OPERACIONES DE FRACCIONAMIENTO

DESTILACIÓN

La destilación es la operación de fraccionamiento en la cual mediante evaporación y condensación,  se separan los diferentes componentes líquidos y /o sólidos disueltos en líquidos o gases licuados de una mezcla, aprovechando los diferentes puntos de ebullición (temperaturas de ebullición) de cada una de las sustancias ya que el punto de ebullición es una propiedad intensiva de cada sustancia, es decir, no varía en función de la masa o el volumen, aunque sí en función de la presión.

La misma puede ser simple o fraccionada

 La  destilación simple o destilación sencilla es un tipo de destilación donde los vapores producidos son inmediatamente canalizados hacia un condensador o refrigerante el cual los refresca y condensa de modo que el destilado resulta líquido, aunque no siempre puro. La destilación sencilla se usa para separar aquellos líquidos cuyos puntos de ebullición difieren en más de 20°C aproximadamente o para separar líquidos de sólidos no volátiles..
Consiste en entregarle calor al sistema hasta alcanzar la temperatura del líquido de menor punto de ebullición , así este pasa a estado gaseoso , sus vapores entran en el refrigerante dónde condensan , y se obtienen así como destilado . La temperatura debe mantenerse constante para que la otra sustancia no entre en ebullición, y permanezca en el matraz de destilación. Debemos tener también la precaución de que en el refrigerante el agua circule a contra corriente para que los vapores calientes no choquen con el agua fría de la canilla.

 

CROMATOGRAFÍA

La cromatografía es un método u operación de fraccionamiento utilizada para separar los constituyentes de sistemas homogéneos permitiendo identificar y determinar las cantidades de dichos componentes., tiene aplicación en todas las ramas de la ciencia y está basada en el principio de retención selectiva
Las técnicas cromatográficas son muy variadas, pero en todas ellas hay una fase móvil que consiste en un fluido (gas, líquido o fluido supercrítico) que arrastra a la muestra a través de una fase estacionaria que se trata de un sólido o un líquido fijado en un sólido. Los componentes de la mezcla interaccionan en distinta forma con la fase estacionaria. De este modo, los componentes atraviesan la fase estacionaria a distintas velocidades y se van separando al ser arrastrados por la fase movil .
Cromatografía en papel
La cromatografía en papel es un proceso muy utilizado en los laboratorios para realizar unos análisis cualitativos ya que pese a no ser una técnica muy potente no requiere de ningún tipo de equipamiento. Ejemplo: test de embarazo y antidoping
La fase estacionaria está constituida simplemente por una tira de papel filtro. La muestra se deposita en un extremo colocando pequeñas gotas de la solución y evaporando. Luego el disolvente empleado como fase móvil se hace ascender por capilaridad. Esto es, se coloca la tira de papel verticalmente y con la muestra del lado de abajo dentro de un recipiente que contiene fase móvil en el fondo.
Después de unos minutos cuando el disolvente deja de ascender o ha llegado al extremo se retira el papel y seca. Si el disolvente elegido fue adecuado y las sustancias tienen color propio se verán las manchas de distinto color separadas. Cuando los componentes no tienen color propio el papel se somete a procesos de revelado.
Hay varios factores de los cuales depende una cromatografía eficaz: la elección del disolvente y la del papel de filtro.

 

 

CRISTALIZACIÓN

La cristalización es un proceso por el cual se forma un sólido cristalino, ya sea a partir de un gas, un líquido o una disolución.

Se emplea en química con bastante frecuencia para purificar una sustancia sólida.

Es una operación de de fraccionamiento por medio de la cual se separa un componente de una solución liquida obteniéndose  el sólido en forma de cristales que precipitan, evaporando la lìquida.  Es una operación necesaria para todo producto químico que se presenta comercialmente en forma de polvos o cristales, ya sea el azúcar o sacarosa, la sal común o cloruro de sodio.

Cada sólido cristaliza de una forma diferente, a continuación se muestran cristales de cloruro de sodio y sulfato de cobre (celeste)

MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE FASES

Métodos de separación de fases

Son métodos que permiten separar las fases de un sistema heterogéneo. 
Cada método está pensado para un tipo particular de sistema, y la utilización de un método determinado dependerá de los materiales y del estado de agregación en que se encuentran los componentes del sistema.

Los métodos que vamos a estudiar son:

a) Tamización: es un método que se utiliza para separar sistemas heterogéneos, si este posee un sólido grande de un líquido, (como por ejemplo pedregullo y agua); o a dos sólidos de tamaños diferentes, (como por ejemplo: harina y arroz). El instrumento que se utiliza es un colador (TAMIZ).

b-   Filtración: se utiliza para separar sistemas formados por un sólido finamente dividido y un líquido, como por ejemplo: talco y agua.

 

  C- Imantación: es un método indicado para separar dos sólidos, si uno de ellos tiene la propiedad de ser atraído por un imán. Ejemplo: arena y limaduras de hierro. 

 

 

d- Decantación: es un método que puedes aplicar cuando las fases de un sistema están formadas por dos o más líquidos que no se mezclan, a los que los llamaremos inmiscibles, como ejemplo usaremos el agua y el aceite. 

e-Centrifucación: es un método que se utiliza para separar un líquido de un sólido, siempre que el sólido sea finamente dividido y quede disperso en el agua, como por ejemplo: agua con tiza.

f- Sublimación: se utiliza para separar dos sólidos, siempre que uno de ellos sublime, es decir que pase del estado sólido al gaseoso, sin pasar por el líquido, al calentarlo; ejemplo de materiales que sublimen: yodo, naftalina. 

g- Disolución – filtración – evaporación: se usa para separar dos sólidos, uno capaz de disolverse en un solvente y el otro no, como por ejemplo: sal y arena. Al agregar agua al sistema, se disuelve la sal pero la arena no; luego filtramos el sistema y se evapora el agua.

MODELO CORPUSCULAR DE LOS ESTADOS

Modelos de la estructura corpuscular de la materia:

Concepto de modelo:

Según el diccionario de la RAE, el significado del término modelo es: “Representación en pequeño de alguna cosa”. En un significado más amplio un modelo científico es una idealización de la realidad utilizada para plantear un problema, de manera simplificada.  Es una representación conceptual o física a escala de un proceso o sistema (fenómeno), con el fin de analizar su naturaleza, desarrollar o comprobar hipótesis o supuestos y permitir una mejor comprensión del fenómeno real al cual el modelo representa.

Un modelo debe ser capaz de explicar la realidad, (si no es así se desecha y se crea otro).

Modelo de gas:

Los cuerpos que se encuentran en estado gaseoso tienen muy baja densidad, son fácilmente compresibles y carecen de forma y de volumen propio. Por lo que el modelo de un gas debe poder explicar todas estas propiedades.

Los gases, al igual que cualquier otro cuerpo, están formados por pequeñas partículas (corpúsculos). Para poder dar cuenta de las propiedades de los gases, supondremos que estas partículas están muy separadas entre sí y moviéndose continuamente; esto explicaría:

La baja densidad, ya que ésta es consecuencia directa de la gran separación entre las partículas de un gas.

La fácil compresibilidad también se explica por la gran cantidad de espacio vacío que se genera por la gran separación de las partículas de gas.

Los gases se adaptan inmediatamente a la forma del recipiente que los contiene, no tienen forma propia; la calve de ello reside en el movimiento. Como las partículas están en constante movimiento, no tienen dificultad para llenar el recipiente que los contiene, cualquiera sea su forma. Ello explica, entonces, la carencia de forma y de volumen propios.

Modelo de un sólido:

Un modelo que represente a un sólido debe explicar: la elevada densidad, la dificilísima compresión y que poseen forma y volumen propios.

Para poder explicar las propiedades de los sólidos, supondremos que sus partículas están muy juntas entre sí y mantienen posiciones fijas en la estructura del sólido, esto explicaría:

La alta densidad: es debida a la pequeña distancia que separa a cada partícula. A diferencia de los gases, la cantidad de partículas por unidad de volumen es muy elevada.

Los sólidos no necesitan un recipiente que los contenga, tienen forma relativamente estable y su volumen es constante. Esto se debe a que en los sólidos cada partícula ocupa un lugar definido y que las distancias entre ellas se mantienen casi invariables. Dicho de otra manera las partículas de los sólidos forman una estructura rígida.

La casi incompresibilidad se debe a que no existe casi espacio vacío ente las partículas que forman al un sólido.

Modelo de un líquido:

El modelo de un líquido debe explicar: que la densidad de un líquido es mayor que la de un gas, pero menor que la de un sólido; que los líquidos son difíciles de comprimir y que se adaptan a la forma del recipiente que los contiene.

Para poder explicar las propiedades de los líquidos, supondremos que sus partículas están a escasa distancia unas de otras pero no mantienen posiciones fijas; por lo que tienen movilidad, esto explicaría:

La distancia entre las partículas sigue siendo pequeña, lo cual explica que tienen una densidad considerable, mayor que la de los gases pero menor que la de los sólidos. Puesto que hay más partículas por unidad de volumen que en el caso de los gases; pero ese valor es menor al de la cantidad de partículas por unidad de volumen en un sólido.

Son difíciles de comprimir porque tienen poco espacio vacío entre las partículas.

El no poseer forma propia se debe a que las partículas de un sólido no mantienen posiciones fijas, sino que se desplazan con cierta libertad, adaptándose al recipiente que las contiene.

La figura a continuación compara los tres modelos descritos anteriormente:

Características de los estados y modelo corpuscular

Propiedad macroscópica

Es aquella propiedad que se puede distinguir a simple vista.

Macroscópicamente, la materia másica se presenta  en el sistema solar, en uno de cuatro estados de agregación molecular: sólido, líquido, gaseoso y plasma( se puede considerar como una forma especial del estado gaseoso )

Los cuerpos presentan en los diferentes estados físicos  propiedades que los caracterizan

(CONSIDERAMOS A UN CUERPO COMO UNA PORCIÓN DE MATERIA ).

Características macroscópicas de los estados

	Sólido	Líquido	Gaseoso
Forma	Tienen forma propia	No tiene forma propia	No tiene forma propia
Volumen	Tienen volumen propio	Tienen volumen propio	No tienen volumen propio
Compresibilidad	Casi no se pueden comprimir	Se comprimen más fácilmente que los sólidos	Son muy compresibles
Dilatación	Se dilatan muy poco	Se dilatan mas que los salidos	Se dilatan mas que los sólidos y los líquidos
Densidad	Poseen elevada densidad	Densidad media	Densidad alta

Propiedad submicroscópica

Es aquella propiedad que no se ve a simple vista

Los estados de agregación de la materia también presentan propiedades submicroscòpicas que los caracterizan 

Antes de verlas debemos considerar si la materiaes un todo o esta formada por partículas para lo cual realizaremos el práctico nº1 " discontinuidad de la materia ".

De este surge el modelo corpuscular de la materia.

MODELOCORPUSCULAR: LA MATERIA

*está formada por partículas tan pequeñas que no pueden ser vistas

*entre las partículas hay espacio vacío

*las partículas que forman un mismo tipo de materia son iguales entre sí

*aunque la materia se transforma, las partículas no se modifican

Tarea nº2 : Representa cada estado utilizando el modelo corpuscular y el siguiente cuadro

  

Características submicroscópicas

Estado sólido	Estado líquido	Estado gaseoso
Las partículas se encuentran en posiciones fijas y muy juntas	Las partículas forman grupos desiguales y variables. Se encuentran más alejadas unas de otras que en el sólido	Las partículas se encuentran muy separadas
El espacio vacío entre las partículas es casi nulo	Hay más espacio vacío que en el estado sólido	El espacio vacío entre las partículas es enorme comparado con el tamaño de las mismas
Las partículas solo pueden vibrar en posiciones fijas	Las partículas realizan movimientos de rotación traslación y rotación	Las partículas se mueven mucho más que en el estado líquido chocando entre sí y con las paredes del recipiente
Las fuerzas de atracción entre las partículas son muy intensas	Las fuerzas de atracción entre las partículas son menos intensas que en los sólidos y más que en los gases	Las fuerzas de atracción entre las partículas son casi nulas

Tarea número uno

Busca información y responde

1-¿ Qué es la química ?
2-¿ Qué estudia ?¿ Cuándo nace ?
3- ¿ Cuando se produce un cambio químico ? En qué se diferencia de uno físico .
4- Explica en forma breve tres aplicaciones de la química en :

• el cuerpo humano
• la vida cotidiana
• la industria

¿ Todas las aplicaciones mencionadas son beneficas para el hombre ?
    Nombra alguna que consideres no lo sea , explica por qué
5- Lee las siguientes fichas y responde el cuestionario que contienen , estas son también una guia para las primeras cuatro preguntas.
6- ¿Qué es el laboratorio de química ? ¿Cómo se debe trabajar en él ?  ¿Qué cuidado debemos tener con el mobiliario ,materiales y sustancias ?
7-¿ Qué son las frases  R ( riesgo ) y S ( seguridad )y los pictogramas ?
Cita tres ejemplos de cada una y representa también tres pictgramas a elección

Escrito de noviembre

Temas:

- Tabla periódica (Todo).
- Periferia.
- Distribución electrónica, electrones de valencia. Estructura de Lewis.
- Iones.
- Enlace iónico y covalente.

Practica sobre tabla y periferia

Trabajo sobre periferia y tabla 16 -10

1- ¿ Dónde se ubican los electrones dentro de la periferia ?

2- ¿ Cual es el nivel mas próximo al núcleo ? ¿Es el de mayor o menor contenido energético?¿ Cuántos electrones puedo ubicar en él ?

3-¿ Cuanyos electrones puedo ubicar en el segundo nivel ?¿ Y en el tercero ?

4- a-Realiza la distribución electrónica de los siguientes elementos

b- Indica los electrones de valencia de cada uno de ellos

₃ Li

n1	n2	n3

₁₂ Mg

n1	n2	n3

₁₄ Si

n1	n2	n3

₁₇Cl

n1	n2	n3

5-a-Indique si las siguientes afirmaciones referidas al elemento de número atómico 9 son verdaderas o falsas

• es un metal
• se encuentra en estado gaseoso
• pertenece a un grupo representativo
• posee tres electrones en su úñtimo nivel de energía
• su peso atómico es 25
• pertenece al grupo 17 y período 3

b- Indique 3 características del grupo al cual pertenece