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¿Desayunas cacao o café?

Leche con cacao y unas galletas muy apetitosas. ¡Vamos a desayunar dos mezclas! 

Imagen Pxhere

Si observamos las galletas vemos la masa de las galletas y los trocitos de chocolate, se distinguen los componentes a simple vista, por tanto está claro que es un mezcla heterogénea.

En cambio, si nos fijamos en el leche con cacao, no podemos distinguir los componentes por ningún método óptico, lo cual nos indica que vamos a beber una mezcla homogénea.

Las mezclas homogéneas, los tipos que hay y la concentración de las disoluciones serán conceptos abordados en esta sección, que concluirá con la tercera pista para identificar la sustancia tóxica que hay en nuestras casas.

Desayunando disoluciones

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Individual

 Actividad 1

¿Qué desayunamos: cacao o café? Tanto si preferimos leche con caco o café con leche estamos desayunado mezclas homogéneas, más conocidas como DISOLUCIONES.

Gif Wikimedia Commos

¿Qué es una disolución?

Una DISOLUCIÓN es una mezcla homogénea formada por dos o más componentes:

  • El disolvente es el componente que se encuentra en mayor proporción.
  • El soluto es el componente que se encuentra en menor proporción.

En una disolución puede haber más de un soluto.

Tipos de disoluciones

En una disolución tanto el soluto como el disolvente pueden encontrarse en los diferentes estados físicos (sólido, líquido o gas) y el estado de la disolución será el estado del componente mayoritario, es decir el estado de agregación del disolvente.

Atendiendo al estado de agregación en el que se pueden presentar las disoluciones existen distintos tipos que están recogidos en la siguiente imagen interactiva. Hacemos clic en los iconos y se abrirá una ventana explicativa que incluye el tipo de disolución y algunos ejemplos.


Hacemos clic en el "CUADRO RESUMEN" de la imagen interactiva y veremos una tabla con toda la información sobre los tipos de disoluciones según el estado de agregación. Esta tabla la podemos descargar en el enlace "Cuadro resumen".

Las disoluciones del desayuno

Nuestro desayuno, el café con leche o la leche con cacao, son dos disoluciones, formadas por soluto y disolvente.

  • El café con leche lo hemos preparado añadiendo un poco de leche al café, de manera que el componente mayoritario es el café, el disolvente, y el que se encuentra en menor proporción es la leche, el soluto. Tanto el soluto como el disolvente son líquidos y por tanto la disolución también es líquida.
  • La leche con cacao la preparamos añadiendo una cucharada de cacao a la leche. El componente minoritario es el cacao, el soluto, y el mayoritario la leche, el disolvente. En este caso el soluto es sólido mientras que el disolvente es líquido, dando como resultado una disolución líquida.

Organizando la materia

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Parejas

Actividad 2

Ya sabemos mucho sobre como se encuentra la materia a nuestro alrededor, por lo que ha llegado el momento de organizar todo lo aprendido hasta ahora. Vamos a realizar en PAREJAS un mapa metal sobre la clasificación de la materia de manera que queden ordenados todos los conceptos nuevos.

Contenidos del mapa mental

El mapa mental que vamos a elaborar tiene que contener:

Para elaborar el mapa mental podemos utilizar herramientas tradicionales (cartulinas, lápices, rotuladores...) o herramientas digitales como Mindomo, Bubbl.us y quizá la más recomendable Draw.io, ya que se trata de una herramienta gratuita que permite guardar los mapas creados en nuestro Drive, el tutorial cómo hacer mapa conceptual con Draw.io explica como manejar esta herramienta.

El siguiente ejemplo nos puede servir de ayuda:

Si queremos seguir con este modelo de mapa hacemos clic sobre la imagen del mapa mental y se abrirá una página nueva que permite que editemos el mapa mental con la herramienta Draw.io. Para ello tenemos que hacer clic sobre el lápiz que aparece en la parte inferior de la página.

Todo nuestro trabajo en esta tarea será evaluado con la "Rúbrica de mapa conceptual".

¿Cuántas cucharadas de cacao quieres?

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Individual

 Actividad 3

Cuando preparamos el desayuno de leche con cacao ya sabemos que hemos preparado una disolución; que unos prefieren añadir una cucharada de cacao a la leche mientras que otros llegan a añadir hasta tres. En ambos casos los componentes de la disolución son los mismos, leche y cacao, pero ¿es la misma disolución? La respuesta es NO, hay algo que las hace diferentes: la CONCENTRACIÓN.

La concentración es la cantidad de soluto que hay en una cierta cantidad de disolución.

¿Cuánto cacao se disuelve?

Cuando empezamos a añadir poco a poco cacao a la leche al principio se disuelve muy bien, pero si seguimos añadiendo más llega un momento que la leche no es capaz de disolver más cacao y este se va al fondo del vaso (precipita). Hemos llegado a la cantidad máxima de cacao que puede disolver la leche, la solubilidad del cacao en leche.

La SOLUBILIDAD es la cantidad máxima de soluto que puede disolver un disolvente determinado.

Según la CONCENTRACIÓN las disoluciones se pueden clasificar en: diluidas, concentradas y saturadas. Hacemos clic en cada imagen para conocer las características de cada tipo de disolución.

La solubilidad de las sustancias depende de varios factores:

  • Del soluto y del disolvente: hay solutos que se disuelven mejor que otros, como ocurre con las diferentes marcas de cacao, unas se disuelven mejor en leche que otras. O disolventes que disuelven mejor algunos solutos, como por ejemplo el agua disuelve mejor la sal que el aceite.
  • De la temperatura: cuando el soluto es un sólido al aumentar la temperatura aumenta la solubilidad, esto lo vemos cuando utilizamos leche caliente que favorece la disolución del cacao. Pero si el soluto es un gas ocurre lo contrario, la temperatura hace que disminuya la solubilidad, pues favorece que los gases escapen de la disolución.

La importancia de la concentración

En una disolución la concentración es muy importante, pues hace cambiar las propiedades de la disolución.  

Los siguientes ejemplos muestran lo relevante que es la concentración de una disolución:

  • La cantidad de sal. Añadir poca o mucha sal a una comida hace que esta esté sosa o tan salada que no se pueda comer.
  • La cantidad de azúcar en sangre. Influye en algo tan importante como nuestra salud, la concentración de azúcar en sangre tiene que ser constante, ya que si la concentración en muy alta provoca hiperglucemia y si es muy baja hipoglucemia.
  • La cantidad de alcohol en sangre. Según la ley la no se puede conducir ningún vehículo con concentración superior a 0.5 g por litro de sangre (0.5g/l). De manera que una concentración mayor a la indicada haría que se aplicaran las sanciones correspondientes.
  • La dosis de medicamentos. La cantidad de medicina que necesita cada paciente es diferente, depende del peso, edad... es por ello importante calcular la concentración de medicamento para cada persona.
  • La concentración de sustancias en el agua. Para que un agua sea potable tiene que contener una cantidad máxima de sustancias como, amoniaco, sulfatos... si la concentración de estas sustancias es mayor que la indicada por la normativa europea, el agua no será apta para el consumo.

El siguiente vídeo nos resume en poco más de un minuto la importancia de las disoluciones y la concentración.

Abre vídeo en ventana nueva

Con todos estos ejemplos queda claro la importancia de las disoluciones en nuestra vida diaria y lo fundamental que es en muchos casos la concentración de la disolución.

Midiendo la concentración

Sabemos que la concentración de una disolución depende de la cantidad de soluto que hay en una cierta cantidad de disolvente. Mediante la siguiente simulación veremos cómo podemos cambiar el valor de la concentración. Hacemos clic en la imagen y se abrirá la simulación en una ventana nueva.

¿Cómo manejar la simulación?
  • Arrastramos el sensor de la concentración al recipiente de la disolución. El valor de la concentración cambiará cuando añadamos soluto o disolvente.
  • Elegimos como soluto sólido o líquido.
  • Añadimos soluto agitando el salero o pulsando el cuentagotas según hayamos elegido como soluto sólido o líquido.
  • Quitamos el soluto pulsando el botón " Remover soluto".
  • Añadimos disolvente abriendo el grifo de arriba.
  • Disminuimos la cantidad de disolvente manejando el botón de "Evaporación".
  • Disminuimos la cantidad de disolución abriendo el grifo de abajo.
  • Para comenzar de nuevo pulsamos el botón reiniciar.

Utilizando esta simulación hemos comprobado que la concentración cambia no solo añadiendo soluto, sino también añadiendo o eliminado disolvente. 

Calculando la concentración

 Una vez hemos comprendido la importancia de la concentración y cómo puede variar, es el momento de conocer las diferentes modos de expresión de la concentración. Aunque existen más, nosotros solo vamos a hablar de tres formas de expresar la concentración:

Vamos a trabajar el cálculo de la concentración de disoluciones mediante los siguientes ejercicios interactivos. Comenzamos desplegando la pestaña "Elegir" y escogemos la expresión de concentración con la que queramos trabajar. Una vez elegida el tipo de expresión aparecerá el enunciado del ejercicio a realizar. La resolución de los ejercicios será más fácil si seguimos los pasos que están recogidos en la plantilla de la actividad "Calculando concentraciones".




Para comprobar si hemos realizado el ejercicio correctamente pulsamos el botón " Solución".

Podemos ver estos ejercicio en ventana nueva pinchamos en ejercicios interactivos en ventana nueva.

Tercera pista

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Equipo

 Actividad 4

A lo largo de esta sección hemos conocido los diferentes tipos de disoluciones que hay según sea el soluto y el disolvente, además hemos aprendido la importancia de la concentración de las disoluciones así como las diferentes formas de expresarla. Con todo lo que sabemos ¡ya estamos listos para descubrir la tercera pista! Hacemos clic sobre la imagen.

Con esta información ya podemos reducir el número de muestras que nos quedaban. Para poder descartar sustancias tenemos que conocer las disoluciones que tenemos, para ello vamos a completar el informe "Qué tipo de disoluciones tenemos" que será evaluado con la "Rúbrica informe escrito en equipo".

Con el informe completo tenemos datos suficientes para desechar algunas sustancias y reducir el número de muestras sospechosas. En el documentos " Descartando sustancias" clasificamos las sustancias, de manera que aquellas que cumplan los requisitos de la tercera pista las incluimos en el grupo " Sustancias sospechosas" ya que seguirán siendo sospechosas y el resto pertenece al grupo de las " Sustancias descartadas".

Diario de aprendizaje

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Individual

 

En el Diario de aprendizaje de nuestro portafolio individual haremos una nueva entrada que tendrá por título "¿Desayunas cacao o café?".
La escribiremos en nuestro cuaderno de clase o en un documento de Google Drive, utilizando la plantilla "Cuestionario de autoevaluación".

Será evaluado a lo largo del proceso y al finalizar, para lo cual el profesor o profesora utilizará la "Rúbica del Diario de aprendizaje".

Diario de aprendizaje

En el botón "Redactamos la entrada" tenemos algunas orientaciones para ello.