La decantación
Lo que vas a aprender
- Decantar con el docente agua con arena, dejando reposar y vertiendo con cuidado.
- Separar con el docente agua y aceite con un frasco con un huequito abajo.
- Explicar por qué hay que esperar y por qué siempre queda un poco sin separar.
- Leer en una tabla y una gráfica de la clase cuánto se separa según el tiempo de espera.
Para qué
¿Para qué sirve esto?
Después de un aguacero, el agua de la quebrada baja de color café. Pero si llenas un balde con esa agua y lo dejas quieto en el patio, a la mañana siguiente el agua de arriba está más clara y en el fondo hay una capa de barro.
Nadie hizo nada. Solo se esperó. En esta lección vas a aprovechar esa espera para separar mezclas. Se llama decantación.
Explicación
Esperar a que cada material busque su lugar
En la unidad anterior viste que, en el agua con arena, la arena se va al fondo. Y que en el agua con aceite, el aceite queda arriba, flotando. Cada material busca su lugar si lo dejamos reposar, es decir, quieto, sin revolver.
La decantación aprovecha eso. Tiene dos pasos:
- Dejar reposar. Se pone la mezcla en un vaso o frasco y no se mueve. La arena baja poco a poco y forma una capa en el fondo: el sedimento. Arriba queda el agua más clara.
- Verter con cuidado. Se inclina el vaso despacio y se pasa el agua de arriba a otro vaso. Cuando la arena del fondo empieza a moverse hacia el borde, se para.
La decantación sirve para mezclas heterogéneas de un líquido con un sólido que se va al fondo, o de dos líquidos que no se mezclan, como el agua y el aceite.
Decantar agua con arena. Recién revuelta, la mezcla se ve turbia. Después de esperar, la arena está en el fondo y el agua de arriba está clara. Al verter con cuidado, el agua clara pasa a otro vaso; en el primero queda la arena con un poquito de agua.
Hay que esperar, y queda un poco
Muchos creen que en la decantación todo se separa de golpe, apenas se deja el vaso quieto. No es así. La arena gruesa baja en pocos segundos, pero la tierra muy fina tarda mucho más. Hay que tener paciencia.
Y aunque se espere mucho, nunca se separa todo. Al verter, siempre queda un poquito de agua encima de la arena. Si se sigue vertiendo para sacar esa última agua, la arena se va también al otro vaso. Por eso la decantación es una técnica sencilla y barata, pero no es perfecta.
La botella de agua con tierra
El grado cuarto llenó una botella transparente con agua y tierra del jardín, hasta 10 cm de altura. La agitó, la dejó quieta en la mesa y midió con una regla la capa de agua clara de arriba cada cierto tiempo (datos inventados).
| Minutos de espera | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 30 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Agua clara (cm) | 0 | 3 | 5 | 6 | 7 | 8 |
Altura de la capa de agua clara en la botella con tierra, según los minutos de espera (datos inventados). Cada punto es una casilla de la tabla. La línea sube rápido al principio y cada vez más despacio.
Ejemplo resuelto
¿Se aclara siempre igual de rápido?
Con la tabla de la botella: ¿cuántos centímetros de agua clara aparecieron en los primeros 10 minutos? ¿Y en los 10 minutos siguientes, del minuto 10 al 20?
Ver la solución paso a paso
En el minuto 0 no había agua clara y en el minuto 10 había 5 cm. Restamos: $5 - 0$
En los primeros 10 minutos aparecieron $5$ cm de agua clara.
En el minuto 20 había 7 cm. Restamos lo que había en el minuto 10: $7 - 5$
En los 10 minutos siguientes aparecieron solo $2$ cm.
Al principio baja rápido la tierra gruesa. Después solo queda bajando la más fina, que es lenta. Por eso la decantación pide paciencia.
Respuesta: En los primeros 10 minutos aparecieron 5 cm de agua clara, y en los 10 siguientes solo 2 cm.
Esperar y verter despacio
Cuatro grupos decantaron cada uno un vaso con 200 mL de agua y un puñado de arena. Unos esperaron más que otros, y unos vertieron más despacio. Midieron con una taza medidora el agua clara que lograron pasar al otro vaso (datos inventados):
| Grupo | Cuánto esperó | Cómo vertió | Agua clara que pasó |
|---|---|---|---|
| A | Nada | Rápido | 40 mL |
| B | 5 minutos | Rápido | 110 mL |
| C | 5 minutos | Despacio | 170 mL |
| D | 10 minutos | Despacio | 180 mL |
El grupo A no esperó: casi toda el agua salió turbia, con arena. Ningún grupo pasó los 200 mL completos: siempre quedó un poco de agua con la arena.
Mililitros de agua clara que pasó cada grupo, de los 200 mL de su vaso (datos inventados). Esperar y verter despacio dio más agua clara.
Ejemplo resuelto
Lo que se quedó en el vaso del grupo C
El grupo C tenía 200 mL de agua con arena. Esperó, vertió despacio y pasó 170 mL de agua clara. ¿Cuánta agua se quedó con la arena? ¿Por qué no la vertió también?
Ver la solución paso a paso
Al agua que había le quitamos la que pasó al otro vaso: $200 - 170$
Se quedaron $30$ mL de agua encima de la arena.
Esa agua está muy cerca del sedimento. Si el grupo inclina más el vaso, la arena se mueve y se va con el agua. Por eso paró.
Respuesta: Se quedaron 30 mL de agua con la arena. No la vertió porque la arena se habría ido con ella.
Agua y aceite: el frasco con un huequito
El aceite no se disuelve en el agua y queda arriba. Para separarlos, el docente prepara un frasco especial: una botella plástica con un huequito en la tapa y sin fondo. El docente le corta el fondo y cubre el borde cortado con cinta.
- Se tapa el huequito con un pedazo de cinta. Se pone la botella boca abajo sobre un vaso, sostenida en un soporte, como un embudo abierto por arriba. Por ahí se echan el agua y el aceite.
- Se deja reposar. El aceite sube y el agua queda abajo, junto a la tapa.
- El docente quita la cinta. Sale primero el agua, que está abajo. Mientras sale, por arriba entra aire. Si la botella estuviera cerrada, el aire tendría que entrar por el mismo huequito: el agua saldría a borbotones, revolviendo el aceite, o no saldría.
- Cuando el aceite llega al huequito, el docente vuelve a tapar con el dedo o con la cinta. El aceite se queda en la botella.
Otra vez queda un poco: justo donde se tocan el agua y el aceite, una capita queda revuelta. En la cocina se hace algo parecido: cuando el caldo se enfría, la grasa sube y se saca con una cuchara desde arriba.
La botella sin fondo, con un huequito en la tapa, puesta boca abajo: queda abierta por arriba. Después de reposar, el aceite queda arriba y el agua abajo. Al quitar la cinta, sale primero el agua al vaso; cuando llega el aceite, se vuelve a tapar.
Lo que no se puede decantar
El agua con sal no se decanta. Por más que se espere, la sal no se va al fondo: está disuelta y repartida en toda el agua. Lo mismo pasa con el azúcar. La decantación solo sirve si los materiales forman capas que se ven.
Cuidados en la práctica
- Todo se hace con el docente. Él corta el fondo de la botella, cubre el borde con cinta, hace el huequito en la tapa y maneja la botella del aceite.
- Se usan vasos y botellas de plástico, nunca de vidrio, y aceite de cocina frío.
- Nada se prueba ni se huele. El aceite que se riega se limpia de una vez: el piso queda resbaloso.
- El aceite usado no se bota por el lavamanos: se guarda en una botella cerrada para llevarlo a un punto de reciclaje.
Práctica
Según la tabla de la botella con tierra, ¿cuántos centímetros creció la capa de agua clara entre el minuto 5 y el minuto 15?
En el minuto 5 había 3 cm de agua clara y en el minuto 15 había 6 cm: 6 − 3 = 3 cm.
Laura decanta agua con arena: inclina el vaso despacio. De pronto ve que la arena del fondo empieza a correrse hacia el borde. ¿Qué debe hacer?
Cuando la arena llega al borde, se para. Un poco de agua se queda con la arena: ese es el límite de la decantación. Revolver o verter rápido vuelve a mezclar todo.
¿Verdadero o falso? Según la tabla, en los primeros 5 minutos apareció más agua clara que en los 10 minutos del minuto 20 al 30: $3 - 0 > 8 - 7$
En los primeros 5 minutos aparecieron 3 cm; del minuto 20 al 30, solo 8 − 7 = 1 cm. Al principio la tierra baja rápido, y después cada vez más despacio.
Según la tabla de los grupos, el grupo D tenía 200 mL de agua con arena y pasó 180 mL de agua clara. ¿Cuántos mL se quedaron con la arena?
200 − 180 = 20 mL. Aunque esperó 10 minutos y vertió despacio, un poco de agua siempre se queda encima del sedimento.
Según la gráfica de los grupos, B y C esperaron lo mismo, pero C vertió despacio. ¿Cuántos mL más de agua clara pasó el grupo C que el grupo B?
170 − 110 = 60 mL más. Al verter rápido, la arena del fondo se remueve y se va con el agua: hay que parar antes.
El agua que decantó Andrés todavía se ve un poco turbia: la tierra más fina no alcanzó a bajar. Quiere que quede más clara. ¿Qué técnica de esta unidad puede usar después?
La decantación es sencilla pero no perfecta: la tierra muy fina tarda mucho en bajar. El papel de filtro la atrapa. Los huecos del colador son grandes para la tierra fina, y la tierra no es de hierro.
¿Por qué el docente le corta el fondo a la botella con que separa el agua y el aceite?
Por el huequito sale el agua, y su lugar lo ocupa el aire que entra por arriba. Si la botella estuviera cerrada, el aire tendría que entrar por el mismo huequito, y las burbujas revolverían el aceite justo al separar.
Pedro revuelve agua con arena y, enseguida, vierte el vaso rápido a otro vaso. Le sale agua turbia con arena. ¿Qué le aconsejas?
La decantación tiene dos pasos: reposar y verter con cuidado. Sin esperar, la arena sigue flotando en el agua. Vertiendo rápido, la arena del fondo se remueve y se va.
Mariana deja un vaso de agua con sal quieto toda la noche para decantarlo. ¿Qué encontrará en la mañana?
La sal disuelta está repartida en toda el agua en pedacitos que no se ven, y no forma capas. Solo se puede decantar lo que se separa en capas, como la arena o el aceite.
En la botella boca abajo con agua y aceite, el docente quita la cinta del huequito. ¿Qué sale primero?
Con la botella boca abajo, la tapa queda abajo. El aceite flota y queda arriba, lejos de la tapa. Por eso sale primero el agua, y se vuelve a tapar cuando llega el aceite.
Reto
¿Se puede decantar?
Se puede decantar si, al dejar quieta la mezcla, se forman capas: algo baja al fondo o sube a flote.
Reto
El crucigrama de la decantación.
Lee cada pista y escribe la palabra. No lleva tildes.
Cierre
En resumen
Decantar es dejar reposar una mezcla hasta que se forman capas y luego verter con cuidado la de arriba.
Sirve para un sólido que se va al fondo (agua con arena) o para dos líquidos que no se mezclan (agua y aceite).
Hay que esperar; al principio se separa rápido y después cada vez más despacio.
Siempre queda un poco sin separar, porque si se sigue vertiendo, se va también lo del fondo.
El agua con sal no se decanta, porque la sal disuelta no forma capas.
Vocabulario
- Reposar
Dejar la mezcla quieta, sin moverla ni revolverla, durante un rato.
- Decantar
Separar dejando reposar la mezcla hasta que un material se va al fondo o sube a flote, y luego vertiendo con cuidado el de arriba.
- Verter
Echar un líquido de un recipiente a otro, inclinándolo.
- Sedimento
El material que se fue al fondo del recipiente, como la arena en el agua.
Guía para el docente
Tiempos
- Inicio · 5 min — Agite frente al salón una botella con agua y tierra y déjela sobre el escritorio. Pregunte qué creen que pasará si nadie la toca.
- Explicación · 15 min — Los dos pasos de la decantación con la figura de los tres vasos. Vuelva a la botella del inicio cada cinco minutos y midan juntos el agua clara.
- Práctica · 20 min — En grupos, vasos plásticos con 200 mL de agua y arena: unos esperan y otros no, unos vierten despacio y otros rápido; miden con una taza medidora el agua clara. Usted hace la botella de agua y aceite al frente, con el fondo ya cortado (borde con cinta), el huequito hecho y un soporte. Los tiempos de espera de los grupos son 0, 5 y 10 minutos, para que quepan en la clase. Luego, preguntas y retos.
- Cierre · 5 min — Compare los resultados de los grupos en el tablero y pregunte por qué nadie pasó los 200 mL completos.
Preguntas para el salón
- ¿Por qué el agua del balde se aclara si nadie la limpia?
- ¿Qué pasa si sigo vertiendo cuando la arena llega al borde?
- ¿Por qué no sirve esperar con el agua con sal?
Errores típicos
- Creer que en la decantación todo se separa de golpe. Mida con ellos el agua clara de la botella cada cinco minutos y haga la gráfica en el tablero: se ve que sigue cambiando.
- Creer que se puede separar todo el líquido sin que pase nada del sólido. Deje que un grupo vierta hasta la última gota y mire cuánta arena se fue al otro vaso.
- Pensar que cualquier mezcla se decanta si se espera bastante. Deje toda la noche un vaso de agua con sal junto al de agua con arena, y compárenlos al día siguiente.
- Creer que en la botella boca abajo sale primero el aceite. Antes de quitar la cinta, pida que señalen dónde está la tapa y qué líquido la toca.
Tarea sugerida
Con un adulto, llenar un frasco plástico transparente con agua y un poco de tierra, taparlo, agitarlo y dejarlo quieto. Dibujar cómo se ve al momento, a los 10 minutos y a la mañana siguiente.