Taller de ciencias · 5.º grado
¿Se puede des-mezclar?
Echás sal en un vaso de agua, revolvés y en un minuto no la ves más. Volcás arena y se enturbia todo. Parece que lo mezclado, mezclado está. Pero no: cada material tiene algo que lo hace distinto de los otros. Si descubrís esa diferencia, lo podés separar.
El caso del frasco
Tomi, tu primo de seis años, jugó al cocinero. En un frasco con agua echó arena del arenero, una cucharada de sal y las limaduras de hierro de un juego de imanes. Ahora su mamá quiere todo de vuelta, cada cosa por separado. ¿Se puede? Lo vas a resolver vos en la mesa de trabajo. Antes, armá tu caja de herramientas.
Apostá antes de empezar: ¿se puede recuperar la sal que se disolvió en el agua?
Etapa 1 de 7 · Mirar
Casi nada de lo que te rodea es un solo material. El guiso, la arena de la playa, el aire que respirás, el agua de la canilla: todos son mezclas, o sea, dos o más materiales juntos. Cada material de una mezcla se llama componente.
Lo primero que mira un detective de mezclas es esto: ¿se ven las partes?
Distinguís sus componentes a simple vista, con lupa o con microscopio. Cada parte que se ve distinta se llama fase.
Agua con aceite · arena con piedritas · ensalada de frutas
Tienen una sola fase. No ves las partes ni con lupa ni con el mejor microscopio de la escuela, aunque estén ahí.
Agua con sal · agua con azúcar · el aire
¿Y si un material tiene un solo componente? Entonces es una sustancia pura, como el agua destilada, el azúcar o el oxígeno de los tubos de los hospitales.
Error típico
Lo que se cree: «Si se ve parejo, es puro».
Lo que pasa: el agua de la canilla se ve parejita y es una mezcla: lleva sales disueltas y un poquito de cloro (por eso a veces tiene gusto a pileta). El aire es una mezcla de gases. Parejo quiere decir una sola fase, no un solo material.
Caso difícil: la leche. A simple vista parece pareja. Pero con un microscopio se ven gotitas de grasa nadando en el agua. Es una mezcla heterogénea, aunque no lo parezca.
Tocá una opción para cada muestra. Si te equivocás, leé la pista y probá otra.
Resueltas: 0 de 9
Agua y aceite en un vaso
Arena con piedritas
Agua con sal, bien revuelta
El aire limpio
Agua de la canilla
Leche
Azúcar blanca, sin nada más
Agua destilada (la de la plancha)
Una mesada de granito
Etapa 2 de 7 · Disolver
Echá una cucharadita de sal en un vaso de agua y revolvé. En un ratito no la ves más. ¿Desapareció? Un detective no se queda con lo que ve: busca pruebas.
Conclusión de detective: la sal no desapareció. Se partió en pedacitos tan, tan chiquitos que se repartieron entre el agua. Tan chicos que no se ven ni con el mejor microscopio de la escuela. Si pudieras verlo, se vería así:
En una solución, lo que se disuelve se llama soluto, y aquello en lo que se disuelve, solvente. El solvente suele ser lo que hay en mayor cantidad.
Agua con salsolvente: aguasoluto: sal
Jugo en polvo en la jarrasolvente: aguasoluto: el polvo
El airesolvente: nitrógeno (78 de cada 100 partes)solutos: oxígeno y otros gases
El agua es el solvente más común: disuelve muchísimas cosas. Pero no todas. El aceite y la arena, por ejemplo, no.
Error típico
Lo que se cree: «El azúcar se derrite en el té».
Lo que pasa: se disuelve. Derretir es otra cosa: un solo material pasa de sólido a líquido por el calor, como el hielo o la manteca en la sartén. Para disolver hacen falta dos materiales, y no hace falta calor: el azúcar se disuelve también en agua fría.
Truco: si hay un solo material, no se puede disolver. Necesita en qué.
Imaginá que echás cada material en un vaso con agua y revolvés. Marcá qué pasa. La pista del detective: lo disuelto deja el agua transparente (aunque tenga color) y no se va al fondo, aunque esperes.
Completadas: 0 de 8
| Material | ¿Qué pasa en el agua? | Lo que se ve |
|---|---|---|
| Sal fina | ||
| Arena | ||
| Azúcar | ||
| Aceite | ||
| Jugo en polvo | ||
| Harina | ||
| Limaduras de hierro | ||
| Alcohol de farmacia |
Etapa 3 de 7 · Saturar
Seguí echando sal al vaso, cucharadita por cucharadita, revolviendo bien. Al principio desaparece. Pero llega un momento en que, por más que revuelvas, los granitos quedan en el fondo. La solución está saturada: ese solvente ya no puede disolver más de ese soluto, a esa temperatura.
Cada soluto tiene su límite. En 100 mililitros de agua (medio vaso chico) a temperatura ambiente entran unos 36 gramos de sal… y unos 200 gramos de azúcar: ¡el doble de lo que pesa el agua!
En general, el agua caliente disuelve más que la fría. Con el azúcar se nota muchísimo: a 60 °C entran casi 290 gramos. Así se hace el almíbar. Con la sal, en cambio, apenas un gramo más.
Con los gases, al revés. El agua fría disuelve más gas que la caliente. Por eso una gaseosa tibia se queda sin burbujas más rápido que una fría.
Tenés 100 mililitros de agua. Elegí el soluto y la temperatura, y echá cucharaditas de 5 gramos. ¿Cuándo empieza a quedar algo en el fondo?
Soluto
Temperatura del agua
Echaste: 0 g
Disuelto: 0 g de 36 g posibles
En el fondo: 0 g
Agua sola: todavía no hay solución. Echá una cucharadita.
Ejemplo resuelto
Lucía quiere disolver 300 gramos de azúcar en 100 mililitros de agua. Revuelve y revuelve, y queda azúcar en el fondo. ¿Qué pasa?
Etapa 4 de 7 · Herramientas
Para separar una mezcla, preguntate: ¿en qué se diferencian sus componentes? ¿En el tamaño? ¿En si se hunden o flotan? ¿En si los atrae un imán? ¿En si están disueltos? Cada herramienta aprovecha una de esas diferencias. A esa característica la llamamos propiedad.
Aprovecha: el tamaño
Un tamiz es una malla con agujeritos: lo chico pasa y lo grande queda arriba. Separa sólidos de distinto tamaño.
Ejemplo: en una obra pasan la arena por la zaranda para sacarle las piedras. En la cocina, tamizás la harina para sacarle los grumos.
Ojo: no separa granitos del mismo tamaño, ni nada disuelto.
Aprovecha: que el sólido no está disuelto
El filtro (papel, tela o algodón) tiene agujeritos chiquísimos: el líquido pasa y el sólido sin disolver queda.
Ejemplo: el papel del café de filtro retiene la borra. Y la bombilla del mate es un filtro: deja pasar la infusión y frena las hojitas de yerba.
Ojo: lo disuelto pasa. Si filtrás agua salada, sale salada.
Aprovecha: la densidad
Dejás reposar: lo más denso se va al fondo y lo menos denso queda arriba. Después volcás con cuidado lo de arriba. Sirve para un sólido que se hunde en un líquido, y para dos líquidos que no se mezclan.
Densidad es cuánto pesa un material para el lugar que ocupa. Un litro de aceite pesa unos 920 gramos; uno de agua, 1.000. Por eso el aceite flota.
Ojo: lo disuelto no decanta nunca, aunque esperes un año.
Aprovecha: el magnetismo
Un imán atrae al hierro y a unos pocos metales más, como el níquel y el cobalto. No atrae al aluminio, ni al cobre, ni al oro.
Ejemplo: en las plantas de reciclaje, un imán gigante levanta las latas de acero (que tienen hierro) y deja las de aluminio.
Truco: envolvé el imán en una bolsita. Después la sacás y las limaduras se despegan solas.
Aprovecha: el agua se evapora; lo disuelto, no
Dejás la solución en un plato al sol o la calentás: el agua se va al aire como vapor y el soluto queda. Si el agua se va despacio, se forman cristales.
Ejemplo: así se saca la sal en las Salinas Grandes. Mirá sal fina con una lupa: ¡son cubitos!
Ojo: el agua se pierde en el aire.
Aprovecha: el agua hierve mucho antes que la sal
Calentás la solución: el vapor viaja por un tubo frío, se condensa en gotas y cae en otro frasco. Recuperás las dos cosas: la sal queda en el primer recipiente y el agua se junta en el segundo.
Ejemplo: así se obtiene el agua destilada, sin nada disuelto.
Ojo: lleva fuego o calor: es trabajo de adultos o de laboratorio.
Si los pedazos son grandes, alcanza con la mano o una pinza: se llama tría, como cuando separás las piedritas de las lentejas.
Error típico
Lo que se cree: «Si filtro el agua salada, la sal queda en el papel».
Lo que pasa: el filtro solo frena lo que no está disuelto. Los pedacitos de sal disuelta son muchísimo más chicos que los agujeritos del papel y pasan con el agua. Para recuperar la sal hay que evaporar el agua (o destilarla).
¿Y tu apuesta del principio? La sal disuelta sí se puede recuperar, pero no con un filtro: evaporando el agua.
Si se ven las partes (mezcla heterogénea):
Si es una solución (algo disuelto):
Etapa 5 de 7 · El caso
Volvamos al frasco de Tomi: agua, arena, sal y limaduras de hierro. Tu misión: recuperar las cuatro cosas por separado. Elegí una herramienta por vez y mirá qué pasa en la mesa. Hay más de un camino, pero algunos dan más vueltas… y uno se lleva el agua al aire.
Arenaen la mezcla
Hierroen la mezcla
Salen la mezcla
Aguaen la mezcla
Frasco
agua · sal disuelta · arena · limaduras de hierro
Todo está en el frasco. ¿Con qué herramienta empezás?
Escribí en orden las herramientas que usarías y qué separa cada una: 1. ____________ 2. ____________ 3. ____________
Etapa 6 de 7 · En serio
Entre Jujuy y Salta, a unos 3.450 metros de altura, hay una llanura blanca que parece nieve: las Salinas Grandes. Es sal. Se formó a lo largo de muchísimo tiempo: el agua que llegaba a esa cuenca cerrada, sin salida al mar, traía sales disueltas; el agua se fue evaporando y la sal quedó.
Hoy los salineros cavan piletones rectangulares en la costra de sal. Desde abajo aflora agua muy salada, la salmuera. El sol fuerte y el viento seco de la Puna evaporan el agua, y la sal cristaliza. Después la juntan. Además, de la costra cortan bloques de sal.
La sal fina que comprás pasa por más pasos: se lava, se seca, se muele y se le agrega yodo, que en la Argentina es obligatorio. O sea: la sal de mesa también es una mezcla.
Gran parte del agua de la canilla de Buenos Aires sale del Río de la Plata, que es marrón por el barro finito que trae. En Rosario sale del Paraná. Antes de llegar a tu casa, pasa por una planta potabilizadora que usa… ¡las mismas herramientas que vos!
Fijate: el agua potable no es agua pura. Lleva sales disueltas (que no hacen mal, y algunas hasta hacen falta) y un poquito de cloro. Es una solución, y está bien que lo sea.
¿Te acordás del ciclo del agua? El Sol evapora agua del mar. La sal se queda en el mar y el vapor sube, se enfría y se condensa en las nubes. Cuando llueve, cae agua dulce. Es una destilación gigante: por eso la lluvia no es salada. Lo viste en «El ciclo del agua», en 4.º grado.
Y las plantas toman del suelo agua con minerales disueltos: una solución que sube por la raíz y el tallo. Lo vas a ver en «Fotosíntesis», en 6.º grado.
Etapa 7 de 7 · Taller
Siete desafíos, de menor a mayor. Pensá antes de tocar: si te equivocás, la pista te dice dónde mirar.
1. En el arenero de la plaza hay piedritas mezcladas con la arena. ¿Qué método usás para sacarlas?
2. A una planta de reciclaje llega una montaña de latas mezcladas: de acero, de conservas, y de aluminio, de gaseosa. ¿Cómo las separan rápido?
3. ¿Verdadero o falso? «Si filtrás agua con azúcar, el agua que gotea sale sin azúcar». Elegí la respuesta con su razón.
4. ¿Disolver o derretir? Elegí para cada caso.
El hielo en un vaso al sol
El azúcar en el mate cocido
La manteca en la sartén caliente
El jugo en polvo en la jarra con agua fría
5. En 100 mililitros de agua a 20 °C se disuelven como máximo unos 36 gramos de sal. Echás 50 gramos y revolvés mucho. ¿Cuántos gramos quedan en el fondo?
6. Ordená las etapas de la planta potabilizadora. Tocalas en el orden en que pasa el agua.
7. Desafío final. Naufragaste en una isla. Hay mucha agua de mar, pero tomarla te haría mal porque es muy salada. ¿Cómo conseguís agua para tomar?
tamaño → tamización
sólido sin disolver → filtración
densidad → decantación
magnetismo → imantación
soluto disuelto → evaporación y cristalización
recuperar también el agua → destilación
Tapá la clase y respondé en voz alta. Después abrí cada pregunta para comprobar.
El agua sigue salada; la balanza marca lo mismo antes y después de disolverla; y si evaporás el agua, la sal vuelve a aparecer.
Que ese solvente ya no disuelve más de ese soluto: lo que agregás queda en el fondo. Con agua más caliente suele entrar más: mucho más azúcar, y apenas un poco más de sal.
Porque la sal está disuelta: sus pedacitos son muchísimo más chicos que los agujeritos del filtro y pasan con el agua. El filtro solo frena sólidos sin disolver.
Derretir es un solo material que pasa de sólido a líquido por el calor, como el hielo. Disolver necesita dos materiales: el soluto se reparte en el solvente, y no hace falta calor.
Porque el agua se va y la sal cristaliza pegada a la arena y al hierro: tendrías que volver a disolverla. Primero se sacan los sólidos sin disolver (imán y filtro) y al final se evapora o se destila.
Clasificador. Heterogéneas: agua y aceite, arena con piedritas, leche (se ven gotitas de grasa con microscopio) y granito. Homogéneas: agua con sal, aire y agua de la canilla. Sustancias puras: azúcar y agua destilada.
Prueba del vaso. Se disuelven: sal, azúcar, jugo en polvo y alcohol. No se disuelven: arena (se va al fondo), aceite (flota en otra capa), harina (enturbia y después se va al fondo) y limaduras de hierro.
Laboratorio de saturación. Con sal a 20 °C, la octava cucharadita (40 g) ya deja unos 4 g en el fondo. Con azúcar a 20 °C, el fondo aparece recién después de unos 204 g, y si calentás a 80 °C se disuelven hasta unos 362 g.
Mesa de trabajo. Camino más corto, en 3 pasos: imán (saca el hierro), filtro o decantación (saca la arena) y destilación (separa la sal y recupera el agua). Con evaporación en vez de destilación, también recuperás la sal, pero el agua se pierde. También sirve filtrar primero y pasar el imán por lo que quedó en el papel.
Taller. 1: tamización. 2: imantación (el imán levanta las latas de acero). 3: falso, el azúcar disuelta pasa por el filtro. 4: el hielo se derrite, el azúcar se disuelve, la manteca se derrite, el jugo en polvo se disuelve. 5: 14 g (50 − 36). 6: rejas, decantadores, filtros de arena, cloro. 7: hacer que se evapore y juntar las gotas del vapor: es una destilación.