Disoluciones Solubilidad FÍSICA Y QUÍMICA 3 E.S.O. Tema 3 15 Lourdes Álvarez Cid La materia Estados de agregación de la materia ELEMENTOS Y COMPUESTOS La materia se presenta en tres estados: sólido, líquido y gaseoso. Sólidos: Tienen, en general, la forma y el volumen prácticamente constantes, es decir, son rígidos. Al aumentar su temperatura apenas se dilatan. Su densidad es alta. Líquidos: Adoptan la forma del recipiente que los contiene. Igual que los sólidos, cuando aumenta la temperatura se dilatan y al enfriarse se contraen muy poco, y presentan densidades altas semejantes a la de la misma sustancia en estado sólido. Gases: No tienen forma ni volumen determinado, sino que se comprimen o se expanden (en función de la presión y la temperatura) llenando todo el volumen del recipiente. Se mezclan rápidamente entre ellos, propiedad que se llama difusibilidad. SISTEMAS HOMOGÉNEOS Y MODELO CORPUSCULAR HETEROGÉNEOS DE LA MATERIA Los sistemas materiales pueden tener a simple vista un aspecto de heterogéneos (mezclas) o son homogéneos, como las disoluciones o las sustancias puras. SEPARACIÓN DE LOS COMPONENTES DE LAS MEZCLAS Según el estado en que se encuentren los componentes de las mezclas, se separan por: filtración, sedimentació´n, tamizado y/o decantación. -La materia está constituida por partículas en movimiento y vacío. DISOLUCIONES La disolución es un sistema homogéneo formado por más de una sustancia. Cada una de las sustancias que forman una disolución se llama componente. Lourdes Álvarez Cid -La temperatura es la responsable del movimiento de las partículas. Al aumentar la temperatura también aumenta la energía cinética media de agitación. Al chocar las partículas con las paredes del recipiente producen una presión. Están formadas por el SOLUTO que es el que se encuentra en mayor cantidad y el DISOLVENTE que es el mayoritario. Agua azucarada... Según el estado del disolvente serán sólidas, líquidas o gaseosas. 16 CONCENTRACIÓN Indica la cantidad de soluto que hay en la disolución. Cuando la disolución no admite más soluto se dice que la disolución se encuentra saturada. Una disolución es diluida si está lejos de la saturación, en caso contrario se llama concentrada. Gramos de soluto en cada litro de disolución: c = Porcentaje en masa: % masa = msoluto su unidad es el g/l Vdisolución msoluto ·100% mdisolución % en volumen Llamado también grado, es el volumen de soluto en ml, contenido en 100ml de disolución: % volumen = Vsoluto ·100% Vdisolución Solubilidad Equivale a los gramos de soluto que como máximo admiten 100g (o 100ml) de disolvente para dar lugar a una disolución saturada. Separación de componentes Existen diferentes técnicas según sean los componentes de la disolución: cristalización, destilación, cromatografía... Ley de Boyle-Mariotte “a temperatura constante la presión y el volumen que ocupa un gas son inversamente proporcionales” P1 ·V1 = P2 ·V2 1ª Ley de Gay-Lussac “a presión constante...” V1 V2 T1 = T2 2ª Ley de Gay-Lussac “a volumen constante...” P1T1 = P2T2 17 826733 _ 0047-0068.qxd 16/2/07 15:32 Página 47 DISOLUCIONES La materia: cómo se presenta 3 FÍSICA Y QUÍMICA 3 E.S.O. MAPA DE CONTENIDOS Calcula cuántos gramos de cada una de estas sales nos tomamos si bebemos 150 mL de agua. LA MATERIA formada por 826733 _ 0047-0068.qxd 7. El agua16/2/07 del Sustancias puras elementos descrita con propiedades Mezclas compuestos homogéneas se pueden presentar en tres estados sólido líquido representados con gas heterogéneas Generales Características ejemplos ejemplos 826733 _ 0047-0068.qxd masa 16/2/07 15:32 volumen temperatura densidad solubilidad se mide se mide con con permite estudiar se mide con disoluciones balanza Página probeta termómetro 20. ● pueden ser bureta símbolos diluidas pipeta Dalton en la actualidad dibujos letras 20. vaso de precipitados● EJERCICIOS concentradas 15:32 tiene Páginauna 55 mar densidad de 1,03 g/L y una riqueza en sales de un 0,35 % en masa. Calcula la concentración en sales del agua 55 de mar en g/L. 8. Indica en cuál o cuáles de los recipientes que se representan SOLUCIONARIO abajo hay un elemento químico, Indica cuál o cuálesuna de lossustancia recipientes que un en compuesto, hay un elemento químico, un compuesto, una pura o una mezcla. o una mezcla. a) saturadas b) c) Indica en cuál o cuáles de los recipientes que se representan abajo hay un elemento químico, un compuesto, una sustancia pura o una mezcla. Compuesto. Mezcla. a) b) c) d) 21. OBJETIVOS ● Ele Copia esta lista en tu cuaderno y relaciona cada sustancia con elemento químico o comp 1. Indica qué disolución es más concentrada, una que se prepara a) Alcohol. y las variacio• Diferenciar entre sustancia pura y mezcla. • Conocer las disoluciones Compuesto. Mezcla. Elemento. Elemento. disolviendo 10 g de sal en 100 g de agua o una que se prepara b) Copia Sal común. 9. esta lista en tu cuaderno y nes de sus propiedades con la concen• Saber identificar una sustancia pura a partir de alguna sus en propiedades disolviendo 5 g dedesal 20 g deca-agua.tración. c) relaciona Plomo. • Elemento cada sustancia con quím Copia esta lista en tudecuaderno y relaciona 21. la teoría • Conocer atómico-molecular racterísticas. d) elemento Agua. químico o compuesto. 2. El suero fisiológico se prepara disolviendo de sal en 330con g de agua. químico Dalton. 3 g cada sustancia elemento o compuesto. • Distinguir entre elementos y compuestos. ● Entenderfisiológico, el concepto de elemento y como Calcula ladiferenciar concentración de sal en el• suero expresada • Saber una mezcla heterogénea a) Alcohol. mezcla a partir de la teoría de Dalton. de una mezcla homogénea (disolución). porcentaje en masa. b) Sal común. • Conocer los procedimientos físicos utili- • Saber identificar y clasificar sustancias del alumno. c)realidad Plomo. zados para las indica sustancias que tienecercanas frasco de separar colonia que un 80a la% de alcohol. Calcula forman una mezcla. d) Agua. e) Amoniaco. f) Oro. a) Alcohol. • Compuesto b) Sal común. g) Aluminio. 3. Un la• Elemento químico c) Plomo. Los elementos químicos se representan p cantidad de alcohol necesaria para preparar 280 mL de colonia. end)laAgua. tabla periódica. La mayoría de ellos e) Amoniaco. 4. Un vino común tiene un 12 % de alcohol y el whisky tiene un 40 %47 de• CompuestoLos elementos se combinan entre sí para e) Amoniaco. f) Oro. (óxidos, ácidos, bases, sales, etc.). alcohol. Calcula la cantidad de alcohol que toma una persona cuando g) Aluminio. f) Oro. • Elementos químicos: plomo, aluminio bebe 150 mL de vino o 150 mL de whisky. (Nota: un vaso de vino • g) Compuestos: sal común, amo Los elementos químicos se representan por símbolosalcohol, y se ordenan contiene, aproximadamente, 150 mL.) Aluminio. en la tabla periódica. La mayoría de ellos son de naturaleza metálica. 5. Para preparar un desinfectante mezclamos 400 mLLos deelementos agua destilada se combinan sí para formartienes compuestos En un recipiente una mezcla de hidróg 22. entre con 200 mL de alcohol etílico y 10 mL de alcohol bencílico. Determina (óxidos, ácidos, bases, sales, etc.). agua en estado gaseoso. Diseña una experienc ● la concentración de cada uno de los solutos expresándola como plomo,enaluminio qué recipiente • Elementos químicos: y oro. tienes una mezcla de eleme un compuesto esos elementos. porcentaje en volumen. • Compuestos: alcohol, sal común, amoniacodey agua. 6. El agua del mar tiene varias sales disueltas. Las más abundantes están en El hidrógeno forma mezclas explosivas co En un recipiente tienes una mezcla de hidrógeno y oxígeno y en otro el tienes en contacto con una chispa; vapor de a 22. la siguiente proporción: • Cloruro de sodio: 24 g/L. • Cloruro de magnesio: 5 g/L. • Sulfato de sodio: 4 g/L. ● agua en estado gaseoso. Diseña una experiencia te permita distinguir de cobreque anhidro, de color blanco, al recip de agua, loy transforma en sulfato de cobre en qué recipiente tienes una mezcla de elementos en cuál tienes un compuesto de esos elementos. Utiliza Lourdes los deÁlvarez Daltonse y representa 23. explosivas Cid co El18 hidrógeno forma mezclas consímbolos el oxígeno cuando ponen compuestos: ● el vapor de agua, no. Si añadimos sulfato en contacto con una chispa; b) M a) Dióxido de azufre (SO2). vapor de cobre anhidro, de color blanco, al recipiente que contiene de agua, lo transforma en sulfato de cobre hidratado de color azul. a) SO2: DISOLUCIONES EJERCICIOS 13. Elige la respuesta correcta. Una disolución que 10. Di si se trata de una mezcla homogénea o una contiene 25 g de soluto en 500 mL de sustancia pura (compuesto o elemento). disolución tiene una concentración de: a) Agua mineral a. 50 % en masa. b) Agua destilada b. 25 % en volumen. c) Agua con arena c. 50 % en volumen. d) Hierro d. 50 g/L. e) Bronce 14. En un litro de disolución al 10 % en masa hay: f) Aire a. 10 g de soluto y 100 g de disolvente. g) Oxígeno b. 20 g de soluto y 80 g de disolvente. h) Sal común c. 10 g de soluto y 90 g de disolvente. i) Agua con azúcar 15. La concentración de una disolución de 11. Explica cómo separarías las siguientes mezclas hidróxido de potasio en agua es del 5 % en en el laboratorio. Nombra y dibuja el material masa. ¿Qué cantidad de hidróxido de potasio necesario. hay en 600 g de disolución? a. Azúcar y agua. 16. El vinagre es una disolución de ácido acético en agua al 3 % en masa. Determina: a) Cuál es b. Arena y sal común. c. Limaduras de hierro y limaduras de plomo. el soluto y cuál el disolvente. b) La cantidad de d. Agua y gasolina. soluto que hay en 50 g de vinagre. 17. Expresa en g/L la concentración de una e. Agua y acetona. disolución que contiene 30 g de soluto en 600 f. Harina y sal. mL de disolución. 12. Indica cuál es el principal soluto y cuál el 18. Preparamos una disolución mezclando 20 g de disolvente en las siguientes disoluciones. hidróxido de sodio en 200 mL de agua. La a. 30 mL de etanol en 100 mL de agua densidad de la disolución es 113 g/mL. Calcula b. Agua de mar la concentración expresada en % en masa y en g/L. c. Vinagre 19. Se preparó una disolución disolviendo 50 mL d. Aire de alcohol en 200 mL de agua. Calcula la e. Bebidas refrescantes concentración expresada en % en volumen. f. Alcohol del botiquín 20. Una bebida alcohólica tiene un 14 % en volumen de alcohol. Calcula la cantidad de g. Bronce alcohol que tomaremos si ingerimos un vaso de 120 cm3 de dicha bebida. 20 DISOLUCIONES FÍSICA Y QUÍMICA 3 E.S.O. EJERCICIOS 21. ¿Cuál es la concentración en g/L de una disolución que se preparó disolviendo 20 g de azúcar (C12H22O11) en agua hasta tener 250 mL de disolución? 22. En los análisis de sangre se indica como valor normal de la glucosa en sangre el correspondiente al intervalo entre 70 a 105 mg/L. Si en una muestra de sangre se encuentran 2 mg de glucosa en 20 mL de disolución sanguínea: a) ¿Estará dentro del intervalo normal en sangre? b) Expresa la concentración en g/L. 23. El aluminio es un metal ligero cuya densidad es de 2,70 g/cm3. Esta característica hace que el aluminio se utilice en aleaciones con otros metales en aplicaciones aeronáuticas. ¿Qué masa tiene una pieza de aluminio con forma de cubo de 207 mm de lado? Utiliza las unidades adecuadas a la magnitud del resultado. 24. Indica en qué método de separación se utilizan los siguientes materiales de laboratorio y cuál es su función: a. Embudo de decantación. 29. Un recipiente cúbico de 1,5 m de lado contiene una disolución de cloruro de sodio en agua con una concentración de 3 g/L. Calcula la masa de sal que hay en dicho recipiente. 30. La densidad de una disolución de una sal en agua es de 1,056 g/mL y la concentración del soluto es de 6% en masa. Calcula el volumen de disolución que hay que tomar para que con- tenga 12 g de soluto. 31. Indica la cantidad de cada disolución que hay que tomar para conseguir la cantidad de soluto indicada en cada caso: b. Refrigerante c. Cristalizador d. Papel de filtro 25. Indica en las siguientes disoluciones qué sustancia es el soluto y cuál el disolvente: a) 40 mL de alcohol con 30 mL de acetona. b) 10 mL de agua con 40 mL de acetona. 26. Calcula la concentración, en % en masa, de una mezcla formada por 16 g de nitrato de potasio en 250 g de agua. 27. ¿Qué masa de agua hay que utilizar para obtener una disolución al 20% en masa a partir de 35 g de una sal? 28. Calcula la concentración, en % en volumen, que se obtiene al mezclar 2 mL de metanol con 65 mL de agua. ¿Qué suposición has utilizado? 22 32. Disponemos de una disolución A que se ha preparado disolviendo 74 g de alcohol en 0,726 kg de agua. ¿Cuál es la concentración en tanto por ciento en masa?