quimicapag1_41

N I V E L S E C U N D A R I O PA R A A D U LT O S

M d u l o s d e E n s e a n z a S e m i p re s e n c i a l

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Qumica

Nivel secundario para adultos : mdulos de enseanza semipresencial : qumica - 1a ed.-

Buenos Aires : Ministerio de Educacin, Ciencia y Tecnologa de la Nacin, 2007.172 p. ; 30x21 cm.

ISBN 978-950-00-0587-6

1. Nivel Secundario para Adultos. CDD 540 : 374 4

PRESIDENTE DE LA NACIN

Dr. Nstor Kirchner

MINISTRO DE EDUCACIN, CIENCIA Y TECNOLOGALic. Daniel Filmus

SECRETARIO DE EDUCACIN

Lic. Juan Carlos Tedesco

SUBSECRETARIA DE EQUIDAD Y CALIDAD

Lic. Alejandra Birgin

DIRECTORA NACIONAL DE GESTIN CURRICULAR Y FORMACIN DOCENTE

Lic. Laura Pitman

DIRECTORA NACIONAL DE PROGRAMAS COMPENSATORIOS

Lic. Mara Eugenia Bernal

COORDINADOR DE EDUCACIN DE JVENES Y ADULTOS

Prof. Manuel Luis Gmez

GOBERNADOR DE LA PROVINCIA DE BUENOS AIRES

Ing. Felipe Sol

DIRECTORA GENERAL DE CULTURA Y EDUCACIN

Dra. Adriana Puiggrs

SUBSECRETARIO DE EDUCACIN

Ing. Eduardo Dillon

DIRECTORA PROVINCIAL DE ENSEANZA

Prof. Graciela De Vita

DIRECTOR DE EDUCACIN DE ADULTOS Y FORMACIN PROFESIONAL

Prof. Gerardo Bacalini

SUBDIRECTORA DE EDUCACIN DE ADULTOS

Prof. Marta Ester Fierro

SUBDIRECTOR DE FORMACIN PROFESIONAL

Prof. Edgardo Barcel

N D I C E

Presentacin ....................................................................................

Objetivos ...........................................................................................

Unidad 1: Qumica: Un delicado equilibrio entre riesgos y beneficios

Introduccin .....................................................................................

El mundo que nos rodea ..................................................................

Primera mirada con ojos de qumico .........................................

Propiedades y usos ....................................................................

Clasificaciones y criterios ..........................................................

Sistemas materiales: mezclas, soluciones y sustancias ..........

Sigamos el camino de un material de uso cotidiano .................

Trabajemos un poco ms con las soluciones ...........................

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I

N D I C E

Unidad 2: Las sustancias

desde otro punto de vista: visin submicroscpica ..........................

Introduccin ..........................................................................................

El modelo de partculas .......................................................................

Hay que mejorar el modelo ............................................................

Un modelo que nos permite avanzar .............................................

Representaciones, smbolos y frmulas .......................................

Mirando con ms detalle ...............................................................

Hagamos un poco de historia ........................................................

De la A a la Z: la cdula de identidad de los tomos ..................

La Tabla Peridica de los elementos .............................................

Los electrones y la periodicidad qumica ......................................

Unidad 3: Cmo se puede explicar la relacin estructura-propiedades

Introduccin .........................................................................................

Los enlaces entre tomos ...................................................................

Electrones ganados, perdidos o compartidos... ...........................

Sigamos con las interacciones entre molculas ..........................

Solubilidad: otro ejemplo de la relacin estructura-propiedades ...

Algo acerca de los nombres de las sustancias .............................

Un captulo aparte: los compuestos de carbono ..........................

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N D I C E

Unidad 4: Cambios en el entorno, cambios en nuestro cuerpo.....

Introduccin .....................................................................................

La combustin: un cambio qumico imprescindible .....................

El lenguaje simblico para describir cambios qumicos ..........

Un puente entre el micro y el macromundo.El mol, la unidad para contar partculas ...................................

Los clculos basados en las ecuaciones qumicas ..................

Hablemos un poco del petrleo .................................................

Combustin y contaminacin ....................................................

Una oxidacin que tratamos de evitar: la corrosin metlica ......

Petrleo para construir. Polmeros y plsticos ........................

La relacin estructura-propiedadespara explicar los mltiples usos de los plsticos .....................

Los plsticos y la contaminacin ...............................................

Cambios qumicos en nuestro organismo ................................

Clave de correccin .........................................................................

Bibliografa ......................................................................................

Pginas web .....................................................................................

Otras fuentes ...................................................................................

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| 7Presentacin

. . . . . . . . . . . . .. . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . Presentacin

Este Mdulo tiene como propsito que usted conozca la importancia que la Qu-mica, como disciplina cientfica, tiene en mltiples procesos de la vida cotidiana.Aunque no siempre nos demos cuenta de ello, la Qumica es hoy, como en un pa-sado no muy remoto, una protagonista ineludible de nuestras vidas y de las ge-neraciones futuras.

Algunas de las actividades que desarrollar en el estudio de este Mdulo le per-mitirn reconocer diferentes propiedades de los materiales de uso cotidiano ylas relaciones que la Qumica establece entre la estructura de la materia y suspropiedades; podr comprender cambios qumicos que utiliza a diario en su ca-sa, que se producen en su organismo o que la industria aprovecha para darlems confort y nuevas comodidades. Otras le llevarn a utilizar el lenguaje espe-cial que se usa en el campo de la Qumica. Tambin se incluyen actividades deintegracin y evaluacin, para que usted pueda ir constatando sus logros a me-dida que avanza en el estudio.

Creemos que los conocimientos y habilidades que adquiera lo ayudarn a con-vertirse en un ciudadano mejor informado, partcipe de un mundo que cada vezse vuelve ms complejo en los aspectos tecnolgicos y le permitir reflexionar yelaborar, como mnimo, una posicin crtica respecto de los riesgos y beneficiosque esta ciencia y los que trabajan para su desarrollo aportan a la humanidad.

El Mdulo contiene cuatro Unidades, que deber ir estudiando en orden sucesi-vo. La primera lo introduce en el mundo de la Qumica y le propone mirar deotra forma la realidad que lo rodea. En la segunda Unidad deber utilizar algu-nos conocimientos ya obtenidos en EGB y ampliar el uso de modelos para expli-car los hechos descriptos en la primera Unidad. Con los contenidos de la terce-ra Unidad llegar a conocer la forma en que, desde la Qumica, se estudia la re-lacin entre las propiedades de las sustancias y su estructura ntima. En lacuarta Unidad su atencin ser llevada hacia los cambios qumicos que se pro-ducen a su alrededor, relacionndolos con todo lo aprendido en las Unidadesanteriores. Podr as comprender diversos fenmenos que utiliza habitualmen-te en su vida cotidiana. Esperamos que esa comprensin le ayude a actuar enforma adecuada para el cuidado del ambiente y de su propio organismo.

Algunas recomendaciones importantes: repase los temas vistos en EGB, le ayu-darn en esta nueva etapa. Es necesario que lea cuidadosamente todo el mate-rial que le ofrecemos, y que realice las actividades propuestas. Si se le presen-tan dudas, consulte con su tutor para que cada tema le quede completamenteclaro antes de seguir adelante.

8 | Qumica

La clave de correccin le permitir controlar sus respuestas, as podr ver si es-t respondiendo adecuadamente a lo que se pide en cada actividad. Puede leeralguno de los textos que figuran en la Bibliografa u otros libros de Qumica quepueda conseguir, para ampliar las explicaciones que le ofrece este Mdulo.

En algunos casos, cuando necesite efectuar clculos, le ser muy til contar conuna calculadora cientfica. Su tutor puede indicarle cmo usarla.

| 9Presentacin

Objetivos

Esperamos que una vez que haya realizado la experiencia propuesta en este M-dulo usted logre:

Desarrollar actitudes positivas hacia la Qumica, apreciando sus aportesen relacin con el progreso de la Humanidad y en la resolucin de proble-mas ambientales.

Adquirir y utilizar adecuadamente el vocabulario cientfico al describir obje-tos o fenmenos observados, as como la simbologa propia de la disciplina.

Observar, experimentar y sacar conclusiones acerca de algunos fenme-nos naturales o artificiales, aplicando procedimientos prximos a los deuna metodologa cientfica.

Diferenciar las observaciones y descripciones de materiales y sus propie-dades (nivel macroscpico) de los modelos utilizados para explicar dichasobservaciones (nivel submicroscpico).

Manejar clculos y construir e interpretar cuadros o grficos simples.

Reconocer e interpretar cambios qumicos de importancia para la vida dia-ria o la industria.

Aplicar estrategias personales para el anlisis y resolucin de situacionesproblemticas relacionadas con la Qumica.

Actuar como ciudadano consciente de la necesidad de cuidar el medio,usando en forma racional los materiales y la energa.

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U N I D A D

Qumica: un delicado equilibrio entre riesgos y beneficios1

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ACTIVIDAD1

12 | Qumica

Introduccin

En las conversaciones cotidianas puede aparecer la palabra qumica con dife-rentes connotaciones, no siempre positivas. Por ejemplo, cuando se quiere des-valorizar a un alimento procesado, suele exclamarse esto no es natural... estlleno de qumicos!. Con la palabra qumicos, quienes no tienen conocimientossobre el tema identifican a las sustancias sintticas, aquellas que la naturalezano provee, pero olvidan, o no saben, que muchas de las sustancias naturales sonidnticas a las fabricadas en el laboratorio.

Todo lo que comemos son mezclas de qumicos, tanto la leche recin ordeadacomo la leche en polvo; la vitamina C de las naranjas es idntica a la que compra-mos en la farmacia. Es ms, nuestro propio cuerpo es un conjunto enorme dequmicos, o dicho con ms propiedad de sustancias, que en su continua trans-formacin hacen posible la vida. Por ende, en el origen de las enfermedades es-t la qumica y en su curacin tambin. Pero, aunque usted se cuente entre aque-llos que no tienen a priori una imagen negativa sobre la qumica o sobre los queproducen el conocimiento de la misma, qu partido tomara frente a ciertos he-chos donde ambos son algunos de los protagonistas? Le presentamos algunosejemplos, para que piense cul es su opinin al respecto.

a :| Qu partido tomar cuando se contaminan los ocanos por derramesde petrleo de los buques cisterna?

b :| Habra que prohibir el consumo de los combustibles fsiles o sus de-rivados, naftas, carbones, gasoil? Fundamente su respuesta.

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:| Observe las siguientes imgenes, exprese las sensaciones y sentimientosque le despiertan y responda las preguntas que se plantean.

| 13UNIDAD 1 | Qumica: un delicado equilibrio entre riesgos y beneficios

b :| De qu lado ponerse cuando se alerta sobre el calentamiento del pla-neta, con el consiguiente derretimiento de los casquetes polares, de-bido a la acumulacin de gases provenientes de la actividad industrial?

c :| Es posible retornar a la produccin artesanal de bienes materialescon una poblacin mundial demandante en continuo crecimiento? Fundamente su respuesta.

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ACTIVIDAD2:| Analice las siguientes situaciones y las imgenes que las acompaan.a :| La celeridad de la vida moderna admitira la vuelta al uso de la trac-

cin a sangre en los medios de transporte? Justifique su respuesta.

ACTIVIDAD 2[continuacin]

14 | Qumica

d :| Vale la pena recordar el explosivo crecimiento demogrfico: la poblacinmundial ha pasado de menos de 2 mil a casi 6 mil millones de personasen un siglo. Dejaramos de utilizar fertilizantes que permiten aumentarla produccin de granos para alimentar a esa creciente poblacin?

e :| Sintetice con una palabra o una frase cada una de las imgenes.

f :| Establezca relaciones entre las situaciones presentadas.

g :| Presente alternativas que usted considera aceptables para la resolu-cin de las situaciones planteadas.

Volveramos a curar nuestras enfermedades con pcimas de secreta composi-cin, hierbas y conjuros mgicos como en la Edad Media? Aqu seguramente la to-ma de posicin es menos dubitativa. Nos consta que el aumento del promedio devida se debe a la medicina preventiva (uso de vacunas y medios de diagnsticoadecuados), a la mejor alimentacin, a la provisin de agua potable y al desarro-llo de medicamentos cada vez ms especficos y exitosos.

Podramos seguir dando ejemplos de este delicado equilibrio riesgo-beneficio,donde la Qumica y sus hacedores parecen ser unas veces el villano y otras el h-roe de la pelcula.

Al completar su estudio de este Mdulo de Qumica podr comparar las respues-tas que acaba de dar a las preguntas que le planteamos, con las que en ese mo-mento le parezcan ms adecuadas. Es posible que haya cambiado de idea res-pecto de algunos temas que afectan su vida y la de los dems ciudadanos. En esecaso, la Qumica habr contribuido a ampliar su visin del complejo mundo enque nos toca vivir.


El mundo que nos rodea

Acabamos de ver algunos ejemplos donde los aportes de la Qumica se ponen demanifiesto. Esta disciplina cientfica comparte con otras ciencias el objetivo tico decontribuir a mejorar la vida del ser humano. Sin embargo, tiene un lugar casi exclu-sivo en su intento de explicar el mundo material ya que l es su objeto de estudio.

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Llamamos mundo material a todas las formas en que la materia se presenta en

nuestro universo. Forman parte de l tanto el aire que respiramos como el agua

de ros y mares, los objetos y los diversos seres vivos que pueblan la tierra.

El estudio minucioso de la composicin de la materia que constituye a todos loscuerpos de nuestro mundo lleva a la explicacin de sus propiedades y comporta-miento. Ese conocimiento nos permite utilizar la materia y sus transformacionesen nuestro propio beneficio.

16 | Qumica

Si nos preguntramos entonces, dnde est el objeto de estudio de la Qumica?nos responderamos que en todas las cosas del mundo sensible: en el aire, en lossuelos, en los espejos de agua, en las plantas, en nuestro cuerpo, en nuestrosvestidos, en las viviendas, en la computadora, en el lpiz, en los alimentos, en losmedicamentos y en los cientos de objetos de la vida cotidiana.

La Qumica tambin sustenta otro tipo de conocimiento, por ejemplo sobre el genoma

humano, y sobre la filiacin de las personas, cosas que no se ven pero de cuya im-

portancia no se duda.

Primera mirada con ojos de qumico

Si usted mira a su alrededor la habitacin en que se encuentra, notar que estrodeado de diferentes objetos que sirven para su confort, su vestimenta, su ali-mentacin, en fin, su vida. Podramos decir que est rodeado de diversas formasde materia, que tienen peso, ocupan un lugar en el espacio y estn hechas de di-ferentes materiales, entendiendo por tal aquello que se us para fabricarlos.

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ACTIVIDAD3

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a :| Haga una lista de por lo menos 10 de esos objetos que lo rodean, indicandoen cada caso el material de que est hecho.

b :| Analice la lista que acaba de terminar. Seale al lado de cada objeto las ca-ractersticas del material que lo compone, por qu esas caractersticas leparecen importantes para haber elegido ese material en la fabricacin deese objeto?

c :| Piense en algn objeto empleado en el hogar que no use un producto de laindustria qumica en su fabricacin.

d :| Discuta sus ideas con el profesor tutor.

Las caractersticas que acaba de indicar en su lista corresponden a propiedadesdestacables de cada material, que lo diferencian de otros y lo hacen apto para de-terminados usos.


a :| Hay vasos de diferentes materiales: de vidrio, de metal, de plstico Culser ms adecuado para darle a un nio pequeo? Por qu?

b :| Las toallas que usamos son en general de algodn, un material que absor-be bien el agua, Sera conveniente cambiar el algodn por el nylon comomaterial para las toallas? Por qu? Seale en qu casos le parece que se-r mejor usar este material. Tenga en cuenta algunas de sus propiedades,tales como su resistencia al desgaste o al ataque de hongos y polillas.

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ACTIVIDAD4

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ACTIVIDAD5

Es probable que en la lista que confeccion en la Actividad 3 hayan aparecidomencionadas otras propiedades de los diferentes materiales, tales como dureza,elasticidad, brillo u opacidad, posibilidad de arrugarlo o rigidez, etc.

Propiedades y usos

Todos tenemos en claro que se eligen determinados materiales para ciertos usos,por sus propiedades que los hacen justamente adecuados para esos usos. Las es-culturas de hielo que a veces se realizan para adornar, son muy vistosas, pero na-die pensara en realizar una duradera obra de arte en hielo, tratara de usar unmaterial como el mrmol o el bronce.

Le enunciamos a continuacin algunas propiedades que pueden aparecer men-cionadas al describir ciertos materiales: ductilidad, maleabilidad, viscosidad, den-sidad, solubilidad, combustibilidad, conductividad elctrica.

:| Trate de determinar claramente a qu se refiere cada una de ellas. (Le su-gerimos usar un diccionario, puede encontrar algunas pistas tiles).

Las propiedades que acabamos de mencionar, que dependen del tipo de materialen estudio, sin tomar en cuenta la cantidad de material disponible, se denominanpropiedades intensivas o especficas. Existen en cambio otras propiedades de losmateriales, como su masa o el volumen que ocupan, que s dependen de la can-tidad de material que se estudie: son las propiedades extensivas.

Propiedades intensivas: no dependen de la cantidad de materia, slo depen-den del material en s mismo.

Propiedades extensivas: son las que dependen de la cantidad de materia quese est estudiando.

18 | Qumica

a :| Si necesita seleccionar un material para un uso determinado qu le resul-tar ms til, conocer sus propiedades intensivas o extensivas? Por qu?

b :| Suponga que le muestran dos cubos metlicos muy parecidos, y le indicanque uno es de plata y el otro de platino. Si tuviera como nico dato que elvolumen ocupado por cada uno de ellos es de 5 cm3 podra sealar cul esel cubo de platino? Y si le dieran adems la masa de cada uno de los cu-bos, le sera posible hacerlo? Por qu?

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ACTIVIDAD6

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ACTIVIDAD7 :| Identifique segn corresponda las propiedades y/o los materiales utilizadosen las siguientes situaciones y responda en su carpeta:

a :| Qu propiedad del vidrio lo hace adecuado para colocar en las ventanas?

b :| El agua no es til para sacar manchas de grasa, se usan para ellootros lquidos como la nafta. Con qu lquido puede eliminar de sucamisa una mancha de bolgrafo? Qu propiedad de estos diferenteslquidos utiliza en cada caso?

c :| Las latitas de gaseosas o cerveza se fabrican de aluminio. Qu pro-piedad de este material lo hace til para ese uso?

d :| De qu material estn hechos los cables para instalaciones elctri-cas? Con qu material estn recubiertos estos cables? Qu propie-dad le parece que se aprovecha en cada caso?

e :| Por qu conviene que las manijas de las cacerolas no sean de metalsino de madera o plstico?

. . . .. . Hagamos un alto en el camino...

Cuando se van adquiriendo o recuperando conocimientos, resulta convenienteusar alguna forma de organizarlos, por ejemplo esquemas, clasificaciones o re-des conceptuales. Vamos a utilizar estas herramientas en diferentes momentosde este Mdulo, para que usted pueda luego seleccionar las que le resulten msadecuadas a su forma de estudio.

Repasemos un poco los conceptos que han aparecido resaltados hasta este mo-mento: materia, materiales, propiedades, propiedades intensivas y extensivas.Una red puede sintetizar algunas relaciones entre ellos.


Clasificaciones y criterios

Cuando tenemos muchos ejemplos de lo que estamos estudiando, en general tra-tamos de agrupar esos ejemplos de alguna manera para que resulte ms sencillocompararlos, relacionarlos, en una palabra estudiarlos. Las diferentes formas enque podemos agruparlos se denominan clasificaciones. En cada clasificacin utili-zamos algn criterio para agrupar los integrantes del conjunto con que trabajamos.

Materia Materiales Propiedades

Propiedadesintensivas

Propiedadesextensivas

est formada por poseen pueden ser

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ACTIVIDAD8a :| Suponga que sobre la mesa en que est trabajando tiene varios objetos: unmantelito, lpices, un bolgrafo, hojas de papel, un libro de tapas duras, unvaso con agua, un pauelo.

Usando como criterio para clasificarlos si son rgidos o flexibles, completeel siguiente cuadro, colocando los ttulos y ubicando cada objeto en la co-lumna que le corresponda.

b :| Analice la clasificacin que le presentamos a continuacin y decida cul fueel criterio utilizado.

aceite - vinagre - vino - agua sal - hielo - harina - queso

20 | Qumica

Trataremos ahora de clasificar los materiales que nos rodean. Podemos apli-car diferentes criterios para esta clasificacin. Una forma de clasificarlos con-siste en determinar su procedencia, es decir si son sintticos o naturales, enotras palabras si han sido fabricados o no por el hombre a travs de procesosqumicos industriales.

Hasta fines del siglo XIX (hace un poco ms de 100 aos), todos los materiales quese utilizaban eran naturales, algunos sin ningn tipo de procesamiento, como laleche, un tronco de rbol o un trozo de oro, otros manufacturados a partir de ma-terias primas naturales, como el queso, el vino, el acero o una tela de seda o dealgodn. Actualmente, se siguen utilizando las materias primas que nos suminis-tra la naturaleza, con metodologas cada vez ms sofisticadas que mejoran losmateriales finales obtenidos, pero tambin han irrumpido en nuestras vidas losmateriales sintticos, que han desplazado en muchos casos a los naturales.

La seda sigue siendo un material muy usado o ha sido reemplazado por las fi-bras sintticas?

En cuntos casos el material plstico ha desplazado al vidrio como envase pa-ra alimentos?

Las levaduras y fermentos son utilizados desde la antigedad, con ellos se fabri-caron vinos, quesos, yogur y tantos otros productos. Actualmente se los sigue uti-lizando, pero la biotecnologa ha avanzado buscando nuevas tcnicas para gene-rar nuevos productos, por ejemplo la leche cultivada o la soja transgnica. Otrosejemplos del uso de materiales sintticos se encuentran en el campo de los me-dicamentos. Muchos productos son elaborados en forma sinttica en los labora-torios de la industria farmacutica, algunas veces imitando a la naturaleza, comopor ejemplo en la vitamina C, en otros casos diseando productos con determina-das caractersticas, como en el caso de la aspirina.


:| Seleccione por lo menos 6 materiales que utilice con frecuencia y clasif-quelos segn su origen. Para los materiales manufacturados que haya se-leccionado, identifique la materia prima con la que fueron hechos.

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ACTIVIDAD9

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ACTIVIDAD10:| Lea el siguiente texto:

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RES

UM

EN

Materiales

Naturales Sintticos

Materias primas

Materiales manufacturados

Sin elaboracin

segn su origenpueden clasificarse en

pueden usarse comopueden usarse

permiten obtener

[...]Para la obtencin de todos los materiales que utilizamos, el planeta Tierra es

siempre, en ltima instancia, el proveedor de materias primas.

Cuando algunos de los materiales que existen en la naturaleza se transforman

en tiles para el hombre, por efecto de su propia accin y porque aprende a

usarlos, son reconocidos como recursos.

Las comunidades primitivas, formadas por grupos reducidos de personas, usa-

ban pequeas cantidades de recursos -llamados naturales- tales como rboles,

animales, minerales.

A medida que aumentaron sus conocimientos y mejoraron sus prcticas en

relacin con la agricultura, la ganadera, la metalurgia, la medicina, se pro-

long la vida de los hombres, con lo que aument la poblacin... y tambin

sus necesidades.

Esto llev a que cada vez se usaran mayores cantidades de recursos y no siem-

pre de manera cuidadosa.

22 | Qumica

Como consecuencia, se produjeron alteraciones diversas, por ejemplo en el cli-

ma o en la vegetacin en todo el planeta. Tambin comenzaron a producirse

grandes cantidades de desechos.

Los dos procesos: la alteracin del medio y la produccin de desechos, han ge-

nerado daos a veces irreparables en el medio ambiente.

Esta situacin se ha transformado en preocupacin para los defensores de las

condiciones de vida de los habitantes del planeta. Se preguntan, como noso-

tros: sern repuestos por la naturaleza los recursos utilizados? Todos o algu-

nos? En poco o mucho tiempo? Podrn ser reemplazados algunos materiales

por otros? Se podra evitar, eliminar o reciclar cierto tipo de basura?

a :| Por qu la palabra recurso est subrayada?

b :| Relacione esta palabra con otras que aparecen en el texto.

c :| Se hizo alguna vez las preguntas que aparecen en el texto u otras si-milares? Se le ocurren algunas respuestas?

d :| Podra proponer algunas ideas relacionadas con estos temas?

e :| Asocie las situaciones planteadas con lo que sucede en el lugar donde vive.


a :| Busque en diarios o revistas algunas noticias que se relacionen con las pre-guntas anteriores y, si es posible, disctalas con sus compaeros y su pro-fesor tutor.

b :| Cul le parece que puede ser el papel de la Qumica en estas situaciones?Podr ayudar a resolver estos problemas? Justifique sus respuestas.

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ACTIVIDAD

Volvamos a la clasificacin de los materiales. Podemos intentar usar otro criteriopara clasificarlos.

Veamos: cules de los materiales mencionados hasta ahora son gases a tempe-ratura ambiente?

Es muy comn dejar de lado el aire, pese a que es un material indispensable pa-ra que usted siga con todo lo que corresponde a su vida diaria... en realidad a suvida, ya que sin aire no podra mantenerla! Nos fijamos mucho ms en los sli-dos y en los lquidos.

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ACTIVIDAD12Le proponemos usar como criterio de clasificacin de materiales el estado deagregacin en que se encuentran habitualmente. Le recordamos que estos esta-dos son slido, lquido y gaseoso.

:| Mencione 5 ejemplos de materiales:

::.. Slidos que utilice habitualmente.

::.. Lquidos que tenga a su alrededor.

::.. Al estado gaseoso que conozca.

Es probable que le cueste un poco esta lista, tenga cuidado de no confundir gasescon nieblas (gotitas en suspensin en un gas) o con humos (partculas slidas ensuspensin en un gas).

Al hablar de los estados de agregacin en que se pueden observar los materiales,surge de inmediato el hecho de que se puede producir el cambio de estado de unmaterial determinado. El ejemplo que tenemos, continuamente, a nuestro alcan-ce es el agua, que podemos observar a nuestro alrededor en los tres estados: s-lido, en los cubitos de hielo que tanto apreciamos en verano o la nieve que en al-gunos lugares de nuestro pas se acumula en invierno; lquido, en la bebida msapreciada para calmar la sed oen la lluvia que nos moja algu-nos das y gaseoso en el airehmedo que nos agobia en ve-rano, en las zonas cercanas acursos de agua.

Cuidado! Un error muy comn es considerar que las nubes o lo

que vemos salir del pico de la pava cuando hierve el agua es va-

por, pero en realidad se trata de pequeas gotitas de agua lqui-

da en suspensin en el aire: el vapor de agua es invisible.

Sistemas materiales: mezclas, soluciones y sustancias

Las formas de clasificacin que se han analizado hasta aqu, permiten diferenciaralgunos materiales, pero en general cuando se necesita describir ms detallada-mente un cierto material, es preciso mencionar otras propiedades. Usted ya sabeque las propiedades intensivas son las que le permiten diferenciar un material deotro. Ahora vamos a analizar con ms detalle este tema, ya que la mayora de losmateriales que tenemos a nuestro alrededor son en realidad mezclas formadaspor varios componentes.

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24 | Qumica

Por ejemplo, en un trozo de granito se pueden notar a simple vista trocitos de mi-ca brillante, partes de cuarzo blanco cristalino o semitransparente y regionesopacas y grises de un tercer componente del granito, denominado feldespato.

Es decir que el material que llamamos granito es una mezcla slida de trescomponentes.

Nos interesa conocer la composicin de los materiales que usamos, ya que aspodemos evitar riesgos (por la presencia de componentes peligrosos) o mejorarla calidad de un material.

Para estudiar la composicin de un material, aislamos una porcin del mismo,nos olvidamos del recipiente que lo contiene, y hablamos del estudio de un siste-ma material.

Llamamos sistema material a todo cuerpo o conjunto de cuerpos -cualquiera

sea su constitucin- elegido para ser observado y analizado. Un sistema ma-

terial siempre tiene masa y ocupa un lugar en el espacio.

a :| Analice el sistema formado por un poco de agua con cubitos flotando, y de-termine si se trata de un sistema material formado por uno o ms compo-nentes. Fundamente su respuesta.

b :| El agua que se puede recoger al borde de un arroyo ser un sistema ma-terial formado por uno o ms componentes? Argumente su respuesta.

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ACTIVIDAD13


Fases: cada una de las partes de un sistema heterogneo que presentan dife-

rentes propiedades intensivas.

c :| Analice la lista de sistemas materiales que sigue:

::.. una muestra de suelo del jardn;

::.. aire;

::.. tintura de yodo;

::.. una manija de bronce;

::.. un poco de agua de mar;

::.. un caldo de pollo;

::.. agua de la canilla;

::.. leche.

Cules de estos sistemas materiales podra clasificar como mezclas?

Lleve al encuentro de tutora la resolucin de esta actividad.


Seguramente en algunos de los ejemplos dados no tendr dudas, ya que a simplevista puede apreciar diferentes componentes del sistema, que en esos casos sedenomina sistema heterogneo, pero en muchos otros casos esto no es as.Cul fue su respuesta en el caso del aire? Y con el agua de la canilla, o la ma-nija de bronce? En estos ejemplos no es posible diferencias a simple vista varioscomponentes, como tampoco en el caso de la leche. Pero si miramos una gota deleche al microscopio veremos pequeas gotitas de materia grasa flotando en unlquido: ahora podemos afirmar que se trata de un sistema en el que se observanpor lo menos dos fases, zonas del sistema con diferentes propiedades.

Agua pura. Una fase. Si tomamosdistintas porciones podemos veri-ficar que cualquiera de ellas es in-colora, hierve a 100 C, solidifica a0 C, no es combustible.

Clavos en agua salada. Dos fases.Cualquier trocito de uno de los cla-vos ser gris, con propiedades mag-nticas, brillo metlico; cualquierporcin del lquido ser incoloro ysalado.

26 | Qumica

Para ponerse de acuerdo respecto de los diferentes sistemas que pueden estu-diarse, se ha tomado como lmite de observacin un tipo especial de microscopio,el ultramicroscopio. Un sistema en el que no pueden diferenciarse fases al obser-varlo al ultramicroscopio, se denomina sistema homogneo. Si ahora revisa nue-vamente la lista que estudi en la Actividad anterior, es probable que pueda dife-renciar los sistemas heterogneos y homogneos enumerados en la misma.

Pero, puede asegurar que los sistemas que ha clasificado como homogneos es-tn formados por un solo componente, o se trata de mezclas? Analice el caso delagua de la canilla: se trata de agua pura o puede tener algunos componentes di-sueltos en ella? Sabe cmo est compuesta la tintura de yodo? la manija debronce? Y qu sabe del aire? Las respuestas a estas preguntas nos obligan a di-ferenciar dos tipos de sistemas homogneos: las mezclas homogneas, habitual-mente llamadas soluciones, y las sustancias. En las soluciones estn presentespor lo menos dos componentes, formando un sistema homogneo, mientras quelas sustancias son sistemas homogneos formados por un nico componente.

Veamos algunos ejemplos para aclarar este tema: el aire es una mezcla gaseosa,usted ya sabe que contiene oxgeno, nitrgeno, dixido de carbono, vapor de aguay mnimas cantidades de otros gases. Pero en esta mezcla no es posible observarfases diferentes, ni el ultramicroscopio nos permite diferenciar sus componentes,por lo cual decimos que el aire es una solucin gaseosa. Lo mismo sucede en elcaso del agua potable que sale de las canillas: se trata de una solucin, en estecaso lquida, de varias sustancias que estn disueltas en el agua. Si en cambio es-tudiamos una muestra de agua destilada, encontraremos que contiene solamen-te agua, en este caso hablamos de una muestra de la sustancia agua.

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ACTIVIDAD14 :| Es correcto afirmar que el agua contenida en un vaso es un sistema homo-gneo mientras que agua con cubitos de hielo es un sistema heterogneo?Justifique su respuesta.

Tratemos de aclarar un poco ms el concepto de sustancia: es un material cuyaspropiedades intensivas le son caractersticas, definidas e invariables, en determi-nadas condiciones de presin y temperatura.

Cada sustancia posee, entre otras propiedades, determinados valores de:

densidad,

punto de ebullicin: temperatura a la cual hierve el lquido a presin at-mosfrica normal,

punto de fusin: temperatura a la cual funde el slido o solidifica el lqui-do a presin atmosfrica normal,

solubilidad en determinados solventes: es la cantidad de sustancia quepuede disolverse en un solvente dado, a determinada temperatura.


Los valores para estas propiedades se denominan constantes fsicas. Veamos al-gunos ejemplos:

El cobre presenta brillo, es buen conductor de la corriente elctrica, sudensidad es de 8,9 g/cm3, su punto de fusin es de 1083 C, es insolubleen agua.

La acetona es un lquido incoloro, combustible, que hierve a 56 C, solidi-fica a -95 C, su densidad es 0,8 g/cm3.

El color, el punto de fusin, el punto de ebullicin, la densidad, la dureza, sonpropiedades observables de las sustancias. Se trata de propiedades fsicas por-que se pueden exhibir, medir y observar sin que se produzca un cambio en laidentidad y composicin del material. En cambio las propiedades qumicas slose pueden observar en las reacciones qumicas, es decir cuando el tipo de ma-terial cambia. Son propiedades qumicas, por ejemplo, ser o no combustible, po-der sufrir o no descomposicin, reaccionar o no con determinadas sustanciasdando origen a otras.

Cada sustancia tiene un grupo nico de propiedades intensivas (fsicas y qumi-cas) que permiten reconocerla y distinguirla entre otras, sin importar cmo sehaya obtenido esa sustancia ni de dnde provenga. Por ejemplo, la sal (el cloru-ro de sodio) que se obtiene de salinas argentinas tiene las mismas propiedadesque la proveniente de otros pases.

Recuerda que ya mencionamos los estados de agregacin en que se puede en-contrar cualquier material? Tambin mencionamos los cambios de estado quepueden producirse. Retomemos ese tema por un momento, ya que acabamos demencionar el punto de fusin y de ebullicin de las sustancias.

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ACTIVIDAD15El grfico que sigue sintetiza los cambios de estado:

:| Para repasar sus conocimientos, le pedimos que coloque sobre cada flechael nombre del cambio de estado correspondiente.

28 | Qumica

Si no los recuerda, puede utilizar la lista que le damos como ayuda:

::.. evaporacin o vaporizacin

::.. fusin

::.. licuacin o condensacin

::.. solidificacin

::.. sublimacin

::.. volatilizacin


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ACTIVIDAD16 :| Como estamos trabajando con los cambios de estado, le planteamos una se-rie de situaciones relacionadas con ellos, para que aplique sus conocimientos.

a :| Qu cambio de estado se aprovecha cuando tendemos la ropa a secar?

b :| Por qu tendemos la ropa en lugar de dejarla en un montn?

c :| Qu sucede con el hielo seco que se pone sobre los helados en lasconservadoras, al dejarlo al aire? Se observa algn lquido rodeandolos trocitos, como pasa en el caso de los cubitos de hielo? Qu cam-bio de estado se est produciendo?

d :| En el tanque transparente de los encendedores a gas se observa unlquido. Al abrir la vlvula que permite la salida, sale un gas que se en-ciende con la chispa. Qu cambio de estado se ha producido?

e :| Cul dura ms, una bolita de naftalina entera o partida? Por qu?

f :| Qu recipiente, una botella o un balde, ser ms adecuado para lo-grar una rpida evaporacin de un determinado volumen de agua?Por qu?

Analice sus respuestas en el encuentro de tutora.

Hagamos otro alto para recapitular. Podemos relacionar los conceptos nuevosque hemos incorporado, en una nueva red. Como ya imaginar al final del trata-miento de este tema le pediremos que rena todo lo aprendido en una sola red,que ser una especie de resumen de la Unidad.

Le recomendamos que observe bien las caractersticas de las redes que le vamospresentando, para que luego le resulte ms sencillo elaborarlas. Observe que ca-da concepto est relacionado con otro u otros, por medio de flechas sobre lascuales est expresada la relacin que liga esos conceptos. Si la red est bien he-cha, se puede leer una oracin correcta empezando en un concepto y terminandoen otro, por ejemplo un sistema material puede ser un sistema heterogneo ouna solucin tiene dos o ms componentes.


Sistema material

Sistema heterogneo Sistema homogneo

Fase

Mezcla

Solucin

Sustancia

Componente

puede ser

permite observar varias

presenta una sola

puedeser

es una

tiene unsolo

tiene dos o ms

tiene dos o ms

es un tipo de

es un tipo de

Podemos sintetizar tambin los conceptos desarrollados por medio de una tablade doble entrada. Doble entrada significa que superponemos dos criterios declasificacin diferentes, uno en las columnas y otro en las filas. En la tabla apa-recen algunos ejemplos.

Sistema homogneo

(una fase)

Sistema heterogneo

(varias fases)

Ejemplos: hierro, agua, nitrgeno

gaseoso, azcar.

Ejemplos: agua con trozos de hie-

lo, oro en fusin.

Ejemplos: solucin de sal en

agua, aire, latn (solucin slida

de cinc en cobre).

Ejemplos: granito, aceite y vinagre.

Mezcla(varios componentes)

Sustancia(un componente)

Para pensar un poco:

a :| El vinagre es una sustancia o una solucin?

b :| Cuntas fases tiene una solucin de azcar en agua? Cuntos componen-tes tiene?

c :| Una bebida gaseosa, es un sistema homogneo o heterogneo?

Clasificacin de sistemas materiales

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ACTIVIDAD17

Segnnmero de fases

Segn nmero decomponentes

30 | Qumica

Sigamos el camino de un material de uso cotidiano

Usted ya sabe que nuestro planeta nos provee de los materiales que necesitamos.Algunos de ellos pueden ser usados tal como se encuentran en la naturaleza,mientras que otros requieren un proceso de extraccin y elaboracin.

Qu cambios sufren estos ltimos materiales desdela naturaleza hasta nuestras manos? Vamos a seguirel rastro de uno de ellos, la sustancia denominadacloruro de sodio, desde la salina hasta el salero.

En todas las comidas, todos los das, un poquito decloruro de sodio... es decir un poco de sal de cocina.

De dnde proviene la sal que consumimos? El cloru-ro de sodio -sal comn- se encuentra en la naturale-za. En estado slido aparece formando parte de lacorteza terrestre, en salinas y en salares. Tambin sela halla disuelta en el agua de mar.

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:| Observe el mapa eidentifique las pro-vincias en que se en-cuentran las princi-pales salinas y sala-res argentinos.

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ACTIVIDAD18


El cloruro de sodio se encuentra en losyacimientos salinos mezclado conotros materiales, fundamentalmenteotras sales, formando una mezcla, esdecir un sistema material heterog-neo. Como puede suponer, para obte-ner el cloruro de sodio hay que sepa-rarlo de los otros materiales que loacompaan y para ello habr que apro-vechar las propiedades que diferenciana la sal del resto.

Le proponemos una actividad experimental que le permitir hacer algo parecidoa lo que se hace en las salinas.

Suponga que tiene una mezcla de sal y tiza y quiere separar sus fases. Se le ocu-rre cmo hacerlo?

Va a necesitar: trocitos de tiza, sal gruesa o fina, agua, un recipientetransparente resistente al calor, una cuchara, una fuente de calor(mechero o calentador).

:| Proceda as:::.. Mezcle cantidades similares de sal y de tiza en el recipien-

te. As habr obtenido el sistema heterogneo con el queva a trabajar.

::.. Agregue agua y revuelva con la cuchara. Deje reposar.Qu sucedi?

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ACTIVIDAD19

Salinas Grandes, Provincia de Crdoba. Explotacin de sal comn.

::.. Cmo explica lo que observ?

32 | Qumica

Se han producido dos procesos: la disolucin de la sal y la sedimentacin de la tiza.

Tanto la tiza como la sal siguen estando presentes, slo que la sal no se ve por-que est disuelta en el agua. La identidad de cada uno de los materiales no fueafectada: decimos que se han producido en el sistema cambios fsicos.


Los materiales que constituan el sistema heterogneo inicial tienen dis-tintas propiedades, en particular la solubilidad en agua y esta diferenciaes la que nos permiti realizar una primera separacin.

Avancemos un poco ms: se trata ahora de separar la tiza del agua salada. C-mo hacerlo? Podra intentarlo por alguno de estos mtodos:

Tanto la decantacin como la filtracin son mtodos mec-nicos que permiten separar una fase slida de una lquida.

Podemos llegar ms lejos.

Cmo hara para recuperar la sal que est disuelta en el agua?


Cuando iniciamos esta actividad experimental le habamos pedido que tuviera amano una fuente productora de calor. Lleg elmomento de utilizarla, para separar la sal porevaporacin de agua.

:| Cmo podra recuperar la sal si no dis-pusiera de una fuente de calor? Averige elnombre que recibe este proceso, tenien-do en cuenta que se van formando crista-les de sal.


Ya haba separado la tiza al decantar o filtrar y ahora ha recuperado la sal. Ha lo-grado as completar la tarea, que podemos sintetizar de la siguiente manera:

Sistema inicial

Decantacin o filtracin

Evaporacin

Productos finales

Disolucin extractiva

34 | Qumica

En los experimentos realizados hasta aqu separ la sal -que es soluble en agua-de la tiza -que no lo es-.

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ACTIVIDAD20 En la vida cotidiana hacemos frecuentemente separa-ciones basadas en diferencias de solubilidad. Le mos-tramos una en esta foto.

:| Escriba otras en su carpeta.

Volvamos a la salina

El material que se extrae de la salina es una mezcla de cloruro de sodio con im-purezas. A este material se le agrega agua. La sal se disuelve mientras que lasimpurezas insolubles sedimentan y son separadas por decantacin. Queda unasolucin acuosa, agua salada; se trata de un sistema lquido homogneo. A sim-ple vista no pueden distinguirse sus componentes ni pueden ser separados porfiltracin. Como recordar, ya hablamos de las soluciones como una mezcla ho-mognea de dos o ms sustancias.

El agua salada obtenida contiene, adems de cloruro de sodio, pequeas canti-dades de otras sales disueltas, que son eliminadas antes de continuar el proce-so de purificacin.

El cloruro de sodio disuelto enagua puede ser separado eva-porando lentamente el agua,para dar tiempo a la formacinde cristales. Ya mencionamosantes que este proceso se lla-ma cristalizacin.

La sal obtenida por cristaliza-cin est hmeda. Se la centrifu-ga y se la seca con aire caliente.

Puede observar cristales como s-tos si mira con una lupa la sal grue-sa que se usa en la cocina.


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ACTIVIDAD21

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ACTIVIDAD22

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ACTIVIDAD23

:| Repase todo el proceso descrito, desde la salina hasta la cocina. Sintetce-lo por medio de un esquema y analcelo con su profesor tutor.

La sal que consumimos es cloruro de sodio puro? En verdad no, ya que se le ha-cen algunos agregados.

:| Haga un listado de otras sustancias que acompaan a la sal que utilizamosen la cocina. Le sugerimos que lea con atencin las etiquetas de variasmarcas de sal para saberlo.

Si analiza con cuidado la serie de procesos que llevaron a la sal desde la salinahasta nuestro salero, notar que a partir de un sistema heterogneo inicial se hanido aplicando mtodos de separacin de fases, aprovechando diferencias en laspropiedades de los componentes de cada sistema. Disolucin, decantacin, filtra-cin, evaporacin, son procesos en los que se van separando sustancias pero nin-guna ha cambiado su identidad. Decimos por ello que todos los cambios produci-dos son cambios fsicos, para diferenciarlos de aquellos que modifican completa-mente a las sustancias involucradas.

Si calentamos un poco de azcar, obtendremos caramelo, y si nos descuidamos ve-remos escapar un poco de vapor y tendremos finalmente una masa negra de car-bn. Se ha producido otro tipo de cambio, al que denominamos cambio qumico. Lasustancia que tenamos inicialmente se ha descompuesto, dando lugar a la apa-ricin de otras completamente diferentes. Decimos por eso que el azcar es unasustancia compuesta, ya que puede ser descompuesta al calentarla.

Muchas sustancias pueden ser descompuestas, pero hay algunas como por ejem-plo el oxgeno gaseoso, el oro, el carbn, el mercurio, el azufre, que no pueden serdescompuestas: las denominamos sustancias simples. Podemos ahora comple-tar el esquema de relaciones incluyendo estos nuevos conceptos.

:| Elabore una red utilizando los conceptos siguientes: sustancia, sustanciacompuesta, sustancia simple, descomposicin, cambio qumico. No se olvi-de de colocar sobre cada flecha la relacin que conecta los dos conceptosunidos por ella.

36 | Qumica

Hagamos un pequeo alto en el camino para plantear una reflexin: partiendo deuna mirada a nuestro alrededor, hemos llegado a algunos conceptos clave de laQumica, los de sustancias simples y compuestos (sustancias compuestas).

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RES

UM

EN

Trabajemos un poco ms con las soluciones

Un tipo de sistemas materiales que encontramos con muchsima frecuencia en lavida cotidiana son las soluciones, tambin llamadas disoluciones. Tanto las solu-ciones gaseosas, como las lquidas y las slidas estn presentes continuamentea nuestro alrededor. Si preparamos un poco de mate cocido, despus de colarlotenemos una solucin; un anillo de oro 18 kilates es en realidad una solucin s-lida (tambin llamada aleacin) de cobre y plata en oro: lo de 18 k significa quecada 24 partes de material, 18 son oro y el resto corresponde a los otros metalesque lo acompaan (el oro puro, por convencin, se denomina oro 24 kilates), y aspodramos seguir con los ejemplos. Por eso, vale la pena detenernos un poco eneste tipo de sistemas.

Muchas de las soluciones que utilizamos estn formadas por dos componentes:soluto y solvente. Denominamos soluto al componente de la solucin que se en-cuentra en menor proporcin y solvente al que est en mayor proporcin. As, sianalizamos una muestra de agua salada, la sal es el soluto y el agua el solvente.

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:| Averige cul es el solvente y cul o cules los solutos en las siguientes so-luciones: vino, vinagre, agua tnica, soda, plata 900.

Una primera pregunta que podemos formular en relacin con las soluciones es sipueden separarse sus componentes. La respuesta es que s, hay mtodos denomi-nados mtodos de fraccionamiento, que permiten esta separacin utilizando algu-na diferencia en las propiedades de los diferentes componentes del sistema. Unomuy conocido es la destilacin, que aprovecha la diferencia en el punto de ebulli-cin de soluto y solvente. Por ejemplo, si deseamos separar el agua y la sal de unamuestra de agua salada, podramos pensar, -como en el caso de la salina- en eva-porar el agua. Pero en ese caso, perdemos uno de los componentes del sistema,el agua. Para obtener por separado ambos componentes, debemos recuperar elagua a medida que se evapora: esto es lo que se logra en una destilacin.

El aparato que muestra la imagen explica el mtodo usado: el vapor de agua quesale de la solucin al calentarla es obligado a pasar por un tubo donde se lo enfra,

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ACTIVIDAD24


con lo cual cambia de estado, volviendoal estado lquido y puede ser recogido.Se produce un doble cambio de estado(vaporizacin-condensacin) y as seobtiene el agua por un lado y la sal que-da como residuo en el recipiente dondese coloc inicialmente la solucin.

Un mtodo basado en el mismo prin-cipio, pero en gran escala, permiteobtener por ejemplo diferentes com-bustibles (naftas, gasoil, etc.) a partirdel petrleo.

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ACTIVIDAD25

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ACTIVIDAD26

:| Es posible preparar soluciones con diferente proporcin de soluto a solvente?

a :| Prepare dos soluciones, una con una cucharada de azcar disuelta enun vaso de agua y otra con tres cucharadas de azcar en la mismacantidad de agua.

b :| Indique cul es el soluto y cul el solvente en cada solucin.

c :| Seale qu diferencias puede encontrar entre ambas soluciones.

d :| Cul de las soluciones tiene mayor proporcin de soluto respecto dela cantidad de solvente?

Aparte del sabor, que por supuesto ser diferente, decimos que estas solucionestienen distinta concentracin, entendiendo por tal la cantidad de soluto presenteen una determinada cantidad de solvente. En forma cualitativa, podemos diferen-ciar soluciones que tienen poco soluto, soluciones diluidas, de las que tienen ma-yor cantidad de soluto, soluciones concentradas.

a :| Intente agregar a un vaso de agua 1, 2, 3, ... cucharadas de azcar, revol-viendo bien luego de cada agregado.

b :| Anote sus observaciones.

c :| Repita la prueba utilizando sal en lugar de azcar.

d :| Es posible agregar cualquier cantidad de soluto a una determinada canti-dad de solvente?

e :| Hay alguna diferencia entre lo que observa con el soluto azcar y el soluto sal?

Recuerde:

Unidad de masa el kilogramo, kg (las unidades no llevan punto final). Submltiplo ms usado: gramo, g 1 kg = 1000 gOtro submltiplo usado: miligramo, mg 1 mg = 0,001 g

Unidad de volumen, el metro cbico, m3

Submltiplo muy usado, centimetro cbico, cm3 1 m3 = 1000 cm3

Habitualmente se usan tambin como medidasde volumen el litro, L y el mililitro, mL 1 L = 1 dm3 = 1000 cm3 = 1000 mL

Unidad de densidad usada habitualmente: g/cm3, es decir la masa engramos de sistema que ocupa un volumen de 1 cm3. En el caso del agua,uno de los solventes ms comunes, su densidad a temperatura ambientees aproximadamente igual a 1 g/cm3, es decir que 1 gramo de agua ocu-pa un volumen de 1 cm3.

38 | Qumica

Las soluciones que no admiten mayor cantidad de soluto, sino que ste queda enel fondo sin disolver, se denominan soluciones saturadas. Observe que el siste-ma homogneo que tena inicialmente, el agua, sigui siendo homogneo mien-tras pasaba a ser una solucin diluida y luego concentrada, pero finalmente llega un punto en que se transform en un sistema heterogneo: las dos fases pre-sentes son la solucin saturada y el resto de soluto que no se disuelve.

Cuando se desea informar de un modo ms exacto acerca de la composicin deuna solucin, se indica en forma numrica su concentracin. Por ejemplo, si sedisuelven 20 gramos de sal en un recipiente que contiene 80 gramos de agua,cul ser la masa de solucin que se obtiene? Evidentemente, 100 gramos. Pa-ra indicar la composicin de este sistema, decimos que se trata de una solucinde sal en agua de concentracin 20% en masa, con lo cual indicamos que el 20%de la masa total del sistema es sal. Tenga en cuenta que la masa total del siste-ma ser la suma de las masas de sus componentes, pero el volumen final puedeser algo diferente de la suma de los volmenes utilizados.

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ACTIVIDAD27 :| Resuma por medio de una red o esquema los conceptos que hemos presen-tado acerca del tema soluciones.

Le sugerimos que repase las unidades que se usan habitualmente para expre-

sar masas y volmenes, sus mltiplos y las formas de pasar de unos a otros,

por ejemplo de litros a mililitros, de gramos a kilogramos, de dm3 a cm3, etc.


:| Si un recipiente contiene 300 g de solucin de sal en agua con una concentra-cin del 20% en masa, qu cantidad de sal est disuelta en ese recipiente?

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ACTIVIDAD28

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ACTIVIDAD29

Tambin puede expresarse la concentracin de una solucin, indicando la masade soluto presente en determinado volumen de solucin, generalmente 100 mL ocm3 (recuerde que 1 mL = 1 cm3). Por ejemplo si tenemos disueltos 15 g de solu-to en 150 mL de solucin, diremos que la concentracin de esta solucin es 10%m/V. El clculo correspondiente es:

150 mL de solucin 15 g de soluto

100 mL de solucin x = 15 g x 100 mL/150 mL

= 10 g de soluto en 100 mL de solucin, o 10 % m/V

Tenga en cuenta que al dar la concentracin de una solucin, estamos in-dicando la proporcin de soluto a solvente o de soluto a solucin, o seaque estamos caracterizando a esa solucin independientemente de lacantidad de la misma que en un momento dado usemos.

Veamos una aplicacin de lo que estamos estudiando.

Para preparar aceitunas para su consumo, hay que quitarles el sabor amargo,lo que se puede hacer aadiendo sosa en polvo (hidrxido de sodio, NaOH) alagua en la que se encuentran las aceitunas. Normalmente se aade 1 kilogra-mo de sosa por cada 3 litros de agua (que pesan 3 kg, recuerde que la densidaddel agua es 1 g/mL). Se obtienen as 4 kg de solucin, y se determina expe-rimentalmente que la densidad de esta solucin es 1,25 g/mL.

a :| Calcule qu volumen de solucin se obtiene. (Recuerde que d = m/V).

b :| Cul ser la concentracin de esa solucin expresada en gramos desoluto disueltos en cada litro de disolucin?

c :| Cul ser la concentracin expresada en % en peso?

d :| Si separamos un cucharn (100 mL) de esa disolucin. Cul ser laconcentracin de la sosa en el lquido del cucharn?

e :| Cuntos gramos de sosa habr en el lquido de ese cucharn?

Consulte sus respuestas con el profesor tutor.

40 | Qumica

Estos conocimientos que acaba de adquirir acerca de la concentracin de solu-ciones le pueden ser tiles en diferentes aspectos de su vida diaria. Por ejemplo,las etiquetas de muchos productos que compramos habitualmente, traen infor-macin acerca de su composicin. Si se trata de soluciones, por ejemplo una be-bida alcohlica, suele venir indicada la concentracin de alcohol que presenta.

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ACTIVIDAD30 Una cerveza fuerte seala en la etiqueta concentracin alcohlica: 6 % en volumen.a :| Qu significa ese dato?

b :| Si usted bebe el contenido de una botella de esta cerveza, es decir 750 mLqu cantidad de alcohol ha ingerido?

El cuadro que sigue informa sobre el porcentaje de alcohol en diferentes bebidas:

Cerveza

Vino

Jerez

Whisky

Gin

Coac

4

10

20

40

40

40

Fermentacin de cebada.

Fermentacin de azcar del jugo de uva.

Vino con agregado de alcohol.

Destilacin del lquido producto de fermentacin de cebada.

Destilacin del lquido producto de fermentacin de trigo o maz.

Destilacin de vino.

% de alcohol(en volumen)

Bebida Forma de preparacin


Como indica el cuadro, diferentes bebidas contienen distinta cantidad de alco-hol. Pero no hay que olvidar que el volumen de bebida es tan importante comoel porcentaje de alcohol que tiene. Le mostramos ahora algunos datos intere-santes, acerca de la cantidad de bebida que contienen diferentes recipientesusados habitualmente:

Un baln de cerveza: 285 mL

Una copa de vino: 125 mL

Una copita de jerez: 50 mL

Una medida de whisky: 25 mL

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ACTIVIDAD31a :| Compare el porcentaje de alcohol de las bebidas segn la forma de preparacin.b :| Utilice los datos de la tabla anterior y el contenido de diferentes vasos de

bebida para determinar en qu caso se ingiere ms alcohol.

c :| Qu conclusiones obtiene de sus resultados?

A lo largo de los temas desarrollados en esta Unidad, usted se ha adentrado enel mundo de la Qumica, partiendo de sus propias experiencias con el mundo quelo rodea. Hemos presentado una serie de conceptos que seguir empleando en elresto del Mdulo, ya que forman la base sobre la que se construye el conocimien-to de esta disciplina. Tambin los seguir empleando en su vida diaria, donde po-dr discutir determinados temas que aparecen con frecuencia en los diferentesmedios de comunicacin o en las conversaciones, con una postura sostenida enuna mejor comprensin de los fundamentos cientficos que la avalan.

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