Ejercicios: Técnicas de separación de mezclas

Al preparar café en una cafetera de filtro, el agua caliente atraviesa el café molido y el papel retiene la borra, como se muestra en la figura.

¿Qué técnica de separación ocurre dentro de la cafetera?

En un taller se han mezclado limaduras de hierro con arena. Al acercar un imán, las limaduras se pegan a él y la arena no, como se muestra en la figura.

¿Qué técnica de separación se está usando? ¿Por qué funciona?

En el laboratorio usted quiere recuperar la sal disuelta en un vaso de agua salada. Usted calienta la disolución: el agua se va evaporando y la sal queda en el fondo, como se muestra en la figura.

¿Cómo se llama esta técnica?

Tras freír, en una olla pequeña quedan agua y aceite formando dos capas: el aceite arriba y el agua abajo. Si usted deja reposar la olla y retira con cuidado la capa de arriba, ¿qué técnica de separación está usando?

A la abuela se le han mezclado garbanzos y lentejas en el mismo cajón. Como los garbanzos son más grandes, usa un colador: las lentejas pasan por los agujeros y los garbanzos se quedan dentro, como se muestra en la figura.

¿Cómo se llama esta técnica?

El agua y el alcohol se mezclan perfectamente, pero el alcohol hierve a menor temperatura que el agua. Para separarlos se calienta la mezcla: el alcohol se evapora primero, después se enfría ese vapor y se recoge ya líquido en otro recipiente, como se muestra en la figura.

¿Qué técnica es?

Complete la frase con el nombre de la técnica adecuada: «Para separar un sólido que no se ha disuelto de un líquido usamos la $\dots$; para separar dos líquidos que no se mezclan, la $\dots$; y para recuperar un sólido disuelto dejando que se evapore el líquido, la $\dots$».

El filtro de un acuario hace pasar el agua a través de una esponja que retiene las partículas de suciedad, y el agua vuelve limpia a la pecera. ¿Qué técnica de separación utiliza ese filtro?

Se han mezclado arena y sal en un mismo bote. Ordene los pasos para separarlas y recuperar las dos:

1. a) Calentar el agua hasta que se evapore y quede la sal.
2. b) Añadir agua y remover para que la sal se disuelva (la arena no).
3. c) Verter la mezcla sobre un papel de filtro para retener la arena.

Nico intenta separar la sal del agua salada con un filtro de café, pero el filtro no retiene nada. Explique por qué la filtración funciona con la arena pero no con la sal disuelta, y diga qué técnica debería usar Nico para recuperar la sal.

Después de cocinar un caldo, la grasa queda flotando formando una capa amarillenta en la superficie. Los cocineros dejan reposar la olla y luego retiran esa capa con un cucharón. ¿Qué técnica de separación utilizan? ¿Qué propiedad de la grasa hace posible que funcione?

En la panadería de la colonia tamizan la harina antes de amasar: la harina fina atraviesa la red del tamiz y los grumos se quedan arriba. ¿Qué técnica es esta? ¿En qué propiedad de las partículas se basa?

En una planta de reciclaje, una cinta transporta restos de hierro mezclados con plástico y aluminio, y al final de la cinta hay un imán gigante. ¿Qué material separa el imán del resto? ¿Por qué el aluminio no se pega al imán?

La evaporación y la destilación empiezan igual: calentando la mezcla para que el líquido se convierta en vapor. ¿En qué se diferencian después? Piense en qué se recupera en cada caso: ¿el sólido disuelto o el líquido?

En las salinas, el agua del mar se deja en piscinas poco profundas al sol y al viento durante semanas, hasta que en el fondo aparece una capa de sal, como se muestra en la figura.

¿Qué técnica de separación ocurre en las salinas? ¿Qué se obtiene y qué ha pasado con el agua?

Usted ha recogido agua de lluvia en un balde y quiere limpiarla con un filtro casero hecho con capas: grava gruesa, arena fina y algodón, como se muestra en la figura.

1. a) ¿Qué técnica de separación imita este invento?
2. b) Razone para qué sirve poner la grava más gruesa en la capa de arriba y la arena fina debajo.

En el laboratorio usted tiene una mezcla de arena, limaduras de hierro y sal, y necesita recuperar los tres componentes por separado. Diseñe el procedimiento completo: indique cada paso, la técnica que usa y en qué propiedad de los materiales se basa.

Una botella contiene una mezcla homogénea de agua y alcohol.

1. a) Explique por qué ni la filtración ni la decantación sirven para separarlos.
2. b) ¿En qué propiedad distinta del agua y del alcohol se basa la destilación para conseguirlo?

Se le ha caído sal dentro del bote del arroz. Usted piensa en dos formas de arreglarlo: separarlos en seco con un colador fino, o echarlo todo en agua para disolver la sal.

1. a) Describa cada procedimiento y nombre la técnica o técnicas que usa.
2. b) ¿Cuál elegiría usted? Razone su elección pensando en qué le pasaría al arroz con cada método.

Un grupo de excursión quiere tomar agua de un río que baja turbia.

1. a) Ordene lo que deberían hacer: filtrar el agua con una tela, dejarla reposar un buen rato, hervirla.
2. b) Explique qué elimina cada paso.
3. c) ¿Por qué hace falta hervir el agua aunque después de filtrarla ya parezca limpia?

Mezcle en un vaso agua, aceite y arena, agite con fuerza y déjelo reposar.

1. a) Prediga qué verá al cabo de un rato: ¿cuántas capas se forman y qué hay en cada una?
2. b) Diseñe cómo separar los tres componentes usando primero decantación y después filtración.

Imagine que destilamos agua de mar en el laboratorio.

1. a) ¿Qué sustancia se recoge al final, tras enfriar el vapor? ¿Qué queda en el recipiente que se calienta?
2. b) Con este método se podría obtener agua potable del mar. ¿Por qué cree usted que no se hace así a gran escala en todas partes? Piense en la energía que hace falta.

Tres compañeros han elegido mal la técnica. Encuentre el error de cada uno y corríjalo:

1. a) Aitana quiere separar agua y aceite acercando un imán.
2. b) Mario filtra agua con sal para quedarse con la sal en el filtro.
3. c) Sofía intenta separar arena y azúcar tamizando, aunque los dos granos son del mismo tamaño.

En una isla desierta solo tiene agua de mar, un recipiente ancho, una lámina de plástico transparente, un vasito y sol de sobra. Monta el dispositivo de la figura: deja el recipiente con agua de mar al sol, coloca el vasito en el centro (sin que le entre agua de mar) y cubre todo con la lámina de plástico, con un pequeño peso justo encima del vasito. Pasadas unas horas, el vasito contiene agua limpia.

1. a) ¿Qué dos procesos (cambios de estado) ocurren dentro del invento? ¿A qué técnica de laboratorio imita en conjunto?
2. b) ¿Por qué la sal no llega nunca al vasito?
3. c) ¿Qué fenómeno natural hace algo muy parecido con el agua del mar?