2-008 I.E.D. FERNANDO MAZUERA VILLEGAS J.M AREA
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2-008 I.E.D. FERNANDO MAZUERA VILLEGAS J.M AREA TECNOLOGIA ANALISIS DE MUESTRAS QUIMICAS Modulo 1 Operaciones Preliminares para ensayo de análisis de muestras Guía de Aprendizaje: Preparación de Soluciones Sistema de la Gestión de la calidad Fecha Junio 2008 INTRODUCCIÓN A través del desarrollo de esta guía usted estará en capacidad de identificar aspectos fundamentales en el tema de las soluciones, ¿Qué son las soluciones?, ¿Qué es un disolvente?, ¿Qué es el soluto?, Qué hace diferente a una solución de un coloide?, o conocer las características de las suspensiones. Igualmente el estudiante por medio del desarrollo da prácticas de laboratorios estará en capacidad de diferenciar conceptos de: a. Solubilidad b. Propiedades físicas de las soluciones c. Concentración de una solución: soluciones sólidas, líquidas y gaseosas d. Efecto de la temperatura y presión en la solubilidad de sólidos y gases. e. Diferencias básicas entre soluto y solvente, f. Aplicación sobre concentraciones físicas tales como: % peso/peso, % volumen/volumen, % peso/volumen y concentraciones químicas como: molaridad, normalidad, molalidad, ppm y fraccion molar Xn. Es importante que los cálculos a realizar en las prácticas para la preparación de las soluciones, se deben realizar en forma adecuada y guiada por su profesor, ya que esto permitirá preparar de manera verás y confiable las distintas soluciones en diferentes concentraciones conocidas. Debes aprender que el proceso de medida es muy importante en ciencias. Debes ser muy claro en qué se va a medir y para que se va a medir, tienes que tener la habilidad para calcular, para usar instrumentos de medida y para interpretar en forma correcta dichas medidas. Igualmente el estudiante con las prácticas y la aplicación de ejercicios orientados podrá verificar la concentración de una solución por medio de la titulación de las mismas. Lic. Marco Antonio Flórez. [email protected] Lic. Cristina Valderrama. [email protected] Lic.Yolanda Chávez Verján [email protected] Lic. Enith Portela [email protected] 1 2-008 I.E.D. FERNANDO MAZUERA VILLEGAS J.M AREA TECNOLOGIA ANALISIS DE MUESTRAS QUIMICAS Modulo 1 Operaciones Preliminares para ensayo de análisis de muestras Guía de Aprendizaje: Preparación de Soluciones Sistema de la Gestión de la calidad Fecha Junio 2008 PLANTEAMIENTO DE LAS ACTIVIDADES Y ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE. Para iniciar el desarrollo de esta guía, debes como mínimo dar respuesta a los siguientes interrogantes. ¿Cuáles son los cálculos utilizados en la preparación de una solución? ¿Cuáles son las fases que integran una solución? ¿Qué factores intervienen en la preparación de una solución? ¿Como se deben utilizar las fichas de seguridad de los reactivos necesarios para la preparación de soluciones? CONCEPTUALIZACIÓN. CONCEPTOS PREVIOS. Revisemos los conceptos fundamentales que nos permiten tener claridad frente a las temáticas básicas e igualmente tener un buen manejo de los números, pues son herramientas valiosas en la realización de actividades científicas y de la vida diaria. Conceptualice y realice ejercicios prácticos que permitan tener claridad sobre: Sistemas de medidas Sistema Internacional de medidas Magnitudes directa e inversamente proporcionales Razones y proporciones Regla de tres simple y compuesta Porcentajes Puede revisar las siguientes direcciones electrónicas, para tener una mejor percepción conceptual de lo requerido en la presente guía. http://www.sectormatematica.cl/contenidos/sismetdec.htm http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/unidades/unidades/unidades.htm o http://sipan.inictel.gob.pe/internet/av/aritmetica.htm o http://sipan.inictel.gob.pe/internet/av/razopro.htm o http://www.hiru.com/es/matematika/matematika_06950.html o http://olydan.iespana.es/guia_matematicas_rd3.htm o http://sectormatematica.cl/enlaces.htm. o http://sectormatematica.cl/librosmat/libronivel6.pdf Lic. Marco Antonio Flórez. [email protected] Lic. Cristina Valderrama. [email protected] Lic.Yolanda Chávez Verján [email protected] Lic. Enith Portela [email protected] 2 2-008 I.E.D. FERNANDO MAZUERA VILLEGAS J.M AREA TECNOLOGIA ANALISIS DE MUESTRAS QUIMICAS Modulo 1 Operaciones Preliminares para ensayo de análisis de muestras Guía de Aprendizaje: Preparación de Soluciones Sistema de la Gestión de la calidad Fecha Junio 2008 a. Realice un análisis comparativo entre los preconceptos y los consultados en las direcciones electrónicas sugeridas. b. Elabore un mapa conceptual con los conceptos aprendidos. c. Realice la socialización de los mapas conceptuales elaborados, para identificar debilidades y fortalezas de los mismos. Si requiere información acerca de la elaboración de mapas conceptuales, puede consultar la siguiente cibergrafía: http://www3.unileon.es/dp/ado/ENRIQUE/Didactic/Mapas.htm http://www.pacorey.net/mapcon/indicemapas.htm http://www.geocities.com/Area51/Stargate/4295/demc/b3.html Actividad No. 1 Resuelva los siguientes ejercicios en grupo, aportando y dejando como evidencia de aprendizaje, los procedimientos en su cuaderno de trabajo en clase. 1. Si 4 camisas llevan 20 botones, ¿cuántos botones llevaran 20 camisas?. 2. Si en un grupo hay 3 niños por cada dos adultos ¿cuántos niños habrá por 16 adultos. 3. En un restaurante se compran 2kg de carne por cada 6 comensales. ¿Qué cantidad de carne se necesitan para 120 comensales?. 4. El precio de un vestido para el padre es de $150.000 y el precio del vestido del hijo es $75.000 encuentra la razón entre los dos precios. 5. Una expedición de 25 hombres, tiene víveres para 40 días. Si se quiere que los víveres duren 10 días más, ¿A cuantos hombres habrá que reducir la expedición? 6. El agua de un depósito se extrae en 200 veces con un bidón de 15 litros. ¿En cuántas veces se extraerá con un bidón de 25 litros? 7. Las ruedas traseras y delanteras de un coche tienen un diámetro de 1,3 metros y 1 metro, respectivamente. Cuando las primeras han dado 370 vueltas, ¿cuántas han dado las segundas? 8. Cada página de un libro tiene 32 líneas. El libro tiene 70 páginas. ¿Cuántas páginas ocuparía el mismo libro si en cada página se colocarán 35 líneas ?. 9. Un grupo de jubilados contrata un autocar a un precio fijo. En principio se apuntan 42 ancianos y calculan que cada uno deberá pagar 6,10 euros. Finalmente sólo van 35 personas. ¿Cuánto deberá pagar cada uno? 10. Llenamos un camión con 1.215 sacos de 4 kg de patatas cada uno y otro camión de igual capacidad se llena con sacos de 5 kg. ¿Cuántos sacos cabrán en el segundo camión? Lic. Marco Antonio Flórez. [email protected] Lic. Cristina Valderrama. [email protected] Lic.Yolanda Chávez Verján [email protected] Lic. Enith Portela [email protected] 3 I.E.D. FERNANDO MAZUERA VILLEGAS J.M AREA TECNOLOGIA ANALISIS DE MUESTRAS QUIMICAS Modulo 1 Operaciones Preliminares para ensayo de análisis de muestras Guía de Aprendizaje: Preparación de Soluciones 2-008 Sistema de la Gestión de la calidad Fecha Junio 2008 Porcentajes 6. 7. 8. 9. 10. 1. Por la compra de un electrodoméstico a un año se cobro el 36% de financiación final se pagaron $240.000 de intereses. ¿Cual fue el valor del electrodoméstico? 2. Cual es el capital que prestado al 3% produjo una ganancia del $120.000 en un mes. 3. Luís hace limonada con 12 litros de agua y 8 litros de zumo de limón. ¿Cuál es el porcentaje de zumo que hay en la limonada?. 4. En una granja, la peste porcina mata al 18 % de los cerdos, quedando 164. ¿Cuántos han muerto? 5. Un banco prestó a otros 300.000 euros al 18 % mensual. La cantidad devuelta ha sido de 462.700 euros ¿Cuánto tiempo ha tardado el segundo banco en devolver el préstamo?. Una impresora cuesta 215 euros sin IVA y 249,40 euros con IVA. ¿Qué porcentaje de IVA presenta? En la última subida de precios del autobús el billete sencillo ha pasado de 1,10 euros a 1,16 euros y el bono bus de diez viajes ha pasado de 4,70 euros a 4,91 euros. ¿Qué tanto por ciento de subida ha sufrido el billete sencillo y el bono bus?. En una clase de 40 estudiantes encontramos: 4 estudiantes ausentes, 10 conforman el equipo de microfútbol, 6 pertenecen al grupo musical del colegio, 5 usan anteojos,12 son mayores de 12 años, 2 son del equipo de gimnasia del colegio, 1 es de la selección de básquetbol infantil. Calcule el porcentaje que presenta cada número de estudiante respecto al total del curso. Una empresa aumenta el sueldo de sus empleados en un 24% para el próximo año. Calcula el nuevo sueldo para los empleado con sueldos de : $500.000, $380.000,$750.000 Eduardo presto a un amigo $2.000.000 los cuales le produjeron $72.000 de interés durante un año ¿Cuál fue la tasa de interés anual? Lic. Marco Antonio Flórez. [email protected] Lic. Cristina Valderrama. [email protected] Lic.Yolanda Chávez Verján [email protected] Lic. Enith Portela [email protected] 4 2-008 I.E.D. FERNANDO MAZUERA VILLEGAS J.M AREA TECNOLOGIA ANALISIS DE MUESTRAS QUIMICAS Modulo 1 Operaciones Preliminares para ensayo de análisis de muestras Guía de Aprendizaje: Preparación de Soluciones Sistema de la Gestión de la calidad Fecha Junio 2008 Actividad 2. Para dar continuidad en el manejo de los sistemas de medidas es necesario reforzar el proceso de conversiones para la cual se sugiere resolver los siguientes ejercicios en forma individual, pueden registrarse en el cuaderno. 1. Convertir las siguientes unidades a metro cúbico. a. 1 cm2 b. 1 pm2 c. 1 mm2 d. 1 nm2 e. 1 µm2 2. Calcular el número de centímetros cúbicos en. a. 1 Km b. 2 dm3 c. 4 m3 d. 5 mm e. 9 µm3 3. Calcular la capacidad en mililitros de una caja de 0,5 m de largo, 20 cm de ancho y 30 mm de profundidad. 4. Calcular el volumen de un cubo cuya arista mide 4 cm. 5. ¿Cuál es el volumen de un disco de bronce de 2,5 cm de diámetro y 8 mm de espesor? 6. Una botella para la determinación de pesos específicos pesa 80 g vacía, 255 g llena con agua y 220g llena con alcohol. Determinar el volumen de la botella. 7. ¿Cuál es el volumen de su aula de clase? 8. Dibujar diez (10) instrumentos de medida de volumen y diez (10) de capacidad. 9. ¿Cómo puedes relacionar las medidas de volumen con sus equivalencias en capacidad? 10. Cual es la masa de 13,5 cm3 de mercurio si su densidad es de 13,6 g/cm3 11. Un matraz contiene 25 ml de éter etílico y pesa 17,84 gramos. Cual es la densidad del éter. 12. Cual es la masa de una muestra de 51,6 ml de gasolina la cual tiene una densidad de 0.70 g/cm. 13. E l platino tiene una densidad de 21,4 g/cm3 .Cual es la masa de 5,9 cm3 de este metal. 3 14. El etanol tiene una densidad de 0.789 g/cm Que volumen se debe verter a una probeta para tener 19,8 gramos de alcohol. Lic. Marco Antonio Flórez. [email protected] Lic. Cristina Valderrama. [email protected] Lic.Yolanda Chávez Verján [email protected] Lic. Enith Portela [email protected] 5 2-008 I.E.D. FERNANDO MAZUERA VILLEGAS J.M AREA TECNOLOGIA ANALISIS DE MUESTRAS QUIMICAS Modulo 1 Operaciones Preliminares para ensayo de análisis de muestras Guía de Aprendizaje: Preparación de Soluciones Sistema de la Gestión de la calidad Fecha Junio 2008 CONTEXTUALIZACIÓN Es importante empezar entonces a identificar el concepto de solución y la importancia de las soluciones para ensayos de análisis de muestras químicas. En química, una solución o disolución (del latín disolutio) es una mezcla homogénea, a nivel molecular de una o más especies químicas que no reaccionan entre sí; cuyos componentes se encuentran en proporción que varía entre ciertos límites. Toda disolución está formada por una fase dispersa llamada soluto y un medio dispersante denominado disolvente o solvente. También se define disolvente como la sustancia que existe en mayor cantidad que el soluto en la disolución. Si ambos, soluto y disolvente, existen en igual cantidad (como un 50% de etanol y 50% de agua en una disolución), la sustancia que es más frecuentemente utilizada como disolvente es la que se designa como tal (en este caso, el agua). Una disolución puede estar formada por uno o más solutos y uno o más disolventes. Una disolución será una mezcla en la misma proporción en cualquier cantidad que tomemos (por pequeña que sea la gota), y no se podrán separar por centrifugación ni filtración. La sustancia disuelta se denomina soluto y esta presente generalmente en pequeña cantidad en comparación con la sustancia donde se disuelve denominada solvente. La concentración de una solución expresa la relación de la cantidad de soluto a la cantidad de solvente. Cualitativamente se puede expresar la concentración de una solución así: a. Diluida: si la cantidad de soluto es muy pequeña con relación a la cantidad de disolvente. b. Concentrada: Si la cantidad de soluto es grande con relación a la cantidad se disolvente. c. Saturada: Si hay exceso de soluto Cuando a partir de una solución ya preparada con una concentración especifica, se necesita preparar otra con concentración diferente, se dice que se esta haciendo una DILUCIÓN. Frecuentemente se dispone en el laboratorio de química de una serie de soluciones concentradas y a partir de ellas se prepara soluciones diluidas. A la cantidad de solución concentrada que se va a emplear se le denomina alícuota. Cuando se diluye una solución al agregar más disolvente el número de moles de soluto no experimenta cambio alguno, pero el volumen y la concentración si varían. Como se diluye el mismo número de moles de soluto en un volumen mayor de solución disminuye la concentración. Lic. Marco Antonio Flórez. [email protected] Lic. Cristina Valderrama. [email protected] 6 Lic.Yolanda Chávez Verján [email protected] Lic. Enith Portela [email protected] I.E.D. FERNANDO MAZUERA VILLEGAS J.M AREA TECNOLOGIA ANALISIS DE MUESTRAS QUIMICAS Modulo 1 Operaciones Preliminares para ensayo de análisis de muestras Guía de Aprendizaje: Preparación de Soluciones 2-008 Sistema de la Gestión de la calidad Fecha Junio 2008 Figura 1. Actividad 1. En forma individual responda los siguientes interrogantes: ¿Explica dos diferencias entre compuesto y soluciones y dos diferencias entre mezclas y soluciones? Toda la sal que contienen los mares ha sido transportada por los ríos que en ellos desembocan. ¿Por qué el agua del río es dulce? ¿Por qué el agua de los mares tiende a ser cada vez más salada? Elabore un cuadro comparativo entre las clases de soluciones. Puede ayudarse de la siguiente pagina Observe el esquema de la figura 1 intérprete el grafico y proponga una dilución. http://www.cespro.com/Materias/MatContenidos/Contquimica/QUIMICA_INORGANICA/solucio nes.htm Actividad 2 En grupo y en el laboratorio realice los siguientes cálculos para preparar las siguientes soluciones: 1. El vinagre es en esencia una solución de ácido acético en agua a una concentración del 4 al 5% P/P. ¿Cuántos gramos de ácido acético se requieren para preparar 750 g de vinagre blanco de un 4%? 2. El suero fisiológico es una solución salina extensamente utilizada con fines medicinales. Si una bolsa de 500ml de este suero contiene 4.5g de sal (NaCl), ¿Cuál es su concentración en porcentaje peso a volumen? Lic. Marco Antonio Flórez. [email protected] Lic. Cristina Valderrama. [email protected] Lic.Yolanda Chávez Verján [email protected] Lic. Enith Portela [email protected] 7 2-008 I.E.D. FERNANDO MAZUERA VILLEGAS J.M AREA TECNOLOGIA ANALISIS DE MUESTRAS QUIMICAS Modulo 1 Operaciones Preliminares para ensayo de análisis de muestras Guía de Aprendizaje: Preparación de Soluciones Sistema de la Gestión de la calidad Fecha Junio 2008 3. Describa el procedimiento de preparación de 0.250L de una solución 1.00M de CuSO4. Realice los cálculos. 4. Realice en grupo y en el laboratorio, las practicas de laboratorio; Soluciones Parte I y parte II: concentración de las soluciones que se encuentra en el blog de muestras químicas http://www.lacoctelera.com/muestrasquimicas 5. Realice los ejercicios planteados en las prácticas de laboratorio. 6. Realice la socialización de los ejercicios anteriores con ayuda del docente. 7. Consulte los conceptos: Solución, saturada, diluida, alícuota, puentes de hidrogeno, polaridad, disolución, electrólito fuerte, electrólito débil, saturado, sobresaturado, presión osmótica, presión de vapor, punto de ebullición, punto de congelación, coloides, solubilidad. 8. Para profundizar los conceptos anteriores puede revisar las direcciones electrónicas aquí descritas: http://www.quimicaviva.qb.fcen.uba.ar/contratapa/aprendiendo/capitulo4.htm http://www.cespro.com/Materias/MatContenidos/Contquimica/QUIMICA_INORGANICA/solucio nes.htm www.cespro.com/Materias/MatContenidos/Contquimica/QUIMICA_INORGANICA/soluciones.ht m Análisis Químico - Contenido Lic. Marco Antonio Flórez. [email protected] Lic. Cristina Valderrama. [email protected] Lic.Yolanda Chávez Verján [email protected] Lic. Enith Portela [email protected] 8 2-008 I.E.D. FERNANDO MAZUERA VILLEGAS J.M AREA TECNOLOGIA ANALISIS DE MUESTRAS QUIMICAS Modulo 1 Operaciones Preliminares para ensayo de análisis de muestras Guía de Aprendizaje: Preparación de Soluciones Fecha Junio 2008 EVIDENCIAS DE APRENDIZAJE CRITERIOS DE EVALUACION Evidencias de conocimientos Respuesta a preguntas sobre: Operaciones matemáticas básicas: Razones, porcentajes, proporciones, magnitudes directa e inversamente proporcional, regla de tres simple y compuesta Materia: Cálculos de masa, volumen, densidad Propiedades de las sustancias Clases de materia Pesos atómicos, pesos moleculares, la mole Sistema Internacional de Unidades y su aplicación en conversiones, sistema métrico decimal. Características y clases de las soluciones Problemas estequiométricos Coloides y electólitos. Unidades de concentración físicas y químicas, Preparación de soluciones, diluciones. Tipos de reactivos. Mapas conceptuales Evidencias de Desempeño Resultado de la observación en el proceso: Sistema de la Gestión de la calidad Verificación de cálculos para preparación de soluciones diferentes. Trabajo y desarrollo de mapas conceptuales Trabajo y desarrollo de practicas de laboratorios Convierte cantidades expresadas en gramos a número de moles y viceversa Repasa las unidades más comunes de masa y peso Repasa los conceptos de mezcla, compuesto. Enuncia las principales características de una solución y nombra sus componentes Aplica el significado de los términos concentración y solubilidad a expresiones tales como solución concentrada, solución diluida, saturación e instauración. Calcula la concentración de soluciones en porcentaje, partes por millón, partes por billón, y molaridad, a partir de los datos adecuados. Relaciona la cantidad de soluto con la cantidad de soluto para resolver problemas de dilución Describe algunas propiedades de los coloides y destacar su importancia en la vida diaria y en la industria Realiza de manera organizada los cálculos a utilizar en la preparación de soluciones de acuerdo a procedimientos del laboratorio. Interpreta la preparación de soluciones para ensayos. TECNICAS E INSTRUMENTOS DE EVALUACION Cuestionarios Ejercicios Trabajo en grupo Trabajo individual Portafolio Mapas conceptuales Tablas Cuadros comparativos Informe “V Heurística” Lic. Marco Antonio Flórez. [email protected] Lic. Cristina Valderrama. [email protected] Lic.Yolanda Chávez Verján [email protected] Lic. Enith Portela [email protected] 9 2-008 I.E.D. FERNANDO MAZUERA VILLEGAS J.M AREA TECNOLOGIA ANALISIS DE MUESTRAS QUIMICAS Modulo 1 Operaciones Preliminares para ensayo de análisis de muestras Guía de Aprendizaje: Preparación de Soluciones Sistema de la Gestión de la calidad Fecha Junio 2008 AMBIENTES DE APRENDIZAJE, MEDIOS Y RECURSOS DIDACTICOS Biblioteca. Sala de audiovisuales. Aula. Laboratorios. Otros GLOSARIO: Conceptos Claves COMPUESTO: Sustancia formada por dos o más elementos unidos químicamente en proporciones definidas DISPERSIONES COLOIDALES: Mezclas que contienen partículas más grandes que los solutos normales pero lo suficientemente pequeñas para permanecer suspendidas en el medio de dispersión DISOLVENTE: El medio disolvente de una solución; normalmente es el componente de la solución que está presente en mayor cantidad ELECTROLITO: Soluto que produce iones en solución; una solución electrolítica conduce una corriente eléctrica. ELECTROLITO DEBIL: Sustancia que ioniza sólo parcialmente en solución ELECTROLITO FUERTE: Sustancia que se ioniza sólo parcialmente en solución, por ejemplo, los ácidos fuertes, las bases fuertes y casi todas las sales. SOLUCIONES: Mezclas homogéneas (una sola fase) con composiciones variables. Resultan de la mezcla de dos o más sustancias puras diferentes cuya unión no produce una reacción química sino solamente un cambio físico. Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando una sola fase. Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos físicos. Lic. Marco Antonio Flórez. [email protected] Lic. Cristina Valderrama. [email protected] Lic.Yolanda Chávez Verján [email protected] Lic. Enith Portela [email protected] 10 2-008 I.E.D. FERNANDO MAZUERA VILLEGAS J.M AREA TECNOLOGIA ANALISIS DE MUESTRAS QUIMICAS Modulo 1 Operaciones Preliminares para ensayo de análisis de muestras Guía de Aprendizaje: Preparación de Soluciones Sistema de la Gestión de la calidad Fecha Junio 2008 MEZCLAS: Mezclas heterogéneas (más de una fase). Resultan de la mezcla de dos o más sustancias puras diferentes cuya unión no produce una reacción química sino solamente un cambio físico. FASE: Porción de materia con propiedades uniformes. Porción de un sistema separado de los otros por límites físicos. SOLUTO: Componente de una solución que se encuentra en cantidad menor. Es la fase de menor proporción. SOLVENTE: Componente de una solución que se encuentra en cantidad mayor. Es la fase de mayor proporción. SOLUCIÓN ACUOSA: El solvente es el agua. El soluto puede ser un sólido, un líquido o un gas. TIPOS DE SOLUCIONES: - Gas en líquido. - Líquido en líquido. - Sólido en líquido. - Gas en gas. - Líquido en gas. - Sólido en gas. - Gas en sólido. - Líquido en sólido. - Sólido en sólido. SOLUBILIDAD: Cantidad máxima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente. Varía con la presión y con la temperatura. Es un dato cuantitativo. MISCIBILIDAD: Capacidad de una sustancia para disolverse en otra. Es un dato cualitativo. Separa los pares de sustancias en "miscibles" y "no miscibles". CURVA DE SOLUBILIDAD: Representación gráfica de la solubilidad de un soluto en determinado solvente (eje y) en función de la temperatura (eje x). Lic. Marco Antonio Flórez. [email protected] Lic. Cristina Valderrama. [email protected] Lic.Yolanda Chávez Verján [email protected] Lic. Enith Portela [email protected] 11 2-008 I.E.D. FERNANDO MAZUERA VILLEGAS J.M AREA TECNOLOGIA ANALISIS DE MUESTRAS QUIMICAS Modulo 1 Operaciones Preliminares para ensayo de análisis de muestras Guía de Aprendizaje: Preparación de Soluciones Sistema de la Gestión de la calidad Fecha Junio 2008 SOLUCIÓN SATURADA: Solución que contiene la máxima cantidad de soluto que el solvente puede disolver a esa presión y esa temperatura. Si se le agrega más soluto no lo disuelve: si es un sólido en un solvente líquido, el exceso precipita; si es un líquido en solvente líquido, el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo según su densidad relativa; si es un gas en un solvente líquido, el exceso de soluto escapa en forma de burbujas. En una solución saturada de un sólido en un líquido, el proceso de disolución tiene la misma velocidad que el proceso de precipitación. SOLUCIÓN NO SATURADA: Solución que contiene una cantidad de soluto menor que la que el solvente puede disolver a esa presión y esa temperatura. CARACTERÍSTICA GENERAL DE LA SOLUBILIDAD: Como ya fuera descubierto hace varios siglos, "lo similar disuelve a lo similar". Las sustancias iónicas son solubles en solventes iónicos. Las sustancias covalentes son solubles en solventes covalentes. CASO PARTICULAR. SOLUCIONES DE GASES EN LÍQUIDOS: La solubilidad de un soluto gaseoso en un solvente líquido depende de cuatro factores: a) temperatura; b) presión; c) energía; y d) entropía. Se aplica la llamada "Ley de Henry" que permite conocer la presión parcial del soluto gaseoso en función de su fracción molar y de una constante que depende del gas y de su temperatura. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD DE DISOLUCIÓN: a) tamaño de las partículas del soluto; b) naturaleza física del soluto; c) naturaleza física del solvente; d) temperatura; y e) grado de agitación del soluto y del solvente. MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS HOMOGÉNEAS Y HETEROGÉNEAS: Existen numerosos métodos, la mayoría adaptados a casos especiales de solutos y solventes determinados, bajo condiciones determinadas. Según el profesor Carlos Mosquera Suárez, de la U. D. Fco. José de Caldas (Colombia), doce son los métodos generales más utilizados: - Disolución (sólido de sólido - uno soluble y el otro no). - Maceración (sólido de sólido - trituración + disolución). - Extracción (sólido de sólido - en frío con Soxhlet o en caliente por decocción). Lic. Marco Antonio Flórez. [email protected] Lic. Cristina Valderrama. [email protected] Lic.Yolanda Chávez Verján [email protected] Lic. Enith Portela [email protected] 12 2-008 I.E.D. FERNANDO MAZUERA VILLEGAS J.M AREA TECNOLOGIA ANALISIS DE MUESTRAS QUIMICAS Modulo 1 Operaciones Preliminares para ensayo de análisis de muestras Guía de Aprendizaje: Preparación de Soluciones Sistema de la Gestión de la calidad Fecha Junio 2008 - Lixiviación (sólido de sólido - disolución con arrastre). - Tamizado (sólido de sólido - a través de mallas de alambre de distintos diámetros). Destilación (líquido de líquido - homogénea - por diferencia en el punto de ebullición entre ambos). - Decantación (líquido de líquido - heterogénea - por diferencia entre la densidad de ambos). Evaporación (sólido de líquido homogénea - se calienta para evaporar el solvente y queda el soluto). Cristalización (sólido de líquido homogénea - se baja la temperatura para que cristalice el sólido - luego se filtra o decanta). Filtración (sólido de líquido - heterogénea - se hace pasar a través de un filtro que retenga el sólido pero no el líquido). - Centrifugación (sólido de líquido - homogénea - se aumenta la aceleración de la gravedad por aumentar la fuerza centrífuga, facilitando la precipitación del sólido). - Cromatografía (todos los casos - homogénea - se usa una fase móvil y una fija, la móvil viaja sobre la fija y sus componentes se van separando según su facilidad de migración, la que depende de diversos factores, por ejemplo su peso molecular). EXPRESIÓN DE LAS CONCENTRACIONES DE LAS SOLUCIONES: Concentración: cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente, o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solución. Siempre indica una proporción entre soluto y solvente. Porcentaje en masa (m/m): Cantidad de gramos de soluto disuelto en 100 gramos de solución. Porcentaje en volumen (V/V): Volumen en mililitros de soluto disuelto en 100 mililitros de solución. Lic. Marco Antonio Flórez. [email protected] Lic. Cristina Valderrama. [email protected] Lic.Yolanda Chávez Verján [email protected] Lic. Enith Portela [email protected] 13 2-008 I.E.D. FERNANDO MAZUERA VILLEGAS J.M AREA TECNOLOGIA ANALISIS DE MUESTRAS QUIMICAS Modulo 1 Operaciones Preliminares para ensayo de análisis de muestras Guía de Aprendizaje: Preparación de Soluciones Sistema de la Gestión de la calidad Fecha Junio 2008 Porcentaje masa a volumen (m/V): Cantidad de gramos de soluto disuelto en 100 mililitros de solución. Partes por millón (ppm): Cantidad de miligramos de soluto disuelto en 1 litro (ó 1 Kg) de solución. Formalidad (F): Cantidad de "moles fórmula" de soluto disuelto en 1 litro de solución. Un mol fórmula toma en cuenta la molécula de soluto sin disociar. Molaridad (M): Cantidad de moles de soluto disuelto en 1 litro de solución. Este concepto de mol se aplica a la molécula de soluto disociada en iones. Molalidad (m): Cantidad de moles de soluto disuelto en 1 Kg de solvente. Normalidad (N): Cantidad de equivalentes-gramo de soluto disuelto en 1 litro de solución. Equivalente-gramo es la cantidad de sustancia que reaccionaría con 1,008 gramos de hidrógeno, es decir, con un átomo-gramo de este elemento. Fracción molar (X): Cantidad de moles de soluto o de solvente con respecto al número total de moles de la solución. Porcentaje molar (X%); Fracción molar multiplicada por 100. Lic. Marco Antonio Flórez. [email protected] Lic. Cristina Valderrama. [email protected] Lic.Yolanda Chávez Verján [email protected] Lic. Enith Portela [email protected] 14 I.E.D. FERNANDO MAZUERA VILLEGAS J.M AREA TECNOLOGIA ANALISIS DE MUESTRAS QUIMICAS Modulo 1 Operaciones Preliminares para ensayo de análisis de muestras Guía de Aprendizaje: Preparación de Soluciones 2-008 Sistema de la Gestión de la calidad Fecha Junio 2008 BIBLIOGRAFIA SKOOG. Douglas A, “Fundamentos de Química Analítica” Ed. 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[email protected] Lic.Yolanda Chávez Verján [email protected] Lic. Enith Portela [email protected] 15 2-008 I.E.D. FERNANDO MAZUERA VILLEGAS J.M AREA TECNOLOGIA ANALISIS DE MUESTRAS QUIMICAS Modulo 1 Operaciones Preliminares para ensayo de análisis de muestras Guía de Aprendizaje: Preparación de Soluciones Sistema de la Gestión de la calidad Fecha Junio 2008 http://www.cespro.com/Materias/MatContenidos/Contquimica/QUIMICA_INORGANICA/solucio nes.htm www.cespro.com/Materias/MatContenidos/Contquimica/QUIMICA_INORGANICA/soluciones.ht m Análisis Químico - Contenido Elaborada por: Cristina Valderrama Marcos Flores Ajustada por: Yolanda Chávez Enith Portela Fecha Fecha 01 06 2008 14 07 2008 Lic. Marco Antonio Flórez. [email protected] Lic. Cristina Valderrama. [email protected] Lic.Yolanda Chávez Verján [email protected] Lic. Enith Portela [email protected] 16 2-008 I.E.D. FERNANDO MAZUERA VILLEGAS J.M AREA TECNOLOGIA ANALISIS DE MUESTRAS QUIMICAS Modulo 1 Operaciones Preliminares para ensayo de análisis de muestras Guía de Aprendizaje: Preparación de Soluciones Sistema de la Gestión de la calidad Fecha Junio 2008 Lic. Marco Antonio Flórez. [email protected] Lic. Cristina Valderrama. [email protected] Lic.Yolanda Chávez Verján [email protected] Lic. Enith Portela [email protected] 17