Mezclas homogéneas y heterogéneas
Lo que vas a aprender
- Diferenciar una mezcla de una sustancia pura en ejemplos de la casa y del entorno.
- Clasificar una mezcla como homogénea o heterogénea según se distingan o no sus partes.
- Calcular la masa de una mezcla como la suma de las masas de sus componentes.
- Calcular qué fracción y qué porcentaje de la masa de una mezcla heterogénea es uno de sus componentes.
Para qué
¿Para qué sirve esto?
Abre la nevera o la alacena de tu casa y casi todo lo que encuentres es una mezcla: el jugo, la sopa, el arroz con lentejas, el café con leche, la granola. Fuera de la cocina también: el aire que respiras, el agua de la llave, la tierra del jardín y el agua de un río son mezclas.
Saber si algo es una mezcla y de qué clase te ayuda a predecir cosas. Si es una mezcla, sus componentes se pueden separar sin destruirlos, y eso es lo que hacen una planta potabilizadora, un minero que busca oro en la arena o tú mismo cuando cuelas el arroz. Si ves sus partes o no, te dice qué método puede servir para separarlas, que es el tema de la unidad siguiente.
Antes de empezar recuerda la lección anterior: una sustancia pura tiene siempre la misma composición, y puede ser un elemento (una sola clase de átomos) o un compuesto (varias clases unidas químicamente).
Explicación
¿Qué es una mezcla?
Una mezcla es la unión de dos o más sustancias que no se combinan químicamente. Cada sustancia que forma la mezcla se llama componente. En una mezcla pasan tres cosas que no pasan en un compuesto:
- Cada componente conserva sus propiedades. El agua con azúcar sigue siendo dulce porque el azúcar sigue ahí; la arena mojada sigue teniendo granos de arena.
- La cantidad de cada componente puede variar. Puedes echarle al jugo una cucharada de azúcar o tres, y sigue siendo agua con azúcar. En un compuesto, en cambio, la proporción es fija: el agua siempre tiene dos átomos de hidrógeno por cada uno de oxígeno.
- Los componentes se separan con métodos físicos, como colar, dejar en reposo, usar un imán o evaporar el agua. No hace falta un cambio químico.
Mezclas heterogéneas
En una mezcla heterogénea se distinguen partes distintas, a simple vista o con una lupa. Cada parte que se ve distinta se llama fase. En el agua con aceite ves dos capas; en la arena con piedritas ves granos de dos tamaños; en una sopa de verduras ves el caldo, la papa y la zanahoria. Otros ejemplos: la granola, la sal con pimienta, el agua con tierra después de un aguacero y una ensalada de frutas.
Mezclas homogéneas
En una mezcla homogénea no se distinguen las partes, ni a simple vista ni con una lupa. Se ve igual en todos sus puntos: tiene una sola fase. El agua con azúcar bien disuelta, el vinagre y el aire limpio son mezclas homogéneas.
Ojo con una idea equivocada muy común: que no veas las partes no quiere decir que no estén. El azúcar disuelto se reparte en partículas tan pequeñas que no se ven, pero sigue ahí: lo pruebas con la lengua y lo compruebas con una balanza. Si dejas al sol un plato con agua salada hasta que el agua se evapore, en el fondo queda la sal.
Tampoco transparente quiere decir puro. El agua de la llave se ve transparente y es una mezcla homogénea: además del agua trae disueltas pequeñas cantidades de otras sustancias, como sales y gases del aire. El agua destilada, que solo tiene moléculas de H₂O, sí es una sustancia pura. A simple vista son iguales.
Hay mezclas que parecen homogéneas y no lo son, como la leche o la mayonesa. Con un microscopio se ven gotitas flotando. Son los coloides, que estudiarás al final de esta unidad. Por ahora, si te preguntan por la leche o la mayonesa, recuerda que son un caso especial: no basta con mirarlas con lupa.
Cómo clasificar un material
Hazte dos preguntas, en este orden:
- ¿Es una sola sustancia? Si lo es, es una sustancia pura: un elemento o un compuesto. Si son varias juntas, es una mezcla.
- Si es una mezcla, ¿se distinguen sus partes? Si las ves, a simple vista o con lupa, es heterogénea. Si no, es homogénea.
La masa de una mezcla y sus proporciones
Cuando juntas dos sustancias, nada aparece ni desaparece: la masa de la mezcla es la suma de las masas de sus componentes. Esto vale para las heterogéneas y también para las homogéneas, aunque el azúcar disuelto ya no se vea.
Como en una mezcla la cantidad de cada componente puede variar, es útil decir qué parte de la masa es cada uno. Para eso se divide la masa del componente entre la masa de la mezcla: eso da una fracción. Si esa fracción se multiplica por cien, se obtiene el porcentaje, que dice cuántos gramos de ese componente habría en cada cien gramos de la mezcla.
En esta lección vas a calcular proporciones solo en mezclas heterogéneas, como la arena con grava o una ensalada. En las próximas lecciones harás cuentas sencillas con la masa de lo que se disuelve en el agua; las concentraciones, con todas sus reglas, las verás en noveno.
Ejemplo resuelto
La arena y la grava
Para un experimento, mezclas 150 g de arena con 50 g de grava (son masas inventadas). ¿Cuál es la masa de la mezcla, qué fracción de ella es arena y qué porcentaje?
Ver la solución paso a paso
La masa de la mezcla es la suma de las masas de sus componentes:
$$150 + 50$$
$$200$$
La fracción de arena es la masa de arena dividida entre la masa de la mezcla:
$$\frac{150}{200}$$
Simplificamos dividiendo arriba y abajo entre 50:
$$\frac{3}{4}$$
Para el porcentaje multiplicamos la fracción por cien:
$$\frac{3}{4} \cdot 100$$
$$75$$
Respuesta: La mezcla pesa 200 g; tres cuartas partes de su masa son arena, es decir, el 75 % de la masa.
Ejemplo resuelto
Una ensalada de frutas
Una ensalada de frutas lleva 120 g de mango, 80 g de banano y 50 g de papaya (masas inventadas). ¿Cuánto pesa la ensalada y qué porcentaje de su masa es papaya?
Ver la solución paso a paso
Sumamos las masas de las tres frutas:
$$120 + 80 + 50$$
$$250$$
La fracción de papaya es su masa entre la masa de la ensalada:
$$\frac{50}{250}$$
$$\frac{1}{5}$$
Y el porcentaje:
$$\frac{1}{5} \cdot 100$$
$$20$$
Si mañana preparas la ensalada con más papaya, ese porcentaje cambia y sigue siendo una ensalada de frutas: la composición de una mezcla puede variar.
Respuesta: La ensalada pesa 250 g y el 20 % de su masa es papaya.
Ejemplo resuelto
El azúcar que no se ve
Pones en una balanza un vaso con 180 g de agua y le agregas 20 g de azúcar (masas inventadas). Revuelves hasta que el azúcar ya no se ve. ¿Qué marca la balanza, sin contar el vaso?
Ver la solución paso a paso
La mezcla quedó homogénea: no se distingue el azúcar. Pero el azúcar sigue ahí, repartido en partículas que no se ven, y su masa cuenta:
$$180 + 20$$
$$200$$
La masa de la mezcla es la suma de las de sus componentes, aunque uno de ellos ya no se vea:
$$180 + 20 = 200$$
Respuesta: La balanza marca 200 g, lo mismo que el agua y el azúcar por separado.
Práctica
Mezclas 300 g de arena con 200 g de agua. ¿Cuál es la masa de la mezcla, en gramos?
La masa de una mezcla es la suma de las masas de sus componentes: 300 g + 200 g = 500 g.
Una bolsa con 400 g de una mezcla de fríjoles y arroz tiene 100 g de fríjoles. ¿Cuántos gramos de arroz tiene?
La mezcla es la suma de sus partes, así que el arroz es lo que falta: 400 g − 100 g = 300 g.
En 200 g de una mezcla de sal y pimienta hay 50 g de pimienta. ¿Qué fracción de la masa de la mezcla es pimienta?
Se divide la masa de pimienta entre la de la mezcla: 50/200 = 1/4. El 3/4 es la fracción de sal, y el 4 sale de dividir al revés.
Un frasco tiene 500 g de granola, de los cuales 150 g son uvas pasas. ¿Qué porcentaje de la masa de la granola son uvas pasas?
La fracción es 150/500 = 3/10, y por cien da 30: el 30 % de la masa son uvas pasas.
Juntas 60 g de piedritas, 90 g de arena y 150 g de tierra. ¿Cuál es la masa de la mezcla, en gramos?
Se suman los tres componentes: 60 + 90 + 150 = 300 g. Las otras opciones olvidan alguno de los tres.
Una mezcla de arena y limaduras de hierro pesa 80 g. Con un imán sacas 32 g de hierro. ¿Qué porcentaje de la masa de la mezcla era arena?
La arena es 80 g − 32 g = 48 g. La fracción es 48/80 = 3/5, que por cien da el 60 %.
¿Verdadero o falso? Si disuelves 30 g de sal en 470 g de agua, la mezcla pesa menos de 500 g, porque la sal desapareció.
La sal no desaparece: se reparte en partículas que no se ven. La mezcla pesa 30 g + 470 g = 500 g.
¿Verdadero o falso? Una mezcla de 100 g de arena con 100 g de grava y otra de 150 g de arena con 50 g de grava tienen la misma fracción de arena.
En la primera, la arena es 100/200 = 1/2; en la segunda, 150/200 = 3/4. Las dos son mezclas de arena y grava, con distinta composición: en una mezcla las cantidades pueden variar.
El agua de la llave se ve transparente y sin partes. ¿Qué es?
Además de agua trae disueltas otras sustancias, como sales y gases del aire, que no se ven: es una mezcla homogénea. Transparente no quiere decir puro.
Marca todas las mezclas heterogéneas.
Marca todas las que apliquen.
En el agua con aceite, la arena con piedritas y la sopa de verduras se distinguen partes. El agua con azúcar y el aire limpio son mezclas homogéneas, y el agua destilada no es una mezcla: es una sustancia pura.
Reto
¿Sustancia pura, mezcla homogénea o mezcla heterogénea?
Primero pregúntate si es una sola sustancia. Si es una mezcla, pregúntate si se distinguen sus partes.
Reto
Abre el candado de las mezclas.
Cada respuesta es un dígito del código. Recuerda que la masa de una mezcla es la suma de las de sus componentes.
Reto
El crucigrama de las mezclas.
Lee cada pista y escribe la palabra. No lleva tildes.
Cierre
En resumen
Una mezcla une dos o más sustancias sin combinarlas químicamente: cada una conserva sus propiedades y su cantidad puede variar.
En una mezcla heterogénea se distinguen partes; en una homogénea no, ni con lupa, pero los componentes siguen ahí.
Transparente no quiere decir puro: el agua de la llave es una mezcla homogénea y el agua destilada, una sustancia pura.
La masa de una mezcla es la suma de las masas de sus componentes, aunque uno de ellos esté disuelto.
La fracción de un componente es su masa entre la masa de la mezcla; por cien, es su porcentaje.
Vocabulario
- Mezcla
Unión de dos o más sustancias que no se combinan químicamente. Cada una conserva sus propiedades y la cantidad de cada una puede variar.
- Componente
Cada una de las sustancias que forman una mezcla.
- Mezcla homogénea
Mezcla en la que no se distinguen las partes, ni a simple vista ni con lupa: se ve igual en todos sus puntos.
- Mezcla heterogénea
Mezcla en la que se distinguen partes distintas a simple vista o con lupa.
- Fase
Cada parte de una mezcla que se ve distinta de las demás. Una mezcla homogénea tiene una sola fase.
Guía para el docente
Tiempos
- Inicio · 5 min — Ponga sobre la mesa un vaso con agua y aceite, otro con agua y azúcar disuelta y otro con agua destilada (se consigue en droguerías), y pregunte en cuál hay una sola sustancia. Si no la consigue, ponga agua de la llave y úsela como trampa: aunque se vea igual, tampoco es una sola sustancia.
- Explicación · 15 min — Mezcla, mezcla homogénea y heterogénea, y las dos preguntas para clasificar. Si hay balanza de cocina, haga el tercer ejemplo de verdad, pesando el vaso antes y después de disolver.
- Práctica · 20 min — Preguntas en parejas; las canastas se pueden proyectar y discutir en grupo, pidiendo que justifiquen cada material.
- Cierre · 5 min — Que cada estudiante nombre una mezcla homogénea y una heterogénea de su casa que no hayan salido en clase.
Preguntas para el salón
- Si el agua de la llave se ve igual que el agua destilada, ¿cómo podríamos saber que tiene otras sustancias?
- ¿Por qué el agua con azúcar es una mezcla y no un compuesto?
- Si a una ensalada de frutas le agregamos más mango, ¿sigue siendo la misma mezcla? ¿Qué cambia?
Errores típicos
- Creer que una mezcla homogénea es una sustancia pura porque se ve uniforme. Evapore unas gotas de agua salada en una cuchara de metal sostenida con una pinza de madera o un trapo seco (el mango también se calienta), con la llama a su cargo y los estudiantes a un metro, y muestre el residuo blanco cuando la cuchara se haya enfriado.
- Creer que lo disuelto desaparece y no pesa. Pese en una balanza de cocina el agua y el azúcar por separado y luego la mezcla.
- Dividir al revés al calcular la fracción (la mezcla entre el componente). Recuerde que la fracción de una parte es menor que 1: si da más de 1, se dividió al revés.
Tarea sugerida
Hacer una lista de diez materiales de la casa y clasificar cada uno como sustancia pura, mezcla homogénea o mezcla heterogénea, explicando en una frase la decisión.