d (g/cm 3 ) d (kg/l) Masa Volumen a) Un kilogramo de etanol ocupa más volumen que un kilogramo de acetona.

Transcripción

1 La materia. Los líquidos Ficha de trabajo 1 Nombre y apellidos:... Curso:... Fecha: La densidad de los líquidos El líquido más abundante es el agua, cuya densidad es de 1 kg/l; debido a ello, estamos habituados a relacionar directamente medidas de volumen de agua expresadas en litros con los mismos valores de masa expresados en kilogramos. Sin embargo, otros líquidos tienen otros valores de densidad. 1. Completa los valores de masa o de volumen de la tabla, utilizando el valor de la densidad de cada uno de los líquidos que en ella aparecen, y realizando previamente el cambio de unidades que se indica. d (g/cm 3 ) d (kg/l) Masa Volumen Etanol 0, cm 3 Acetona 0, ,3 g Vinagre 1, ml 2. Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas y explica por qué. a) Un kilogramo de etanol ocupa más volumen que un kilogramo de acetona. b) La acetona, al igual que el aceite, flota en agua porque pesa menos que el agua. c) Un litro de agua pesa lo mismo que un litro de etanol. 133

2 La materia. Los líquidos Ficha de trabajo 2 Nombre y apellidos:... Curso:... Fecha: Las disoluciones 1. Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas (V) o falsas (F) y explica por qué: a) Una disolución es una sustancia pura, pues su aspecto es homogéneo. b) Un disolvente es aquella sustancia que disuelve al soluto. c) El soluto es la sustancia que está en menor proporción en una disolución. d) Al aumentar la temperatura, aumenta la velocidad del proceso de disolución, pues aumenta la velocidad de las partículas de disolvente. 2. Indica el estado de agregación del disolvente y del soluto en las siguientes disoluciones. Soluto Disolvente Amalgamas Bebida gaseosa Aerosol Nubes 3. A partir de la siguiente ilustración, explica el proceso de disolución, utilizando lo que sabes acerca de la teoría cinético-molecular de la materia. Cl Na + H 2 O H 2 O NaCl 134

3 La materia. Los líquidos Ficha de trabajo 3 Nombre y apellidos:... Curso:... Fecha: Solubilidad de sales en agua En la tabla se muestran los datos de solubilidad de una sal en agua (g soluto/100 g de disolvente) frente a la temperatura: t ( C) T (K) Solubilidad (g sal /100 g) Completa los valores de temperatura en kelvin. 2. Representa los datos de la tabla en un gráfico de solubilidad frente a temperatura. S (g/100 g) t ( C) 3. Muestra la representación anterior una relación lineal entre la solubilidad y la temperatura? Por qué? 4. A una temperatura de 20 C se disuelven 65 gramos de la sal en 200 gramos de agua. Cómo clasificarías esta disolución (diluida, concentrada o saturada)? 5. Describe qué ocurre si se prepara una disolución saturada a 40 C y después se enfría hasta una temperatura de 10 C; aparecerá un precipitado? Si es así, indica qué cantidad de sal precipitará. 135

4 La materia. Los líquidos Ficha de trabajo 4 Nombre y apellidos:... Curso:... Fecha: Solubilidad de gases en agua En la tabla se muestran los valores de la solubilidad (expresados en g/kg de agua) de varios gases en agua a 25 C y 1 atm, así como los valores de la densidad de estos gases. Gases Nitrógeno, N 2 Oxígeno, O 2 Dióxido de carbono, CO 2 Amoniaco, NH 3 Cloruro de hidrógeno, HCl S (g/kg agua) 0,018 0,039 1,45 4,70 6,95 d (g/l) 1,15 1,31 1,80 0,70 1,49 S (g/l agua) S (L/L agua) 1. Calcula los valores de la solubilidad en g/l de agua. Qué propiedad específica del agua has utilizado? Cuál es su valor? 2. Calcula los valores de la solubilidad en L/L de agua. Para ello debes utilizar el dato de la densidad de los gases y la solubilidad expresada en g/l. Indica cómo has realizado las operaciones. 3. La solubilidad, expresada en g/l, y la densidad del gas tienen las mismas unidades, cuál es la diferencia entre estos dos parámetros? 4. Si se produce un escape en un laboratorio de los gases de la tabla y una de las medidas de seguridad que se activa es generar una «lluvia de agua» en el interior del laboratorio, cuál o cuáles de los gases anteriores se disolverá de forma mayoritaria en el agua? 5. Busca información acerca de los riesgos que supone para la salud la inhalación de cloruro de hidrógeno (HCl). 136 AMPLIACIÓN

5 La materia. Los líquidos Ficha de trabajo 5 Nombre y apellidos:... Curso:... Fecha: Analizando etiquetas de alimentos En las etiquetas de los alimentos encontramos información sobre el contenido de los distintos nutrientes. En esta tabla se reproducen los datos que aparecen en la etiqueta de un envase de pasta fresca; como se puede observar, en ella aparece información de valores nutricionales por cada 100 g de alimento y por cada ración. Valores nutricionales medios por 100 g Por ración (125 g) % masa Proteínas 10,0 g 12,5 g Hidratos de carbono (de los cuales azúcares) Grasas (de las cuales saturadas) 50,7 g 2,8 g 1,9 g 1,1 g 63,4 g 3,5 g 2,4 g 1,4 g Fibra alimentaria 5,2 g 6,5 g Sodio Equivalente en sal 0,035 g 0,087 g 0,04 g 0,1 g 1. Toda la información que se da en la tabla es necesaria? 2. Calcula el % en masa (o riqueza) de cada uno de los tipos de nutrientes. Anota los resultados en la tabla. 3. Cuál es el % de grasas saturadas respecto del total de grasas? 4. La sal común es un compuesto químico llamado cloruro de sodio (NaCl). En la etiqueta se indica la cantidad de sodio y su equivalente en sal: a) Por qué es mayor el equivalente en sal que la cantidad de sodio? b) Calcula el % en sodio que tiene la sal común. 137

6 La materia. Los líquidos Ficha de trabajo 6 Nombre y apellidos:... Curso:... Fecha: Riqueza o % en masa 1. En las tabla siguientes se ofrecen unos datos y unos resultados erróneos obtenidos a partir de ellos, y que se muestran en negrita. Corrige los errores que se han cometido y obtén los resultados correctos. a) CASO A Soluto Disolvente Masa 10 g 80 g Riqueza 12,5 % Corrección: b) CASO B Masa Volumen Densidad Soluto 25 g Disolvente g 100 ml 750 g/l % masa 0,03 % Corrección: c) CASO C Masa Volumen Densidad Soluto 64 g Disolvente 800 g 800 ml 0,8 g/ml % masa 8 % Corrección: 138

7 La materia. Los líquidos Ficha de trabajo 7 Nombre y apellidos:... Curso:... Fecha: Concentración de disoluciones 1. A partir de los datos de la tabla de este apartado, en la que se detallan la masa de soluto, la masa de disolvente y el volumen final de la disolución: Masa de soluto Masa de disolvente Volumen de disolución Densidad de la disolución (g/l) Concentración (g/l) Concentración ( ) 10 mg 10 2 kg 12 ml 200 g 1,2 kg 9, L 2 g 600 g 0,62 L 10 g 450 g 45 cl a) Calcula la concentración en g/l y la densidad de la disolución. En qué se diferencian estos dos parámetros? b) De qué otra forma podrías expresar la concentración de estas disoluciones a partir de los datos que te hemos suministrado? Calcúlala. 2. Calcula, mentalmente, la cantidad de cada disolución que hay que tomar para conseguir la cantidad de soluto indicada en cada caso. Concentración de disolución Cantidad de soluto Cantidad de disolución 50 g/l 100 g 76 % volumen 76 cl 120 mg/l 3 g 10 % masa 85 g 139

8 La materia. Los líquidos Ficha de trabajo 8 Nombre y apellidos:... Curso:... Fecha: Concentración de disoluciones 1. A partir de los datos de las tablas, en la que se detallan la masa de soluto y su densidad, así como la masa de disolvente y su densidad: SOLUTOS Metanol (disolución A) Amoniaco (disolución B) n-heptano (disolución C) Masa soluto (g) 10, ,0 Densidad de soluto (g/ml) 0,791 0,890 0,684 Volumen de soluto (ml) DISOLVENTES Agua (disolución A) Agua (disolución B) n-octano (disolución C) Masa disolvente (g) Densidad de soluto (g/ml) 1,00 1,00 0,703 Volumen de disolvente (ml) a) Calcula el volumen que ocupan las cantidades de soluto y disolvente en cada caso y anótalas en la tabla correspondiente. Indica para qué datos utilizas y cuál es la secuencia de tus cálculos. b) Calcula la concentración en % en masa y en % en volumen y anota los resultados en la tabla inferior. Qué suposición has tenido que hacer para realizar este último cálculo? Indica qué datos utilizas y cuál es la secuencia de tus cálculos. % masa % volumen Disolución A (metanol+agua) Disolución B (amoniaco+agua) Disolución C (heptano+n-octano) 140 AMPLIACIÓN

9 La materia. Los líquidos Ficha de trabajo 9 Nombre y apellidos:... Curso:... Fecha: No aditividad de volúmenes 1. En el texto hemos hecho referencia a la «aditividad de los volúmenes», exponiendo que es una aproximación, ya que los volúmenes no son aditivos (no se deben sumar). Razona la veracidad de las siguientes afirmaciones: a) Podemos sumar volúmenes sin cometer error alguno cuando expresamos el volumen de una mezcla heterogénea. b) Sumar volúmenes es una buena aproximación cuando se trata de una mezcla homogénea formada por sustancias de densidad parecida. c) La aditividad de los volúmenes es correcta cuando adicionamos volúmenes de la misma sustancia. d) Cuando disolvemos una sal en agua, el volumen de la disolución es igual al volumen del disolvente, en este caso el agua. 2. Calcula la concentración, expresada en g/l, de una disolución formada por 2 ml de alcohol en 50 ml de agua. Debes utilizar una aproximación (indica cuál). Dato: densidad del alcohol: 0,789 g/ml. 141 AMPLIACIÓN

10 La materia. Los líquidos Ficha de trabajo 10 Nombre y apellidos:... Curso:... Fecha: Material de laboratorio para preparar disoluciones Indica el nombre del material de laboratorio necesario para preparar disoluciones y razona si el enunciado que acompaña a cada imagen es verdadero (V) o falso (F) 1. Nombre:... Este recipiente de vidrio sirve para medir el volumen de disolvente que vamos a utilizar. 2. Nombre:... Este recipiente de vidrio se puede calentar para conseguir disolver mayor cantidad de soluto. 3. Nombre:... Con este recipiente podremos añadir agua a la disolución que hemos preparado en un vaso de precipitados hasta el enrase. 4. Nombre:... Con este material podremos retirar parte de la disolución en el caso de haber sobrepasado el enrase del matraz aforado. 142

11 La materia. Los líquidos Ficha de trabajo 11 Nombre y apellidos:... Curso:... Fecha: El agua 1. Una de las características que hace que el agua sea una sustancia única es que en estado sólido (hielo) flota sobre el agua líquida. La misma masa de agua líquida ocupa un volumen menor que el volumen que ocuparía en estado sólido: a) Explica, utilizando la figura del modelo molecular del agua líquida y del hielo del libro del alumnado, a qué se debe que el hielo sea menos denso que el agua líquida. b) Indica al menos un fenómeno natural relacionado con este hecho. c) Calcula el volumen que ocuparía un cubito de hielo de 2 cm de arista (densidad del hielo: 0,917 g/cm 3 ) si se derritiera completamente y su temperatura se elevase hasta 4 C. Utiliza la información de la tabla de la densidad del agua del libro del alumnado. 2. En la tabla se muestran los valores de la solubilidad de oxígeno en agua para ciertos valores de temperatura. T ( C) S (g/l) 0,0146 0,0113 0,0091 0,0076 S (g/l) 0,016 0,014 a) Representa en el gráfico los valores anteriores. b) Si una central nuclear vierte agua a un río y hace que su temperatura promedio aumente de 10 a 20 C, en qué porcentaje disminuye la solubilidad del oxígeno en ese río? 0,012 0,01 0,008 0,006 t ( C)