otro líquido.


Filtración
Separación de la fase sólida de la fase líquida cuando la mezcla se hace pasar a través de un filtro.


Centrifugación

Separación de los sólidos suspendidos por acción de la fuerza centrífuga


Evaporación

Se separa el líquido del sólido por paso del líquido al estado de vapor.


Magnetismo
Por fuerzas de atracción magnética se separa el metal del componente no magnético.




ACTIIVIDAD 3. Sustancia Elemental y Sustancia Compuesta. Elemento Químico
Frente a cada término del listado adjunto, marque con una X en la casilla correspondiente según su criterio:
Material
Sustancia Elemental
Sustancia Compuesta
Elemento
El elemento químico es la materia prima con la cual se construyen las sustancias elementales y compuestasQuímico
Etanol



Cloro gaseoso



Hidrógeno gaseoso



Hierro en polvo



Agua



Nitrógeno (N)



Sulfato ferroso



Hidrógeno (H)



Hierro (Fe)





Lectura de apoyo
Para solucionar de manera satisfactoria la cuestión planteada es necesario comprender que las sustancias químicas pueden ser de dos tipos: sustancias elementales y sustancias compuestas.
Las sustancias elementales son aquellas que no pueden ser descompuestas en otras sustancias; es decir, están constituidas por una sola clase de partículas (o de átomos). Por ejemplo, la sustancia elemental sodio no pude ser descompuesta en otra u otras sustancias. La sustancia elemental oxigeno no puede ser descompuesta en otras sustancias. Hay dos clases de sustancias elementales: las monoatómicas y las poliatómicas. El hierro por ejemplo, es una sustancia elemental monoatómica porque si la sometiéramos a un proceso de división obtendríamos finalmente un átomo de hierro. El oxigeno es un sustancia elemental diatómica. Si sometiéramos la sustancia oxigeno a un proceso de división obtendríamos finalmente una molécula diatómica 12O2'>; Aquí es importante referirnos a las propiedades de la sustancia y a las propiedades de la partícula. La pregunta que surge es. ¿El átomo de hierro tiene brillo metálico? sabemos que la sustancia elemental hierro tiene una serie de propiedades características tales como: maleabilidad, ductilidad, brillo, conduce el calor y la electricidad. Estas propiedades son de la sustancia hierro que no se le pueden atribuir a una sola partícula; un átomo no tiene brillo, ni es maleable ni es dúctil; cuando millones de átomos de hierro se reúnen para formar la sustancia hierro entonces ese material si presenta las propiedades características de la sustancia hierro. Entonces ¿Que propiedades de la partícula permanecen en la sustancia?
Las sustancias compuestas son aquellas que están constituidas por más de una clase de átomos. El alcohol etílico 12C2H5'> OH es una sustancia compuesta porque en su composición se encuentran átomos de carbono, átomos de hidrogeno y átomos de oxigeno. Las sustancias compuestas al ser sometidas a un proceso de descomposición (ruptura de enlaces) originan otras sustancias. El elemento químico es aquello que permanece durante las reacciones químicas; así por ejemplo cuando el hierro reacciona con el azufre se forma una nueva sustancia, el sulfuro de hierro; lo que permanece en el sulfuro de hierro es el elemento hierro y no la sustancia hierro. Ahora bien, si el sulfuro de hierro es sometido a un proceso de descomposición es posible volver a obtener la sustancia hierro.

En los siguientes esquemas se ilustra la diferencia entre sustancia elemental, sustancia compuesta y elemento químico usando el modelo que considera las sustancias constituidas de diminutas partículas (Modelo corpuscular de la materia).
Situaciones de aplicación conceptual
1. Dentro del paréntesis escriba una V o una F según que el enunciado sea verdadero o falso
a. El alcohol puro es un elemento ( )

b. La gasolina es un compuesto ( )

c. El agua es una mezcla de hidrogeno y oxigeno ( )

d. El oxigeno gaseoso es una sustancia elemental ( )

e. El nitrógeno gaseoso es un elemento químico ( )

f. El aire es un compuesto ( )


2. Clasifique como sustancia elemental o sustancia compuesta-

Sustancias
Flúor
Hidróxido de sodio
Cloruro de sodio
Calcio
Plata
Oro
Platino
Ácido sulfúrico
Óxido de zinc
Sustancia elemental









Sustancia compuesta












ACTIVIDAD 4. ¿Se transforman las sustancias?
Las sustancias químicas pueden sufrir cambios. Esos cambios pueden ser físicos o químicos.
Escriba qué clase de cambio se lleva a cambio en cada una de las siguientes situaciones y justifique su respuesta:







Cuando un perfume se destapa, su olor se esparce por el aire
Los aviones queman gasolina durante su vuelo
Las plantas por acción de la luz producen carbohidratos
El agua liquida de los mares y ríos se evapora para producir nubes
Un carro abandonado en la intemperie se corroe
Cambio

Cambio
Cambio
Cambio
Cambio



Justifique
Justifique
Justifique
Justifique
Justifique







En los cambios químicos si se producen nuevas sustanciasAquellos cambios que ocurren sin alterar la naturaleza de los cuerpos se conocen como cambios físicos. Así, la dispersión del aroma de un perfume, la evaporación del agua de los mares y ríos, son ejemplos de cambio físicos.
En los cambios físicos no se forman nuevas sustancias

El cambio más importante en química es el cambio químico. Se entiende por tal el proceso mediante el cual una sustancia pierde su naturaleza; es decir, deja de ser ella misma y se transforma en otra u otras sustancias. Lo específico del cambio químico es la desaparición de unas sustancias y la aparición de otras sustancias. La combustión de la gasolina en el motor de un avión, la reacción del gas carbónico con el agua en el proceso de la fotosíntesis y la corrosión del hierro son ejemplos de cambios químicos.

Situaciones de aplicación conceptual
Seleccione la respuesta correcta

3. Al someter 50 g. de agua líquida a un proceso de enfriamiento hasta convertirla en hielo:
a. Se ha producido un cambio químico
b. Se ha producido un cambio físico
c. Se ha producido un cambio atmosférico
d. Se ha producido un cambio en la naturaleza química del agua

4. Al pasar los 50 g. de agua líquida a sólida se obtiene:
a. Más de 50 g. de hielo
b. Menos de 50 g. de hielo
c. 50 g. de hielo
d. No sé cuántos gramos de hielo

5. Si los 50 g. de agua líquida se calientan para formar vapor de agua entonces:
a. Ha ocurrido un cambio atmosférico
b. Ha ocurrido un cambio químico
c. Ha ocurrido un cambio físico
d. Ha ocurrido un cambio en la composición química del agua



6. Al convertir los 50 g. de agua líquida en vapor:
a. La masa del vapor será de más de 50 g.
b. La masa del vapor será de 50 g.
c. La masa del vapor será menor de 5 g.
d. No sé cuántos gramos de vapor se obtienen

7. Si a un vaso que contiene 100 g. de agua líquida se le agregan 2,5g. de sal de cocina y se agita fuertemente hasta que la sal no se vea lo que resulta tiene una masa de:
a. 102,5 g.
b. Más de 102,5 g.
c. Menos de 102,5 g.
d. No lo sé

8. Al añadir 2,5 g de sal de cocina a 100ml. de agua y agitar hasta que la sal no se vea se ha producido:
a. Una sustancia simple
b. Una sustancia compuesta
c. Una mezcla
d. Un elemento químico

9. Clasifique como cambio físico o químico las siguientes situaciones. Justifique
Pintarse las uñas__________________________________
Teñirse el cabello__­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­_______________________________
Fundir mantequilla________________________________
Hervir leche _________________________________
Pelar papa _________________________________
Cocinar un huevo__________________________________
Prender un fosforo_________________________________
La respiración de las plantas_________________________
El calentamiento al rojo vivo del hierro________________
Prender una vela __________________________________


Situaciones de aplicación conceptual
10. Las siguientes figuras representan sustancias y mezclas en estado gaseoso (modelo corpuscular).


Señale la respuesta correcta.
a. La figura a representa una sustancia elemental monoatómica y la c representa una sustancia compuesta.
b. La figura c representa una mezcla y la e representa una sustancia compuesta.
c. Las figuras a y b representan sustancias elementales pero una es monoatómica y la otra diatómica.
d. Las figuras d y e representan sustancias compuestas.

11. Señale dentro del paréntesis con una V o con una F según que el enunciado sea verdadero o falso:
- La figura b representa a una sustancia elemental monoatómica……( )
- La figura e representa un compuesto. ……………………….........( ) - La figura a representa una sustancia elemental……………………( ) - La figura d representa una sustancia simple. ………………….…( )

Sitios web recomendados
http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/12/htm/sec_16.html
http://www.educared.net/aprende/anavegar4/comunes/premiados/D/627/conceptos/index_concep.htm