La materia se puede encontrar en la naturaleza como sustancia pura o formando mezclas. En el caso del cobre, éste se encuentra en rocas formando mezclas con otros minerales. Para separar el cobre de los otros minerales de la mezcla, se realiza la fundición, que es una parte importante del proceso productivo. MATERIA se encuentra



Sustancias puras

Mezclas





para separar constituyentes





Métodos de separación



CONTENIDOS

La materia

según sean

Líquidas

Sólidas

Una mezcla es una combinación de sustancias, llamados componentes de la mezcla. Las mezclas están formadas:

• Por dos o más sustancias puras diferentes. • Por la combinación de sustancias puras con otros elementos. • Por la combinación de dos o más mezclas. Cualquiera sea la manera en que se forman las mezclas, estas pueden ser homogéneas o heterogéneas. Las mezclas homogéneas son aquellas en que no es posible distinguir los componentes que la forman. La mayoría de las mezclas homogéneas son líquidas y se conocen como soluciones. Una solución tiene una soluto (sustancia) que se encuentra disuelto en un solvente. En las mezclas heterogéneas se distinguen con facilidad los componentes que la forman, sean éstas mezclas líquidas o sólidas.

Separación de mezclas Tanto en las mezclas homogéneas como heterogéneas es posible separar y recuperar sus componentes, utilizando diferentes técnicas, las que se basan en propiedades físicas de la materia como por ejemplo, el punto de ebullición, el punto de fusión y densidad.

Mezclas líquidas 1) Mediante ebullición fraccionada y destilación Se utilizan los diferentes puntos de ebullición de los componentes de una mezcla. Así, en la mezcla, los componentes que ebullen a menores temperaturas pasan al estado gaseoso antes que los demás. De esta manera pueden ser recogidos mediante la condensación (el paso del estado gaseoso al estado líquido) en una columna de destilación.

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En esta técnica de separación de mezclas se utilizan los diferentes pesos de los componentes de la mezcla. En la decantación, los componentes sólidos de mayor peso se depositan en el fondo del recipiente. 3) Por separación de fases Esta técnica se basa en las diferentes densidades de los componentes de la mezcla. La densidad es la relación que existe entre la masa de una sustancia y el volumen o lugar que ella ocupa en el espacio. En este procedimiento, los componentes de mayor densidad se van al fondo del recipiente y los de menor densidad tienden a quedarse en la superficie.

CONTENIDOS

2) Por decantación o precipitación

Mezclas sólidas 1) Según el tamaño de las partículas (granulometría) Utilizando un tamiz o colador, las partículas de tamaños menores a los espacios que define el tamiz pasan a través de él, y aquellas de tamaños mayores quedan retenidas en él.   2) Según el peso de los componentes Utilizando la fuerza de gravedad, los componentes de la mezcla que tienen mayor peso caerán más rápido y podrán ser recogidos antes que los más livianos que caerán más lentamente y que pueden ser evacuados utilizando un ventilador. Esta forma de separación de mezclas se utiliza para separar las semillas de trigo o de porotos de la paja y las malezas. 3) Utilizando los colores Los diferentes componentes de una mezcla pueden ser apartados manualmente utilizando esta característica (su color). 4) Utilizando una reacción magnética Algunas sustancias pueden ser atraídas por un imán. Por ejemplo, si se quiere separar virutas de fierro de una mezcla de arena.

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Problema Camilo, el hermano menor de Andrea, echó las mostacillas que ella tenía para hacer un collar en el pote donde su mamá estaba batiendo mantequilla. La mamá de Andrea está muy preocupada porque no sabe cómo sacar las mostacillas de esta pasta, pues son muy pequeñas y no las puede tomar con la mano; y aunque así lo hiciera, seguro que no las podría encontrar todas. Con tus conocimientos de separación de mezclas, y tomando en cuenta el esquema de separación de mezclas y el proceso de fundición del cobre, señala qué harías tu para ayudar a la mamá de Andrea a encontrar las mostacillas.

Cómo solucionar el problema a) Análisis del problema La mantequilla con las mostacillas forman una mezcla

APLICACIÓN PRÁCTICA

Buscando las mostacillas de un collar

Para separar este tipo de mezclas se pueden usar diferentes procedimientos físicos. Haz una tabla como la del ejemplo y chequea si lo que planteas se puede hacer en este caso, y cuáles son las ventajas y desventajas. Procedimiento

Es adecuado

Ventajas

Desventajas

Granulometría

Sí

Es fácil

Es lento y no muy higiénico, tratándose de mantequilla.

Tamizado Evaporación

No



Por tanto, tu hipótesis es que: El procedimiento más indicado en este caso sería porque Señala en qué se parece el procedimiento que tú elegiste con el proceso de fundición del cobre.

b) Selección de materiales Haz una lista de los materiales que necesitarías para demostrar que el método que has escogido es el más adecuado. Materiales: – Un poco de mantequilla. – Unas cuantas mostacillas (un número fijo para saber si las has encontrado todas). – Un recipiente (señala las características) lo suficientemente grande para hacer la mezcla de la mantequilla y las mostacillas. – Una cuchara para revolver. – Lápiz y cuaderno para registrar las observaciones.

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APLICACIÓN PRÁCTICA

c) Procedimiento Escribe paso a paso el procedimiento que realizarás: 1. Preparar la mezcla de mantequilla y mostacillas. 2. 3. 4 5. 6. Tomar nota de lo que observo. 7. Tener cuidado con los materiales y su manejo. 8. Ordenar los materiales y dejar limpio. 9. Lavarme las manos después de terminar. d) Resultados Encontré las mostacillas: Mis resultados fueron los que esperaba porque

Mis resultados no fueron los que esperaba porque

e) Conclusiones De acuerdo con los resultados obtenidos puedo concluir que: El procedimiento que escogí para resolver el problema fue porque Las principales dificultades en este procedimiento son:

Cuando me encuentre ante una situación de separación de mezclas como ésta utilizaré el procedimiento

porque De acuerdo con mis resultados, la tesis que planteaba es:

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Imagina tres situaciones en las que se podría utilizar el procedimiento que tú escogiste: 1. 2. 3

APLICACIÓN PRÁCTICA

f) Proyección

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Ciencia.

Subsector: Estudio y Comprensión de la Naturaleza. Nivel:

6º y 7º Años de Educación Básica.

Descripción general La información que se entrega en el texto Sustancias puras y mezclas se refiere al concepto de separación de mezclas, aplicado a las mezclas homogéneas y heterogéneas. Este concepto se vincula con el proceso productivo del cobre en su etapa de fundición. Allí se separa el cobre de los demás componentes mediante el principio de separación de mezclas líquidas por efectos de las diferencias de densidad. Se ofrece una aplicación práctica mediante la cual se plantea un problema que los alumnos deberán resolver de acuerdo con los conceptos aprendidos. Se proporciona una actividad lo suficientemente dirigida como para que los estudiantes la realicen sin problemas y reflexionen acerca del hacer y los resultados de las experiencias que enfrentan. Objetivos fundamentales

la • Comprender las propiedades básicas • ”Desarrollar capacidad de

de la materia y manejar magnitudes que permiten cuantificar su estudio. Conocer y utilizar procedimientos propios del quehacer científico, en especial formular preguntas, utilizar variadas fuentes de información, observar sistemáticamente, realizar mediciones y comunicar resultados.

•

Contenidos

Objetivos transversales

resolver problemas, la creatividad y las capacidades de autoaprendizaje” (En relación con el crecimiento y autoafirmación personal)

• Sustancias •

puras y mezclas. Procedimiento de separación de mezclas heterogéneas: decantar, filtrar, tamizar.

PARA EL DOCENTE

Sector:

Conceptos claves

• Mezclas heterogéneas. • Mezclas homogéneas. • Punto de ebullición. • Densidad. • Magnetismo. • Granulometría. • Peso. • Color.

Aprendizajes posibles

• Reconocer las diferencias entre las mezclas homogéneas y heterogéneas. • Conocer aplicaciones prácticas en relación con la separación de mezclas. • Planificar las acciones que se deben realizar para resolver un problema. • Aplicar criterios conceptuales y procedimentales para tomar decisiones. • Conocer principios que se aplican en los procesos productivos del cobre. Otras oportunidades de aprendizaje

• Expresarse oralmente con claridad y con propósitos definidos. • Conocer el prefijo ‘homo-’ (parecido) y ‘hetero- (otro, distinto) y aplicar el significado de las palabras ‘homogénea’ y ‘heterogénea’ a diferentes situaciones de la vida diaria. • Analizar las propiedades de los materiales sólidos y diferenciarlas con las de los líquidos y gases. • Interesarse por conocer el impacto del conocimiento científico en la tecnología (separación de mezclas y sus usos en los procesos productivos del cobre y específicamente en la etapa de la fusión, en la fundición).

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Criterios de evaluación Reconoce los diferentes tipos de sustancias. Ejemplifica sobre mezclas que utiliza en la vida diaria. Comprende los textos informativos que lee. Explica los procesos de separación de mezclas. Ejemplifica para cada tipo de método de separación de mezclas.

• • • • •

PARA EL DOCENTE

Sugerencias de evaluación:

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PARA EL DOCENTE

Evaluación Formativa Nombre: Curso:

1.

Fecha:

Define con tus palabras lo que es una mezcla.



2.

Nombra seis alimentos que sean mezclas homogéneas sencillas.



3.

Nombra tres experiencias en que hayas obtenido mezclas heterogéneas.



4.

¿Cómo podrías separar la mezcla de agua con sal que forma el océano?



5.

¿Cómo se separa el cobre de las demás sustancias en la fundición?



6.

Señala la importancia de cada uno de los procedimientos de separación de mezclas que se utilizan para obtener cobre puro en el proceso de fundición.



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Para evitar accidentes recuerde que: 1) El lugar de trabajo debe estar en orden. 2) Se deben seguir todas las indicaciones dadas. 3) Es indispensable estudiar cada experiencia antes de la clase para ahorrar tiempo y evitar errores y riesgos innecesarios. 4) El laboratorio debe ser un lugar para trabajar con seriedad y responsabilidad. 5) Es necesario advertir que los accidentes se deben comunicar a algún adulto que esté en el laboratorio. 6) Hay que trabajar con precaución para evitar que se derramen sustancias. 7) No hay que comer, beber, ni fumar en el laboratorio. 8) Conviene trabajar siempre en un lugar ventilado. 9) La puerta de acceso al laboratorio debe abrir hacia afuera. 10) Atarse el pelo largo para evitar accidentes con la llama del mechero. 11) Nunca calentar sistemas cerrados. 12) Contar con un adecuado equipo para primeros auxilios, conocer los pasos que se deben seguir en cada caso luego de un accidente y llamar luego a un especialista. 13) Lavar inmediatamente con abundante agua los ojos o la piel cuando se entra en contacto con sustancias corrosivas o tóxicas.

MATERIAL COMPLEMENTARIO

Seguridad en el laboratorio

14) odo el material que se utiliza debe quedar limpio al finalizar el trabajo práctico a fin de evitar contaminaciones y/o reacciones no deseadas en posteriores experimentos.

Identificación y características físicas del cobre Símbolo químico

Cu

Punto de Fusión

1.083ºC

Punto de Ebullición

2.582ºC

Densidad

8,93 g/cc

Peso atómico Número atómico Color

63,57 uma 29 rojizo

Buen conductor del calor y de la electricidad Sólido, maleable y dúctil. Lustre mecánico.

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