El problema
Tienes 10 gramos de una mezcla seca de limadura de hierro, sal de mesa y arena. Diseña la secuencia para recuperar los tres componentes por separado, indica qué propiedad aprovecha cada paso y calcula qué porcentaje de la mezcla original era sal. Después, si la sal se disuelve en 50 gramos de agua, ¿cuál es la concentración de la salmuera?
— Enunciado del problema
El orden de los pasos no es libre: se decide por lo que se puede quitar sin agregar nada. El hierro sale con imán porque es el único atraído; si se agregara agua primero, el hierro se mojaría y ya no se pegaría tan bien al imán, además de que habría que secarlo dos veces. Ese criterio, empezar por lo que no necesita agua ni calor, es el que ordena toda la secuencia.
| Paso | Qué se hace | Propiedad | Qué se recupera |
|---|---|---|---|
| 1 · imantación | pasar el imán sobre la mezcla seca | magnetismo | 3 g de limadura de hierro |
| 2 · disolver | agregar 50 g de agua y revolver | solubilidad de la sal | la sal pasa al agua, la arena no |
| 3 · filtración | filtrar con papel | tamaño de partícula | 3 g de arena en el papel |
| 4 · evaporación | calentar el filtrado | punto de ebullición del agua | 4 g de sal y el agua al aire |
| 5 · verificar | sumar lo recuperado | conservación de la masa | 3 más 4 más 3 igual a 10 |
Las dos cuentas del problema
Porcentaje de la mezcla
La sal era 4 gramos de 10 de mezcla: 4 entre 10 por cien, o sea 40 por ciento.Concentración de la salmuera
La disolución pesa 4 más 50, o sea 54 gramos: 4 entre 54 por cien es 7.4 por ciento.Dilución
Si se agregan 46 gramos de agua, la disolución pesa 100 y la concentración baja a 4 por ciento.Evaporación
Si se evapora hasta dejar 20 gramos de disolución, la concentración sube a 20 por ciento.Verificación
En los cuatro casos la sal sigue siendo 4 gramos: lo que cambia es el denominador.
Paso 1 de 5
Esa última línea es el resumen de todo el tema en una frase: al diluir o evaporar no se crea ni se destruye soluto, solo cambia la cantidad de disolución. Con esa idea se resuelven sin fórmula los ejercicios de concentración, y con esa idea se detecta cuando un resultado es imposible.
Otra versión: agua y alcohol
Una mezcla de agua y alcohol se ve completamente uniforme. ¿Sirve la filtración? ¿Y la decantación? Explica qué método se necesita y por qué.
— Segundo problema, sin sólidos
| Método | ¿Sirve aquí? | Por qué |
|---|---|---|
| filtración | no | no hay nada sólido que el papel pueda retener |
| decantación | no | los dos líquidos se mezclan y no forman capas |
| destilación | sí | el alcohol hierve a unos 78 grados y el agua a 100 |
| evaporación | a medias | se perdería el alcohol, que es lo que se quiere |
En este segundo problema la respuesta se construye descartando: si no hay sólido, la filtración sobra; si no hay dos capas, la decantación sobra; y si interesa conservar el líquido que hierve primero, la evaporación está prohibida. Queda la destilación, que aprovecha los 22 grados de diferencia entre los dos puntos de ebullición.
¿Por qué se usa primero el imán y no el agua?
En la secuencia, ¿qué se obtiene en el papel de filtro?
Si en el paso final las masas recuperadas suman menos que la mezcla inicial, algo se perdió en el camino.
Al diluir la salmuera, la cantidad de sal baja.
¿Cuántos gramos de agua hay que agregar a la salmuera de 54 gramos para que quede al 4 por ciento?
¿Qué desarrollo deja un componente en el lugar equivocado?
Marca la línea o las líneas con error y pulsa Comprobar.
Ordena la secuencia completa de separación
Coloca los elementos en orden y pulsa Comprobar.
Une el paso con lo que se obtiene
Cómo revisar una separación
- UnoCada componente aparece una sola vez
Nada se cuenta dos veces ni se pierde
- DosCada paso nombra su propiedad
magnetismo, solubilidad, tamaño, ebullición
- TresLas masas suman la original
La verificación aritmética
- CuatroEl orden respeta lo seco primero
Ahorra pasos
- CincoLa concentración usa la disolución
soluto entre soluto más solvente
Inventa una mezcla de tres sólidos que tengas en casa, escribe su secuencia de separación con la propiedad de cada paso y verifica que las masas sumen. Después calcula la concentración de lo que resulte soluble.
Primero lo seco, después lo soluble, al final el filtro
Tu texto se guarda sólo en este dispositivo.
¿Ya armas una secuencia?
Aquí se mira lo que ya fuiste acertando. Pulsa «Comprobar» para saber si puedes seguir.
Soluciones comentadas
| Reactivo | Lo que hay que ver | Por qué |
|---|---|---|
| ¿Cuántos gramos de agua hay que agregar a la salmuera de 54 gramos para que quede al 4 por ciento? | Si se agregan 46 gramos de agua, la disolución pesa 100 y la concentración baja a 4 por ciento | 46 gramos: la sal tiene que ser 4 de 100 gramos de disolución, y hoy hay 54. |
| ¿Qué desarrollo deja un componente en el lugar equivocado? | Se revisa: «para separar sal y arena disuelvo en agua y evaporo: la arena se queda en el fondo y la sal en el aire». | La línea marcada se salta la filtración y supone que la sal se evapora, cuando lo que se evapora es el agua. Los tres pasos ponen el orden correcto. |
| Ordena la secuencia completa de separación | La disolución pesa 4 más 50, o sea 54 gramos: 4 entre 54 por cien es 7.4 por ciento | Si calculas la concentración antes de evaporar usando la masa de la mezcla, divides entre un número que no es la disolución. |
¿Dónde encaja este apoyo?
| Campo | Valor |
|---|---|
| Categoría | Apoyos de estudio › Secundaria › 2.º |
| Nivel y grado | Secundaria · 1.º y 2.º (12-14 años) |
| Materia | Física y Química |
| Colección | Apoyos de Física y Química · Secundaria · etapa Mezclas y separación |
| Tipo de apoyo | Ejemplo resuelto (ejemplo-resuelto) |
| Necesidad del alumno | "Sé los métodos pero no sé en qué orden usarlos" |
| Duración | 14 min |
| Dificultad | intermedia |
| Prerrequisito | apo-sec-fis-mez-01 y apo-sec-fis-mez-02 |
| Siguiente apoyo | apo-sec-fis-mez-05 · Lo que tienes que recordar de mezclas y separación |
| OA curricular relacionado | mx-f6-mat-068-porcentajes-aplicados, mx-f6-mat-067-regla-de-tres, apo-sec-fis-ato-03 |
| Uso didáctico | Repite el mismo orden con cualquier mezcla: primero lo que se puede sacar sin agua, después lo que se disuelve, al final lo que queda en el papel. |
| Autor | Roadwise Consulting |
| Versión de contenido | 1 |
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