Alianza para el Aprendizaje de Ciencias y Matemáticas (AlACiMa)
Junio 1, 2007
Actividad de Química:
Quítate Tú Pa’ Ponerme Yo
Dr. Noel Motta y Dra. Rosa V. Flores, UPR-Río Piedras
Quítate tú pa’ ponerme yo
Objetivos
 Clasificar
una mezcla como homogénea o
heterogénea y describir las características de
cada uno de esos tipos de mezclas.
 Aplicar el concepto densidad para predecir cómo
se distribuyen dos o más líquidos inmiscibles al
mezclarlos.
 Demostrar que al añadir un soluto a una mezcla de
disolventes inmiscibles, hay una partición de ese
soluto entre los disolventes.
Quítate tú pa’ ponerme yo
Objetivos
 Representar
la formación de una mezcla
homogénea o mezcla heterogénea mediante una
representación a escala molecular.
 Describir, mediante una representación a escala
molecular, el efecto que tiene una sal que se
disuelve en agua en la capacidad de ésta para
disolver otros solutos.
 Definir operacionalmente el proceso de “salting-
out”.
Quítate tú pa’ ponerme yo
Estándares Atendidos
 La naturaleza de la ciencia
Las explicaciones científicas deben cumplir con los
siguientes criterios: ser consistentes con la prueba
experimental y tener una estructura lógica.
 Los sistemas y los modelos
La utilidad de un modelo puede probarse por medio
de una comparación entre las predicciones hechas
a base de este y las observaciones
Quítate tú pa’ ponerme yo
Estándares Atendidos
 La estructura y los niveles de organización de la
materia
Las propiedades características de las sustancias
pueden ser utilizadas para separarlas e
identificarlas cuando están presentes en una
mezcla.
Las propiedades macroscópicas de las sustancias
dependen de las combinaciones y de las
estructuras específicas de los átomos que las
componen.
Quítate tú pa’ ponerme yo
Estándares Atendidos
 Las interacciones
Las sustancias, al juntarse, pueden formar mezclas
o reaccionar químicamente.
 La conservación y el cambio
Cuando
se
perturba
un
sistema,
propiedades cambian y otras se conservan.
algunas
Agua – Disolvente
Universal
d−
d+
d−
d+
Molécula
Polar
Propiedades Únicas del Agua
Excelente solvente debido a su polaridad y a su
habilidad de hacer Puentes de Hidrógeno.
Capacidad Calórica y DHevaporación Altos.
Tension Superficial y Capilaridad Altas.
Densidad de Agua Sólida Menor que Densidad de Agua Líquida.
Puentes de Hidrógeno en Agua
d+
El Agua tiene
dos enlaces
O-H y dos
pares de
electrones
solitarios.
d–
El Agua puede formar
hasta cuatro Puentes de
Hidrógeno con cuatro
moléculas de Agua
arregladas de manera
tetrahedral.
Figura 12.21
Silberberg “The Molecular Nature
of Matter and Change” 4ta Ed.
Estados de la Materia
Fases
Condensadas
Cada
Estado
Físico
(s, ℓ, g)
es un tipo
de Fase
Fase:
Parte
físicamente
distinta y
homogénea
de la
materia.
Partículas muy cercanas
y muy organizadas.
Fase
acuosa (ac):
la que
contiene
agua.
Partículas menos cercanas
y más desorganizadas.
Partículas más lejanas
y muy desorganizadas.
Representación de la Materia
a Escala Molecular
Elemento:
Átomos de
una sola
clase.
Elemento:
Compuesto:
Átomos de una Átomos de dos
o más clases
sola clase
unidos
unidos
mediante
mediante
enlace químico. enlace químico.
Mezcla:
Dos o más
elementos o
compuestos
unidos
físicamente.
Clasificación de la Materia
Soluciones
Coloides
Suspensiones
Fuerzas Que Pueden Existir
en la Materia
Fuerzas Intermoleculares:
Existen entre partículas.
Pueden ocurrir entre moléculas, átomos o iones.
Afectan las propiedades físicas de una sustancia.
Fuerzas Intramoleculares:
Existen dentro de las partículas.
Producen distintos tipos de enlaces (iónico, covalente, metálico).
Afectan las propiedades químicas de una sustancia.
Fuerzas Intermoleculares
Predominantes en Soluciones
Figura 13.1
Silberberg 4ta Ed.
Componentes de una Solución
Soluto:
Disolvente:
Componente
de la
solución que
se disuelve
en el
Disolvente.
Componente
de la
solución que
disuelve
al
Soluto.
Usualmente
se encuentra
en menor
cantidad.
Usualmente
se encuentra
en mayor
cantidad.
Figura 3.13
Solubilidad de Solutos
Solubilidad – es la cantidad máxima de soluto que se disuelve en
una cantidad fija de disolvente a cierta temperatura.
Anión
acuoso (ac)
Catión
acuoso (ac)
Figura 4.2 Silberberg 4ta Edición
Ion (ac):
ion
rodeado
de
moléculas
de agua.
Sustancias Miscibles
Sustancias que pueden disolver a la
otra en cualquier proporción.
Agua
El Alcohol y el
Agua son
miscibles
porque tienen
afinidad el uno
por el otro.
CH3OH
Metanol
(un tipo de
Alcohol)
Líquidos Miscibles:
Alcohol y Agua
Figura 13.3 Silberberg 4ta Ed.
Líquidos Inmiscibles
Líquidos que NO pueden disolver al
otro porque no existe afinidad
entre sí. Se forman dos fases.
Agua
C6H14
Hexano
(un tipo de
Alcano)
El Hexano y el
Agua son
inmiscibles
porque no tienen
afinidad el uno
por el otro.
Líquidos Inmiscibles:
Hexano y Agua
Usualmente, el de menor Densidad está arriba.
Densidad = Masa / Volumen
Density (g/cm3, g/mL)
Substance
Physical State
Hydrogen
Gas
0.0000899
Oxygen
Gas
0.00133
Grain alcohol
Liquid
0.789
Water
Liquid
0.998
Table salt
Solid
2.16
Aluminum
Solid
2.70
Lead
Solid
11.3
Gold
Solid
19.3
*At
room temperature(200C) and normal atmospheric pressure(1atm).
Tabla 1.5 Silberberg 4ta Ed.
Hoja de Trabajo: Actividad de Química "Quítate tú pa' ponerme yo" (Estudiante)
Parte I: Demostración Interactiva 1 – Mezcla Homogénea y Heterogénea
Leyenda: Agua = H2O =
Bencina = Mezcla de alcanos =
C5H12, C6H14, C7H16
Página 1
Yodo = I2 =
A. Tinción de Yodo en Agua y en Bencina:
Agitar
5 mL Agua
Botella #1
5 mL Agua y 5 gotas de
Tinción de Yodo
Yodo en Agua
Número de Fases: _____
Tipo de Mezcla:
¿Homogénea o Heterogénea?
Representación a
Escala Molecular
¿Es soluble el Yodo
en Agua?
__________
Agitar
5 mL Bencina
Botella #2
5 mL Bencina y 5 gotas de
Tinción de Yodo
Yodo en Bencina
Número de Fases: _____
Tipo de Mezcla:
¿Homogénea o Heterogénea?
Representación a
Escala Molecular
¿Es soluble el Yodo
en Bencina?
__________
Parte I:
Demostración
Interactiva 1
A. Tinción de
Yodo en Agua
y en Bencina.
Agua y 5 gotas de
Tinción de Yodo
Bencina y 5 gotas
Tinción de Yodo
Hoja de Trabajo: Actividad de Química "Quítate tú pa' ponerme yo" (Estudiante)
Parte I: Demostración Interactiva 1 – Mezcla Homogénea y Heterogénea
Leyenda: Agua = H2O =
Bencina = Mezcla de alcanos =
C5H12, C6H14, C7H16
Página 1
Yodo = I2 =
A. Tinción de Yodo en Agua y en Bencina:
Agitar
5 mL Agua
Botella #1
5 mL Agua y 5 gotas de
Tinción de Yodo
Yodo en Agua
1
Número de Fases: _____
Tipo de Mezcla:
¿Homogénea o Heterogénea?
Representación a
Escala Molecular
¿Es soluble el Yodo
en Agua?
__________
Sí
Agitar
5 mL Bencina
Botella #2
5 mL Bencina y 5 gotas de
Tinción de Yodo
Yodo en Bencina
1
Número de Fases: _____
Tipo de Mezcla:
¿Homogénea o Heterogénea?
Representación a
Escala Molecular
¿Es soluble el Yodo
en Bencina?
Sí
__________
Bencina y Tinción de Yodo – ¿Mezcla Homogénea?
Bencina y 5 gotas
Tinción de Yodo
Tinción de Yodo es Solución Acuosa.
Bencina y Tinción de Yodo – Mezcla Heterogénea
Hoja de Trabajo: Actividad de Química "Quítate tú pa' ponerme yo" (Estudiante)
Parte I: Demostración Interactiva 1 – Mezcla Homogénea y Heterogénea
Leyenda: Agua = H2O =
Bencina = Mezcla de alcanos =
C5H12, C6H14, C7H16
Página 1
Yodo = I2 =
B. Bencina y Agua:
_________
Bencina
Agitar
Representación a
Escala Molecular
5 mL Bencina
5 mL Agua
Bencina y Agua
2
Número de Fases: _____
Tipo de Mezcla:
_________
Agua
¿Homogénea o Heterogénea?
Densidad Bencina = 0.6 – 0.7 g/mL
Densidad Agua = 1.0 g/mL
¿Son miscibles la
Bencina y el Agua?
__________
No
Parte I:
Demostración
Interactiva 1
Fase de Bencina
C. Tinción de
Yodo en Bencina
y Agua.
Bencina y Agua no
tienen afinidad el
uno por el otro,
así que se separan
en dos fases.
Fase Acuosa
Tinción de Yodo
en Bencina y Agua
Hoja de Trabajo: Actividad de Química "Quítate tú pa' ponerme yo" (Estudiante)
Parte I: Demostración Interactiva 1 – Mezcla Homogénea y Heterogénea (continuación) Página 2
Leyenda: Agua = H2O =
Bencina = Mezcla de alcanos =
C5H12, C6H14, C7H16
Yodo = I2 =
C. Tinción de Yodo en Bencina y Agua:
Yodo y
_________
Bencina
Agitar
Representación a
Escala Molecular
Bencina y Agua
10 gotas de Tinción de
Yodo en Bencina y Agua
Yodo en Bencina y Agua
2
Número de Fases: _____
Tipo de Mezcla:
Yodo y
_________
Agua
¿Homogénea o Heterogénea?
Yodo
en
Agua
Yodo
en
Bencina
Yodo
en
Bencina
y
Agua
¿En que disolvente tiene
I2 mayor afinidad?
__________
Bencina
Yodo se distribuye de manera diferente en Bencina y en Agua.
Yodo exhibe diferencias en cuanto a partición en cada disolvente.
Mayor
cantidad de
Yodo en Fase
de Bencina.
Menor
cantidad de
Yodo en Fase
Acuosa.
Bencina y 5 gotas
de Tinción de Yodo
10 gotas de Tinción de
Yodo en Bencina y Agua
Agua y 5 gotas de
Tinción de Yodo
Partición de un Soluto (Yodo) en
Dos Disolventes (Bencina y Agua)
Hay más yodo en la fase de Bencina que en la fase
acuosa porque yodo tiene mayor afinidad por Bencina.
Partición – lo que ocurre cuando un soluto se distribuye de una
manera característica entre dos líquidos inmiscibles según su
afinidad con cada disolvente.
Hoja de Trabajo: Actividad de Química "Quítate tú pa' ponerme yo" (Estudiante)
Parte I: Demostración Interactiva 1 – Mezcla Homogénea y Heterogénea (continuación) Página 2
Leyenda: Agua = H2O =
Bencina = Mezcla de alcanos =
C5H12, C6H14, C7H16
Yodo = I2 =
Tinción de Yodo en Aceite Mineral y Agua: (opcional)
Yodo y
_________
Aceite
Agitar
Representación a
Escala Molecular
Aceite Mineral
y Agua
10 gotas de Tinción de
Yodo en Aceite y Agua
Yodo en Aceite y Agua
2
Número de Fases: _____
Tipo de Mezcla:
Yodo y
_________
Agua
¿Homogénea o Heterogénea?
Yodo
en
Agua
Yodo
en
Aceite
Yodo
en
Aceite
y
Agua
¿En que disolvente tiene
I2 mayor afinidad?
__________
Aceite
Conclusiones de la Parte I
Parte I: Demostración Interactiva 1 – Mezcla Homogénea y Heterogénea
A. Tinción de Yodo en Agua y en Bencina
La Tinción de Yodo se disuelve en Bencina y en Agua, así que Yodo tiene
afinidad por ambos disolventes.
B. Bencina y Agua
La Bencina y el Agua no son miscibles, no se mezclan, así que no tienen
mucha afinidad el uno por el otro.
Como Bencina tiene densidad menor que la de Agua, Bencina flota sobre la
fase acuosa.
C. Tinción de Yodo en Bencina y Agua
El Yodo en la Tinción de Yodo tiene mayor afinidad por Benzina que por
Agua.
Hoja de Trabajo: Actividad de Química "Quítate tú pa' ponerme yo" (Estudiante)
Parte II: Demostración Interactiva 2 – Solubilidad de la Sal de Mesa
Leyenda:
Agua = H2O =
Página 3
Bencina = Mezcla de alcanos =
C5H12, C6H14, C7H16
-+
Sal de Mesa = NaCl = -++--+- +
+ - ++-
Yodo = I2 =
Alcohol Isopropílico = (CH3)2CHOH =
-+-
A. Sal de Mesa en Agua:
-+
-++--+- +
+ - + +-+-
-
+
+
-
-
+
+
Agitar
5 mL Agua
Botella #1
5 mL Agua y 0.5 g
de Sal de Mesa
+
Agua y Sal
1
Número de Fases: _____
Tipo de Mezcla:
¿Homogénea o Heterogénea?
-
-
Representación a
Escala Molecular
¿Se disuelve la Sal de
Mesa en el Agua?
__________
Sí
Hoja de Trabajo: Actividad de Química "Quítate tú pa' ponerme yo" (Estudiante)
Parte II: Demostración Interactiva 2 – Solubilidad de la Sal de Mesa
Leyenda:
Agua = H2O =
Bencina = Mezcla de alcanos =
C5H12, C6H14, C7H16
-+
Sal de Mesa = NaCl = -++--+- +
+ - ++-
Página 3
Yodo = I2 =
Alcohol Isopropílico = (CH3)2CHOH =
-+-
B. Sal de Mesa en Bencina:
-+
-++--+- +
+ - ++-+-+
-++--+- +
+ - + +-+-
Agitar
5 mL Bencina
Botella #2
5 mL Bencina y 0.5 g
de Sal de Mesa
Bencina y Sal
2
Número de Fases: _____
Tipo de Mezcla:
¿Homogénea o Heterogénea?
Representación a
Escala Molecular
¿Se disuelve la Sal de
Mesa en Benzina?
No
__________
Hoja de Trabajo: Actividad de Química "Quítate tú pa' ponerme yo" (Estudiante)
Parte II: Demostración Interactiva 2 – Solubilidad de la Sal de Mesa
Leyenda:
Agua = H2O =
Página 3
Bencina = Mezcla de alcanos =
C5H12, C6H14, C7H16
-+
Sal de Mesa = NaCl = -++--+- +
+ - ++-
Yodo = I2 =
Alcohol Isopropílico = (CH3)2CHOH =
-+-
C. Sal de Mesa en Alcohol Isopropílico:
-
-+
-++--+- +
+ - ++-+-
+
+
Agitar
5 mL Alcohol
Isopropílico 70%
Botella #3
5 mL Alcohol y 0.5 g
de Sal de Mesa
Alcohol y Sal
2
Número de Fases: _____
Tipo de Mezcla:
¿Homogénea o Heterogénea?
Conclusión de la Parte II:
La Sal de Mesa (NaCl) tiene mayor
y menor afinidad por la Bencina.
-+
- ++-- +
+- +
- +-
Representación a
Escala Molecular
¿Se disuelve la Sal de
Mesa en el Alcohol?
__________
Sí, pero
parcialmente.
afinidad
por
el
Agua
Hoja de Trabajo: Actividad de Química "Quítate tú pa' ponerme yo" (Estudiante)
Parte III: Tarea en Grupos – Alcohol, Agua, y Carbonato de Sodio (otra sal)
Leyenda: Agua = H2O =
Otro Tipo de Sal = Na2CO3 =
Bencina = Mezcla de alcanos =
C5H12, C6H14, C7H16
+
+ 2- +
+ 2- + 2+ 2- +
+
Página 4
Yodo = I2 =
Alcohol Isopropílico = (CH3)2CHOH =
A. Agua y Alcohol Isopropílico:
Agitar
5 mL Agua
Botella #1
5 mL Agua y 5 mL de
Alcohol Isopropílico 70%
Agua y Alcohol
Botella #1
Número de Fases: _____
1
Tipo de Mezcla:
¿Homogénea o Heterogénea?
Representación a
Escala Molecular
¿Son miscibles el Agua
y el Alcohol?
__________
Sí
Hoja de Trabajo: Actividad de Química "Quítate tú pa' ponerme yo" (Estudiante)
Parte III: Tarea en Grupos – Alcohol, Agua, y Carbonato de Sodio (otra sal)
Leyenda: Agua = H2O =
Otro Tipo de Sal = Na2CO3 =
Bencina = Mezcla de alcanos =
C5H12, C6H14, C7H16
+
+ 2- +
+ 2- + 2+ 2- +
+
Página 4
Yodo = I2 =
Alcohol Isopropílico = (CH3)2CHOH =
B. Carbonato de Sodio en Mezcla de Agua y Alcohol 70%:
+
+ 2- +
+ 2- + 2+ 2- +
+
_________
Alcohol
Representación a
Escala Molecular
Agitar
5 mL Agua y
5 mL Alcohol
Botella #2
Agua, Alcohol y 1.0 g de
Carbonato de Sodio
(Na2CO3)
Agua, Alcohol y
Carbonato de Sodio
Botella #2
2
Número de Fases: _____
Tipo de Mezcla:
+
2-
+
2-
+
+
+
2-
+
¿Homogénea o Heterogénea?
Densidad Alcohol = 0.7 – 0.8 g/mL
Densidad Agua = 1.0 g/mL
¿En cuál disolvente se
disolverá mejor la Sal?
__________
Agua
Sal y
Agua
_________
Parte III:
Tarea en Grupos
C. Tinte Azul en
Alcohol
Isopropílico (70%)
y
Tinte Azul
en Agua
Alcohol y una gota
de Tinte Azul
Agua y una gota
de Tinte Azul
Hoja de Trabajo: Actividad de Química "Quítate tú pa' ponerme yo" (Estudiante)
Parte III: Tarea en Grupos – Alcohol, Agua, y Carbonato de Sodio (continuación)
Leyenda: Agua = H2O =
Otro Tipo de Sal = Na2CO3 =
+
+ 2- +
+ 2- + 2+ 2- +
+
Bencina = Mezcla de alcanos =
C5H12, C6H14, C7H16
Alcohol Isopropílico = (CH3)2CHOH =
Página 5
Yodo = I2 =
Tinte Azul =
C. Tinte Azul en Agua y Alcohol Isopropílico:
Agitar
5 mL Agua y
5 mL Alchohol
Botella #1
Agua, Alcohol
Isopropílico 70% y una
gota de Tinte Azul
Agua, Alcohol y Tinte
Botella #1
1
Número de Fases: _____
Tipo de Mezcla:
¿Homogénea o Heterogénea?
Representación a
Escala Molecular
¿Son miscibles el Tinte,
el Agua y el Alcohol?
Sí
__________
Hoja de Trabajo: Actividad de Química "Quítate tú pa' ponerme yo" (Estudiante)
Parte III: Tarea en Grupos – Alcohol, Agua, y Carbonato de Sodio (continuación)
Leyenda: Agua = H2O =
Otro Tipo de Sal = Na2CO3 =
+
+ 2- +
+ 2- + 2+ 2- +
+
Bencina = Mezcla de alcanos =
C5H12, C6H14, C7H16
Página 5
Yodo = I2 =
Alcohol Isopropílico = (CH3)2CHOH =
Tinte Azul =
C. Tinte Azul en Agua, Alcohol y Carbonato de Sodio:
_________
Agitar
Representación a
Escala Molecular
5 mL Agua, 5 mL
Alcohol, y 1.0 g
Carbonato de Sodio
Botella #2
Agua, Alcohol,
Carbonato de Sodio
(Na2CO3) y una gota de
Tinte Azul
Agua, Alcohol, Carbonato
de Sodio, y Tinte
Botella #2
_________
Número de Fases: _____
Tipo de Mezcla:
¿Homogénea o Heterogénea?
¿En cuál fase se
disolverá más la Sal?
__________
Parte III: Tarea en Grupos – Tinte Azul en
Alcohol, Agua, y Carbonato de Sodio
El Carbonato de
Sodio añadido
acapara tanto el
Agua, que la afinidad
entre Alcohol
Isopropílico y Agua
disminuye y se
separan en dos
fases.
El Tinte Azul tiene mayor
afinidad por la fase del
Alcohol Isopropílico que
por la fase Acuosa.
Tinte Azul en
Fase de Alcohol
Densidad Alcohol = 0.7 – 0.8 g/mL
Fase Acuosa
Densidad Agua = 1.0 g/mL
Alcohol, Agua, Carbonato de Sodio y
una gota de Tinte Azul.
Hoja de Trabajo: Actividad de Química "Quítate tú pa' ponerme yo" (Estudiante)
Parte III: Tarea en Grupos – Alcohol, Agua, y Carbonato de Sodio (continuación)
Leyenda: Agua = H2O =
Otro Tipo de Sal = Na2CO3 =
+
+ 2- +
+ 2- + 2+ 2- +
+
Bencina = Mezcla de alcanos =
C5H12, C6H14, C7H16
Página 5
Yodo = I2 =
Alcohol Isopropílico = (CH3)2CHOH =
Tinte Azul =
C. Tinte Azul en Agua, Alcohol y Carbonato de Sodio:
Tinte y
Alcohol
_________
Agitar
Representación a
Escala Molecular
5 mL Agua, 5 mL
Alcohol, y 1.0 g
Carbonato de Sodio
Botella #2
Agua, Alcohol,
Carbonato de Sodio
(Na2CO3) y una gota de
Tinte Azul
Agua, Alcohol, Carbonato
de Sodio, y Tinte
Botella #2
2
Número de Fases: _____
Tipo de Mezcla:
¿Homogénea o Heterogénea?
Densidad Alcohol = 0.7 – 0.8 g/mL
Densidad Agua = 1.0 g/mL
2-
+
+
2-
+
+
2-
+
+
¿En cuál fase se
disolverá más la Sal?
__________
Acuosa
Sal y
_________
Agua
Conclusiones de la Parte III
Parte III: Tarea en Grupos – Alcohol, Agua y Carbonato de Sodio
A. Agua y Alcohol Isopropílico
El Agua y el Alcohol Isopropílico tienen afinidad el uno por el otro y son
miscibles.
B. Carbonato de Sodio en Mezcla de Agua y Alcohol 70%
La Sal llamada Carbonato de Sodio (Na2CO3) tiene mayor afinidad por el
Agua que por el Alcohol Isopropílico.
La Sal acapara al Agua de tal forma que la afinidad entre el Alcohol y el
Agua disminuye, y se separan en fases distintas.
C. Tinte Azul en Agua, Alcohol y Carbonato de Sodio
El Tinte Azul tiene mayor afinidad por el Alcohol Isopropílico que por el
Agua, y por eso se disuelve en la fase del Alcohol que se encuentra sobre
la fase acuosa.
“Salting out” – proceso en el cual se
desplaza un soluto de una solucion por
partículas de una sal que tienen mayor
afinidad por el agua.
El soluto
desplazado tiende a agregarse y formar
una fase separada a la fase acuosa.
Cierre de la Actividad
¿A qué se debe que esta actividad
lleve el título,
“Quítate tú pa’ ponerme yo”?
Se refiere a que un soluto puede reducir la
capacidad de un disolvente para disolver a otro
soluto. La sal, carbonato de sodio, redujo la
habilidad del agua de disolver al alcohol
isopropílico. Es como si la sal le estuviera
diciendo al alcohol: “Quítate tú pa ponerme yo”.
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Actividades del Componente de Química