COLEGIO JORGE ELIÉCER GAITÁN. QUÍMICA II SOLUCIONES 1 Parte: Conceptos, Clases de soluciones, Solubilidad, concentración física de las soluciones.
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- Gloria Cárdenas Cuenca
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1 COLEGIO JORGE ELIÉCER GAITÁN QUÍMICA II SOLUCIONES 1 Parte: Conceptos, Clases de soluciones,, concentración física de las soluciones. NOMBRE: CURSO LAS SOLUCIONES En la naturaleza es muy raro encontrar sustancias puras o aisladas, el mundo a nuestro alrededor está hecho de mezclas. Una solución es una mezcla homogénea de dos o más componentes, donde cada uno pierde sus características individuales. Esto último significa que los constituyentes se presentan en una sola fase bien definida (sólida, líquida o gas). El estudio de las soluciones es muy importante, debido a sus múltiples usos en la industria, en el hogar y en los seres vivos. Por ejemplo, la mayoría de reacciones químicas se llevan a cabo en disolución, muchas drogas y sueros que se administran a los pacientes son soluciones. Las gaseosas, las bebidas alcohólicas, el plasma sanguíneo, la savia en las plantas y muchas otras sustancias presentes en los seres vivos y de uso cotidiano son soluciones. A nivel industrial en la joyería, el oro que se usa se mezcla previamente con pequeñas cantidades de otros metales para hacerlo más manejable, puesto que el oro puro es muy duro, además estas mezclas tienen temperaturas de fusión menor que la del oro puro lo cual resulta más fácil de moldear. Una solución consta de dos partes: A. Dispersante, llamada disolvente o solvente es la que se encuentra en mayor proporción, es la sustancia que disuelve al soluto. B. Dispersa, llamada soluto es la que se encuentra en menor proporción, es la sustancia que disuelve al solvente. Las soluciones pueden existir en fase sólida, líquida o gas, pero generalmente están referidas al líquido que se obtiene al difundir un sólido, líquido o gas en otro líquido. 1. Analizar la información y completar el siguiente cuadro: ESTADO FÍSICO DE LA SLN ESTADO FÍSICO DEL STE ESTADO FÍSICO DEL STO EJEMPLO eoso Aire Aire húmedo Humo Bebidas gaseosas Licores Agua salada Arcilla Aleaciones: acero (hierro-carbón) SOLUBILIDAD Existe un límite para la cantidad máxima de soluto soluble en un determinado solvente. A este valor se le conoce como solubilidad, y se define como la máxima cantidad de un soluto que puede disolverse en una cantidad dada de un solvente, a una temperatura determinada.
2 2. En la gráfica se muestra la solubilidad de varias sales en 100 gramos de agua a diferentes temperaturas. Analizar y contestar: A. De acuerdo a la gráfica; cuál es la sal más soluble y menos soluble a 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 y 100 C? Especifique cual es la solubilidad. B solubilidad Sal más soluble Sal menos soluble sal solubilidad sal B. A qué temperatura la solubilidad de dos sales es la misma? Especifique cual es la solubilidad. Sales
3 C. Comparar las solubilidades del Cloruro de Sodio (NaCl) y del Cloruro de Potasio (KCl) en todo el rango de temperaturas. Cloruro de Potasio Cloruro de Sodio D. Determinar la cantidad de Clorato Potásico (KClO 3) que habrá que mezclar con 50 gr de Agua para obtener una disolución saturada a 30ºC E. Una disolución saturada de Dicromato Potásico (K 2Cr 2O 7) a 80ºC se enfría hasta los 20ºC. Qué cantidad de sal precipitará? F. Tenemos una disolución saturada de Clorato Potásico (KClO 3) a 30ºC y la calentamos hasta los 70ºC. Qué cantidad habrá que agregar a la disolución para saturarla de nuevo? G. En 250 g de Agua a 50 C Cuántos gr de Dicromato Potásico (K 2Cr 2O 7) se deben utilizar para preparar una solución saturada? H. Cuál es la solubilidad de Cloruro de Sodio (NaCl) a 90 C en 180 gr de Agua? I. Qué ocurrirá si se enfría una solución formada por 120 gr de Nitrato Plumboso [Pb(NO 3) 2] y 200 gr de Agua desde los 40 hasta los 10ºC?
4 2. La información de la siguiente tabla corresponde a la solubilidad de diferentes sustancias en el agua de acuerdo con la temperatura: Soluto g/100 g H 2O 0 C 20 C 50 C 100 C NaCl 35, ,8 KNO 3 13, ,5 246 C 12H 22O A. Elabore una gráfica de soluto g/100 g de H 2O (eje Y) en función de la variación de la temperatura (eje X), especificando el comportamiento que presenta cada una de las sustancias B. Explique la solubilidad de las sustancias a 30 C (con la gráfica) 3. Consultar los factores que determinan la solubilidad. 4. Resolver las siguientes situaciones, empleando las diferentes formas de expresar la concentración física de las soluciones: A. Qué concentración en % m/m tendrá una solución preparada con 20 g de NaCl (cloruro de sodio) y 200 g de agua? B. Una botella contiene 750 gr de agua azucarada que contiene un 60% m/m de azúcar. Cuántos gramos de azúcar contiene? C. Se desea preparar una solución de hidróxido de sodio (NaOH) al 19 % m/m, cuyo volumen sea de 100 ml (la densidad de la solución es de 1.09 g/ml). Cuántos gramos de agua y de NaOH se deben usar? D. Se requieren 30 g de glucosa para alimentar a una rata de laboratorio. Si se dispone de una solución de glucosa (C 6H 12O 6) al 5 % m/m, Cuántos gramos de esta solución serán necesarios para alimentar a las ratas? E. Una solución de ácido clorhídrico (HCl) acuosa, tiene una concentración de 37.9 % m/m. Cuántos gramos de esta solución contendrán 5.0 g de ácido clorhídrico? F. Se prepara una solución acuosa con 55 g de KNO 3 (nitrato de potasio), disolviendo la sal hasta completar 500 ml de solución. Calcule su concentración en % m/v G. Cuál es el porcentaje v/v de una disolución que contiene 5 ml de alcohol en 25 ml de agua? H. Cuál es el porcentaje p/v de una solución que contiene 0.02 kg de hidróxido de potasio en 250 ml de solución? I. Al mezclar 13.5 g de NaOH con 56.8 g de agua se obtiene una solución cuya densidad es de 1.15 g/ml. Determine el % m/v de la solución resultante. J. Calcular la cantidad necesaria de sulfato amónico [(NH 4) 2 SO 4] para obtener 500 ml de una solución amoniacal que contenga el 20 % de amoniaco [NH 3]. K. El Agua Oxigenada es una solución de Peróxido de Hidrógeno (H 2O 2) y Agua. Si una botella contiene 480 gr de Agua Oxigenada al 5% p/p. Cuántos gr de Peróxido de Hidrógeno hay en ella? L. Se disuelven 35 gr de Cloruro de Magnesio (MgCl 2) en 150 gr de Agua dando una solución cuya densidad es de 1,12 g/cm 3. Expresar la concentración de la solución resultante en: 1) % m/m 2) % m/v
5 M. Con 30 gr de Nitrato de Plata (AgNO 3) se desea preparar una solución acuosa de esta sal al 22% m/m (d.= 1,08 g/cm 3 ). Calcular: 1) el volumen de solución que puede prepararse. 2) la masa de solvente necesaria. N. Un producto de limpieza de uso doméstico que no daña el medio ambiente contiene 25% v/v de aceite de pino, 30% v/v de ácido acético, 15% v/v de aceite de palma y el resto de alcohol. Cuántos cm 3 habrá que tomar de cada sustancia para obtener 75 cm 3 de solución limpiadora? O. Una persona ha bebido 400 cm 3 de pisco, bebida cuya graduación alcohólica es 30% (30 gr alcohol/100 cm 3 ) de licor. Sabiendo que el 15% del alcohol ingerido pasa al torrente sanguíneo; que el volumen de sangre de un adulto es de 5 litros y que la concentración considerada tóxica es de 0,003 gr alcohol/ml sangre, indicar el porcentaje de alcohol en la sangre. P. Cuál será la concentración en Partes por millón (p.p.m) de una muestra de 350 ml de solución de fluoruro de sodio en Agua que contiene gr de esta sal disuelta? Q. Una muestra de 2 toneladas de suelo, tiene un total de 45 gramos de fertilizante, exprese la concentración de fertilizante en p.p.m. R. Una muestra de agua de 2 litros, posee 2,58 x 10-4 moles de oro. Exprese la concentración de oro en p.p.m. T. En una muestra de 450 kilogramos de carne, se encontró un total de 8,1 x 10-3 moles de glifosato (C6 H7 N12 O5 P).La norma europea, permite un máximo de 0,05 p.p.m de restos de este plaguicida en carne. La muestra analizada cumple con la normatividad europea?
Expresar la concentración de la disolución resultante en: a) % m/m, b) % m/v, c) g soluto/dm 3 disolvente.
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