LA FÍSICA Y LAS MEZCLAS

La física juega un papel importante en el proceso de la enseñanza científica, pues muchos de los conceptos que son básicos para las otras disciplinas provienen de la física. (UNICEF,1970,p.16)

Entendemos así entonces que la Física es  una rama de las ciencias naturales que estudia los fenómenos físicos, entendiendo a éstos como aquellos donde la materia que interactúa no modifica su estructura molecular interna, manteniendo  así sus propiedades primitivas. Es decir, que al estudiar las mezclas y sus métodos de separación debemos recurrir a la física. Ahondemos más en el tema.

En el caso de las mezclas, los procesos de separación simples, usados en el laboratorio son los mismos que los de las industrias. Cada uno de ellos tiene una enorme importancia práctica. Hay que hacer mención especial al proceso de destilación, muy empleado en la industria alimenticia en la preparación de bebidas alcohólicas resultantes de la fermentación de azúcares y cereales o en la industria del petróleo mediante la destilación fraccionada. 


También hay que hacer referencia a la cromatografía gas–liquido, que permite analizar sustancias tóxicas, y a la evaporación, que permite obtener sal a partir del agua del mar. 


Son igualmente relevantes algunos procedimientos artesanales aplicados en los procesos de separación de los constituyentes de las mezclas, como la purificación de harinas o de arenas.

La mayoría de los materiales existentes en la naturaleza y en nuestra vida diaria son mezclas de sustancias. Se puede plantear cómo separarlas. La separación sólo es posible recurriendo a las propiedades de las sustancias que componen las mezclas, dado que las mismas las mantienen (conservan su identidad). Y es aquí donde la física juega su papel primordial, puesto que  al surgir la teoría atómica, quedó claro que todo lo que se podía apreciar macroscópicamente era a causa de los movimientos e interacciones de los átomos (o de cosas aún más pequeñas). De la identidad en sí de la sustancia.  De esa forma, la Física pasó a ser la ciencia subyacente a todas las demás.

·         UNICEF(1970). Nuevas tendencias en la enseñanza de las ciencias. UNESCO, Santiago de Chile.

LA BIOLOGÍA Y LAS MEZCLAS

La palabra biología está formada por dos vocablos griegos: bios (“vida”) y logos (“estudio”). Se trata de una ciencia natural que se dedica a analizar las propiedades y las características de los organismos vivos, centrándose en su origen y en su desarrollo.

La biología investiga aquellos atributos que caracterizan a los ejemplares como individuos y a las especies como grupo, estudiando sus conductas, sus interrelaciones, sus vínculos con el entorno y sus hábitos reproductivos.

Esta ciencia busca descubrir, a partir del análisis de estructuras y procesos, aquellas leyes de carácter general que regulan el funcionamiento orgánico.

Es importante tener en cuenta que la biología abarca diversos campos de estudios que, muchas veces, son considerados como disciplinas independientes. Se puede mencionar a la biología molecular, la genética molecular, la bioquímica y la biología celular, entre otras.

MATERIA

La materia es todo lo que ocupa un lugar en el espacio. Es todo aquello que se forma a partir de átomos o moléculas, con la propiedad de estar en estado sólido, líquido o gaseoso. Son ejemplos de materia las piedras, la madera, los huesos, el plástico, el vidrio, el aire y el agua. Al observar un paisaje pueden verse pájaros, árboles, un río, un caballo pastoreando, flores, etc. Todas esas cosas forman parte de la naturaleza y se pueden ver y tocar. Esa característica común (visible y palpable) que tienen todos los objetos se denomina materia. Es decir, la materia es lo que forman las cosas que tocamos y vemos.

La materia tiene volumen porque ocupa un lugar en el espacio. Además tiene masa, que es la cantidad de materia que posee un objeto y que se puede medir con una balanza.

La materia se encuentra en tres estados diferentes de agregación: sólido (hierro, madera), líquido (agua de mar) y gaseoso (aire atmosférico). En estos tres estados de agregación se observan las siguientes características:

1) La materia está formada por pequeñas partículas.

2) Esas partículas están en constante movimiento (en los gases más que en los líquidos y sólidos).

3) Hay fuerzas de atracción entre las partículas que forman la materia (en los sólidos más que en líquidos y gases).

Esas partículas, que son pequeñísimas y que forman parte de la materia se denominan átomos.

ÁTOMO

Un átomo es la menor cantidad de un elemento químico que tiene existencia propia, y que no es posible dividir mediante procesos químicos.

MOLÉCULA

Es la menor porción de una sustancia que puede existir en estado libre y conservar las propiedades de dicha sustancia. Por ejemplo, la menor porción de agua que puede existir en estado libre y conservar las propiedades del agua es la formada por 1 átomo de oxígeno y 2 de hidrógeno. La molécula es una estructura formada a partir de la unión de dos o más átomos que comparten electrones.

En síntesis, la materia está formada por partes muy pequeñas llamadas átomos. Los átomos se reúnen para constituir moléculas. A su vez, las moléculas se unen para formar sustancias. El suelo, el aire y el agua no tienen vida. Pertenecen al mundo mineral o inorgánico. La materia que forma el agua, suelo y aire se llama materia inorgánica. El árbol, el caballo y el humano, entre otros, pertenecen al mundo de los seres vivos. La materia que los forma se llama materia orgánica. Los compuestos o sustancias orgánicas son aquellos que comprenden a los hidrocarburos y sus derivados. Los hidrocarburos son elementos formados por átomos de carbono y de hidrógeno. Las sustancias inorgánicas comprenden a los restantes compuestos químicos que, en general, se encuentran en la naturaleza como minerales.

LA QUÍMICA Y LAS MEZCLAS

   La química es la ciencia que estudia la composición, estructura y propiedades de la materia, como los cambios que esta experimenta durante reacciones físicas y químicas.

   De hecho de no ser por la química no entenderíamos las reacciones que pueden producirse al juntar una sustancia con otra; por ejemplo: no entenderíamos por qué se da la reacción entre el bicarbonato y el vinagre. Sin los conocimientos actuales no existirían las mezclas, las disoluciones o los elementos.

   La materia es todo lo que forma un cuerpo; está compuesta por diversos tipos de materiales, como agua, hidrógeno, carbono, etc.; estos se clasifican en sustancias puras, que son las que encontramos en la tabla periódica; y mezclas, que se componen de sustancias puras o elementos.

   Todos estamos familiarizados con diferentes mezclas que se encuentran en la naturaleza o que se preparan para el consumo: las medicinas, las bebidas como limonada, batidos, etc. Todas estas mezclas se obtienen combinando dos o más componentes en las proporciones adecuadas, por ejemplo, si agregas mucho limón a la limonada quedará muy concentrada y muy ácida; por ello se deben cuidar las proporciones, para lograr el objetivo para el que fue hecha la mezcla.

En la naturaleza, hay mezclas importantes. Los minerales están mezclados con otros y hace falta separarlos para obtener el material deseado.

A continuación se presentan algunos métodos para separar mezclas:

Filtración: consiste en la separación de una mezcla con una fase sólida y otra líquida. Se usa un filtro para separarlas fases: la parte sólida queda en el embudo y la líquida se filtra en los poros del embudo.

   Tamización: consiste en la separación de sólidos de tamaños diferentes.

   Se usa un tamiz, que es una tela porosa, para que los sólidos
   más pequeños pasen a través del tamiz y los más grandes queden sobre el  tamiz.

     

   Imantación: consiste en separar un material magnético de otros que no 

   presentan esa propiedad. Se usa un imán para atraer el material 

   magnético y separarlo de los otros.

  Centrifugación: consiste en la separación de mezclascuyos  componentes tienen diferentes densidades. Se usa un aparato llamado centrífuga que realiza un movimiento rotatorio, y hace que los materiales más densos se depositen en el fondo del envase.

  Destilación: consiste en separar dos líquidos con diferentes puntos de   

  ebullición. Se calienta la mezcla hasta el punto en que uno de los 

líquidos se evapore, entonces queda el líquido con el punto de ebullición más alto en el recipiente y el otro queda evaporado.

  

  Evaporación: consiste en separar un líquido y un sólido en una disolución. Se evapora el líquido y queda el solido en el recipiente.

Flores, J. (2002). Química 9. Editorial Santillana.

LAS MEZCLAS

  Las mezclas son combinaciones de dos o más sustancias que conservan sus propiedades y características

 Las mezclas que contienen dos o más sustancias simples pueden ser separadas tomando como base las propiedades características de cada una de ellas.

   Las mezclas pueden presentarse en dos formas distintas, homogéneas y heterogéneas:

• Heterogéneas: es una mezcla donde los componentes están físicamente separados y pueden observarse como tal cual son.
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• Homogéneas:es una mezcla donde el aspecto y la composición son uniformes en todas las partes de la misma.     

El componente que está en mayor proporción y que generalmente es líquido se denomina solvente, y el que está en menor proporción soluto. Las soluciones pueden ser sólidas y gaseosas, pero la mayoría de ellas son líquidas.

CARACTERÍSTICAS DE LAS MEZCLAS

1.)  Están formadas por la unión de dos o más sustancias 
2.)  Los componentes se encuentran en proporciones variables.
3.)  Cada componente conserva sus propiedades.
4.) Los componentes se pueden separar por procedimientos mecánicos y/o físicos.

DEPENDIENDO DEL ESTADO EN QUE SE ENCUENTRA LA SOLUCIÓN PUEDE SER

• Disoluciones líquidas. La mayoría de las disoluciones que conocemos están en estado líquido: el vinagre, el alcohol, el agua de mar.

• Disoluciones gaseosas. El aire es una mezcla de gases formando una disolución gaseosa.

• Soluciones sólidas. Las aleaciones metálicas son disoluciones sólidas, como, por ejemplo, el bronce o el acero.

¿QUÉ IMPORTANCIA TIENE LAS MEZCLAS EN NUESTRA VIDA DIARIA?

• Las mezclas son de mucha importancia, ya que nos ayuda en la vida diaria en varias cosas, ejemplos: en la sombra para ojos, al pintar un cuadro (combinación de colores). Las mezclas existen para crear otro tipo de materia. 

• Es muy importante ya que casi el 90% de las cosas que son necesarias para la vida están hechas por una mezcla.