ACTIVIDADES UNIDAD 6
destilación es la técnica que usamos para
separar, mediante
calor, los diferentes componentes
líquidos de una mezcla, que tienen
diferentes puntos de ebullición.
Ya se usaba en la antigüedad, aplicaban calor a una mezcla fermentada
(de alguna planta como la caña de azúcar, maíz, etc.) para obtener
alcohol.
En la imagen de la derecha tienes un dibujo de un destilador.
a. Verás que algunos de los elementos están numerados. Tienes que
completar una tabla en la que indicarás a qué elemento de la lista
corresponde el número de la imagen y describir brevemente la función
que desempeña.
| Refrigerante |
Entrada de agua |
Salida de agua |
Termómetro |
Matraz mezcla |
Matraz destilado |
| Nº |
Elemento |
Función |
| 1 |
|
|
| 2 |
|
|
| 3 |
|
|
| 4 |
|
|
| 5 |
|
|
| 6 |
|
|
b. Identifica los cambios de estado que se producen en el proceso de destilación:
- ¿Dónde se producen?
- ¿A qué estados del agua corresponden?
- ¿Cuál de ellos necesita calor y en cuál se desprende calor?
c. Imagina que en el matraz hay una mezcla de alcohol y agua, el agua
sabes que hierve a 100ºC, y el alcohol lo hace a a 78ºC. Conociendo
estos datos, ¿qué líquido será el que se recogerá en primer lugar en el
matraz de destilado?
d. ¿Podríamos separar dos líquidos que tuvieran el punto de ebullición muy parecido? ¿por qué?
Veamos las respuestas:
a.
| Nº |
Elemento |
Función |
| 1 |
Matraz mezcla |
Es dónde se coloca la mezcla a separar
|
| 2 |
Termómetro |
Conocer la temperatura |
| 3 |
Salida de agua |
Por dónde sale el agua usada para refrigerar |
| 4 |
Refrigerante |
Tubo por donde circula el agua fría |
| 5 |
Entrada de agua |
Por dónde entra agua fría al refrigrante |
| 6 |
Matraz destilado |
Donde se recoge el líquido destilado |
b.
- En el matraz de la mezcla se produce el primer cambio de estado: de líquido a vapor (evaporación). Se necesita calor, por eso utilizamos el mechero
- En el refrigerante se produce el cambio de vapor a líquido (condensación). Se desprende calor, por eso debe de haber una entrada continua de agua, para que se mantenga fría y se pueda condensar bien el vapor.
c. Se evapora el
alcohol primero, alcanza antes el punto de
ebullición (78ºC) por eso es el primer líquido que se evapora, condensa y
cae en el matraz de destilado.
d. Si tienen el punto de ebullición muy similar, se evaporarían casi a
la vez y se obtendrían juntos en el matraz, deben tener por lo menos una
diferencia de 20ºC, para poder obtenerlos por separado.
Actividad de Lectura
2. Lee este texto con mucha atención, luego lee las preguntas y vuelve a
leerlo muy despacio, verás cómo no es nada complicado encontrar las
respuestas adecuadas.
El agua es el
principal e imprescindible componente del cuerpo humano (tiene un 75 % de agua al nacer y cerca del 60 % en la edad adulta).
La molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno (H) unidos a
un átomo de oxígeno (O). El oxígeno atrae con más fuerza a los
electrones. El resultado es que la molécula de agua aunque tiene una
carga total neutra (igual número de protones que de electrones),
presenta una distribución asimétrica de sus electrones, lo que la
convierte en una molécula polar, alrededor del oxígeno se concentra más
carga negativa que alrededor del hidrógeno, por ello se forman enlaces
por puentes de hidrógeno entre las distintas moléculas de agua.
Aunque son uniones débiles, el hecho de que alrededor de cada molécula
de agua se dispongan otras cuatro moléculas unidas por puentes de
hidrógeno permite que se forme en el agua (líquida o sólida) una
estructura en forma de red, responsable de sus
propiedades fisicoquímicas:
-
El agua es el líquido que más sustancias disuelve, por eso decimos que es el disolvente universal.
Esta propiedad, tal vez la más importante para la vida, se debe a su
capacidad para formar puentes de hidrógeno. La capacidad disolvente es
la responsable de que sea el medio donde ocurren las reacciones del
metabolismo.
-
Los puentes de hidrógeno mantienen las moléculas de agua unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un líquido casi incompresible. Al no poder comprimirse puede funcionar en algunos animales como un esqueleto hidrostático (plantas)
-
El gran calor específico del agua está en relación con los
puentes de hidrógeno que se forman entre las moléculas de agua. El agua
puede absorber grandes cantidades de "calor" que utiliza para romper los
puentes de hidrógeno por lo que la temperatura se eleva muy lentamente.
Esto permite que el citoplasma acuoso de las células sirva de
protección ante los cambios de temperatura. Así mantiene la temperatura
constante.
-
El mismo razonamiento, sirve para explicar el elevado calor de vaporización,
también los puentes de hidrógeno son los responsables de esta
propiedad. Para evaporar el agua, primero hay que romper los puentes y
además proporcionar a las moléculas de agua la suficiente energía para
que pasen de la fase líquida a la gaseosa.
Estas propiedades son las responsables de las
importantes funciones del agua:
-
Es el medio donde se desarrollan todos los procesos metabólicos que tienen lugar en nuestro organismo.
-
Gracias a la elevada capacidad de evaporación del agua, podemos regular nuestra temperatura,
sudando o perdiéndola por las mucosas, cuando la temperatura exterior
es muy elevada es decir, contribuye a regular la temperatura corporal
mediante la evaporación de agua a través de la piel.
-
Posibilita el transporte de nutrientes a las células y recogida de las sustancias de desecho.
-
Puede intervenir como reactivo en reacciones del metabolismo.
-
¿Es la molécula de agua neutra? Y si lo es ¿por qué se comporta como si no lo fuera?
-
¿Qué permite la estructura en forma de red del agua sólida y líquida? ¿Y qué importancia tiene?
-
¿Qué propiedades del agua se basan en la formación de los puentes de hidrógeno?
-
Qué propiedad del agua hace que nuestra temperatura corporal se mantenga constante. ¿Y cómo se regula?
-
¿Por qué crees que el agua es el componente mayoritario del cuerpo humano?
Veamos:
-
Claro, que es neutra, todas las moléculas lo son, tienen el mismo número de cargas positivas (protones: 8 del oxígeno y 2 de los 2 hidrógenos, son 10 cargas positivas) que de cargas negativas (electrones: 8 electrones del oxígeno y 2 de los hidrógenos, son 10 cargas negativas).
Lo que pasa es que los átomos que forman la molécula no comparten los
electrones de la misma manera, el oxígeno los atrae más que el
hidrógeno, haciendo que en la molécula aparezcan dos zonas, una más
negativa y otra más positiva.
-
Esa distribución de la carga negativa de forma asimétrica hace que las moléculas de agua se atraigan entre sí, (parte positiva de una molécula con la negativa de otra) formando una red, que es la que le confiere las propiedades fisicoquímicas que la hacen tan especial, esta unión de las moléculas por puentes de hidrógeno solamente ocurre en el agua sólida (hielo) y líquida.
-
Prácticamente todas las propiedades del agua tienen su
explicación en la unión de las moléculas agua por puentes de hidrógeno y
claro está esto no sería posible si la molécula de agua no tuviera ese
carácter "polar".
-
A dos propiedades:
Al elevado calor específico del agua, ya que necesita absorber
grandes cantidades de "calor" para romper los puentes de hidrógeno, y
subir un grado la temperatura, por lo que la temperatura se eleva muy
lentamente. Esto permite que el citoplasma acuoso de las células, sirva
de protección ante los cambios bruscos de temperatura. Y también al
elevado calor de vaporización, cuando tenemos mucho calor,
sudamos y ese sudor para evaporarse, necesita bastante energía (que toma
de nuestro cuerpo) para romper los puentes de hidrógeno y pasar el
sudor de la fase líquida a la gaseosa,con lo que nuestra temperatura
corporal se mantiene constante a pesar de la elevada temperatura
exterior.
-
Pues porque forma parte de todas las células en una alta proporción, ya
que todas las reacciones metabólicas se desarrollan en medio acuoso,
transporta los nutrientes a las células, recoge los desechos (ya que en
ella se disuelven todas las sustancias, excepto las grasas), sin ella no
existiría la vida que conocemos.
Sustancias (elementos y compuestos)
Mezclas (homogéneas y heterogéneas)
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