Separación de una mezcla de arena y sal

Hemos mezclado arena con sal y queremos separar los dos componentes. ¿Es posible? ¿Cómo podemos hacerlo? Vamos a utilizar el método científico para averiguarlo.

Investigación previa

¿Qué es una mezcla?

Es una combinación de dos o más sustancias sin que se formen enlaces químicos entre ellas. El aire, una ensalada o un perfume son mezclas.

Ejemplos de mezclas

Ensalada, agua y aceite, distintas piedras, son ejemplos de mezclas.

Como en la mezcla no se producen cambios químicos, los distintos componentes se pueden separar por medios físicos. Algunos métodos de separación de mezclas son: la cromatografía en papel, la filtración, la evaporación, la decantación, la destilación…

Algunos de estos métodos los hemos usado ya en nuestros experimentos. La cromatografía la utilizamos para separar los distintos colores que componen la tinta de los rotuladores (marcadores o plumones) y también para observar los distintos pigmentos de las hojas. Vimos la textura del suelo gracias a la decantación y empleamos la técnica de la evaporación para obtener sal a partir de agua de mar.

La sal

Es principalmente cloruro de sodio (NaCl), que es un compuesto iónico formado por iones cloro y sodio con cargas opuestas. El ion sodio tiene carga positiva y el ion cloro positiva. Estos iones se disponen de forma ordenada formando un cristal.

Cristales de sal

Cristales de sal.

La sal es soluble en agua. El agua es una sustancia polar, es decir, una parte de su molécula tiene carga positiva y otra carga negativa. Por ello, la parte negativa de las moléculas de agua atrae a los iones sodio y la parte positiva a los iones cloro. De esta forma los iones se disocian y el cristal se disuelve.

En el mar se encuentran enormes cantidades de sal. En una salina, el agua de mar se lleva a estanques de gran extensión pero poca profundidad. Gracias a la acción del viento y el calor del sol el agua se evapora y la sal se deposita en el fondo.

La arena

Está compuesta por granos de rocas. A veces, como ocurre en las playas, la arena también contiene sal y restos orgánicos procedentes de moluscos.

Según los geólogos, el diámetro de estos granos debe de estar comprendido entre 0,0625mm y 2mm. así que, si su tamaño fuera mayor o menor ya no podría llamarse arena.

Si mezclamos arena y agua y agitamos conseguiremos que la arena esté en suspensión dentro del líquido, pero en cuanto dejamos de agitar, la arena sedimenta, no se disuelve en el agua.

Arena en una playa

Afortunadamente la arena no es soluble en agua.

Hipótesis

La mezcla de arena y agua se puede separar fácilmente aprovechando lo que sabemos sobre las propiedades de sus componentes.

Experimento

Consiste en añadir agua a la mezcla para disolver la sal. Después la arena se separa del agua salada por filtración. Finalmente, el agua salada se deja evaporar.

Materiales:

  • Arena.
  • Sal.
 Vasitos con arena y sal

Una pequeña cantidad de ambas sustancias es suficiente para realizar el experimento.

  • Agua.
  • Vasos y cuchara.
  • Papel de filtro y un embudo, que te puedes fabricar cortando la parte superior de una botella de plástico.
Embudo hecho con botella de plástico

Un práctico embudo reutilizando una botella.

  • Un plato o una bandeja.

Procedimiento:

  • Mezcla pequeñas cantidades de arena y sal en un vaso removiendo con una cuchara.

Mezclando arena y sal

mezcla

Mezcla lista para su separación.

  • Añade una cantidad de agua suficiente como para disolver toda la sal. Remueve para facilitar el proceso.

Añadiendo agua

  • Coloca el papel de filtro en el embudo y pon un vaso u otro recipiente debajo.
  • Filtra la mezcla. La arena se habrá depositado en el fondo del vaso, así que al principio será rápido. Después debes echar la arena paso a paso. (Los papeles de filtro son muy delicados).
Pasando la mezcla por el papel de filtro

La arena se queda en el fondo del vaso. Se ha separado del agua por decantación.

  • Añade, un poco de agua limpia (sin sal) a la arena que quedó retenida en el papel de filtro para asegurarte de que no queda agua salada atrapada entre los granos de arena.
  • Saca la arena del papel de filtro y deja que se seque. Despega con los dedos o con la cuchara las partículas que hayan quedado adheridas al filtro.
Arena separada del agua

Ahora hay que retirar los restos de arena del filtro.

  • Pon el agua salada en el plato en un lugar soleado y espera a que el agua se evapore.
Agua salada evaporándose

Cuanto más extenso sea el recipiente más rápida será la evaporación.

  • Echa la sal recuperada en un vaso.
  • Observa los resultados.
Separación completa

Han quedado restos de sal en la arena. Además la sal se ha ensuciado un poco por haber estado tantos días a la intemperie. Aun así, podemos decir: ¡CONSEGUIDO!

Análisis de los resultados y conclusión

Para conseguir el objetivo se han usado 3 métodos de separación de mezclas: la decantación, la filtración y la evaporación. Estos métodos han funcionado porque los componentes de la mezcla tienen propiedades físicas diferentes. La sal es soluble en agua y la arena no; la arena es más densa que el agua salada y sedimenta en el fondo; el agua atraviesa los poros del papel de filtro, pero los granos de arena son demasiado grandes; el agua se evapora y la sal no.

Estas son algunas de nuestras observaciones:

  • Un poco de arena se ha perdido al adherirse al papel de filtro y también algo de sal ha quedado en el plato.
  • La evaporación al sol ha sido muy lenta. En ese tiempo, la sal se ha contaminado visiblemente con partículas de polvo y restos vegetales arrastrados por el viento. Se podría haber evitado cubriendo la bandeja con papel de cocina, aunque esto habría entorpecido el proceso. Como alternativa, el agua salada se puede calentar en un cazo en la cocina y conseguir la evaporación del agua en unos minutos.
  • Una vez hecha la separación, cuando la arena se ha secado, se pueden ver restos de sal en las paredes del vaso, lo que indica que entre la arena sigue habiendo algo de sal. Se podría mejorar lavando con más agua la arena que queda en el papel de filtro.

En conclusión, aunque los componentes no han podido ser recuperados al 100%, sí se han conseguido separar en su mayor parte. Usando una balanza se podrían haber pesado las muestras antes y después del experimento para así calcular los porcentajes de recuperación.

Los padres tienen la responsabilidad de elegir las actividades que según su criterio son seguras para sus hijos. Todas las actividades propuestas en Educaconbigbang deben estar siempre supervisadas por un adulto.



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