Solubilidad, disoluciones y Concentración • Objetivo 1) Clasificar las disoluciones Objetivo (Unidad): Explicar por medio de de acuerdo modelos ay la la cantidad de soluto disueltolas en propiedades ellas en insaturadas, saturadasen y ejemplos experimentación, de las soluciones sobresaturadas cercanos, considerando el estado físico y sus componentes 2) Aplicar cálculos de concentración de disoluciones en ejercicios teóricos y situaciones cotidianas. SOLUTO + SOLVENTE = DISOLUCIÓN 3 g permanganato de potasio + 97 g de Agua + 150 ml de Agua + 100 ml de Agua 100 g de Agua = 100 g de Disolución de permanganato de potasio = 180 ml de Disolución de jugo de frutilla = 115 ? g Disolución de sulfato de cobre 30 ml de jugo frutilla 15 g sulfato de cobre ¿Qué es la Solubilidad? Es la cantidad máxima de soluto que es posible disolver en cierta cantidad de solvente, a una determinada temperatura Los vasos de precipitado de la imagen contienen agua y sulfato de cobre(II) (CuSO4) en las cantidades que se indican, a 25 °C. Considera que la solubilidad del CuSO4 es 22 g/100 g de H2O a 25 °C. Analiza la información y responde. vaso1 22 g de CuSO4 en 100 mL de agua vaso2 20 g de CuSO4 en 100 mL de agua vaso3 11,5 g de CuSO4 en 100 mL de agua 1. Explica, ¿Qué pasa si agregas 2 g más de CuSO4 a se se disuelve cadaNo vaso? se disuelve De acuerdo con la cantidad de soluto disuelto en cierta cantidad de solvente a una temperatura dada, las soluciones pueden ser: Saturadas Tienen la máxima cantidad de soluto que el solvente puede disolver. 22 g de CuSO4 en 100 mL de agua Insaturadas Sobresaturadas Tienen una cantidad de soluto disuelto menor que la cantidad máxima que el solvente puede disolver. Contienen mas soluto que el que puede haber en una solución saturada. Son inestables, con el tiempo, una parte del soluto se separa en forma de cristales. 20 g de CuSO4 en 11,5 g de CuSO4 en 100 mL de agua 100 mL de agua Los vasos de precipitado de la imagen contienen agua y azúcar (C12H22O11) en las cantidades que se indican a 20 °C. La solubilidad del azúcar a 20°C es 201,9 g en 100 cc de agua. Analiza la información y responde. vaso1 205 g de C12H22O11 en 100 mL de agua vaso2 vaso3 201,9 g de C12H22O11 en 100 mL de agua 11,5 g de C12H22O11 en 100 mL de agua insatura sobresaturad saturada da caso. a 1. Observa la cantidad de soluto y de disolvente en cada 2. Clasifica cada disolución en insaturada, saturada o sobresaturada según corresponda. ¿Cómo sabemos la cantidad de soluto que tiene cada disolución? Unidades de concentración La concentración indica la cantidad de soluto disuelto en determinada cantidad de disolvente. Cantidad de soluto Disolución menos concentrada Disolución más concentrada Porcentaje en masa (% m/m) Se Se calcula % 𝑚 = define la masa del soluto (en gramos) que hay en 100 g de disolución. 𝑚 m(soluto ∗ 100 𝑚(𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 Problema resuelto 1 Calcular la concentración de una disolución formada por 120 g de jugo en polvo en 600 ml de agua. ¿Cuál es el porcentaje en masa del jugo en polvo en la solución? Paso 1 Identifica la incógnita y Paso 2 Identifica la fórmula la información con que se cuenta se pregunta por el % m/m del jugo en la solución El jugo es el soluto el agua es el disolvente Y Registra los datos 𝑚 m(soluto % = ∗ 100 𝑚 𝑚(𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 reemplazamos en la ecuación Paso 3 Calcula y responde mjugo = 120 g+ magua= 600 g 𝑚 120 𝑔 % = ∗ 100 𝑚 720 𝑔 msolución = 720 g R: el jugo tiene un 16,7 % m/m de 𝑚𝑚 %% = = 0,167 16,7∗% 100 𝑚𝑚 Preparar la disolución formada por 120 g de jugo en polvo en 600 ml de agua (600 g ). 16,7 𝑚 % 𝑚 agua = 600 g jugo = 120 g Disolución = 720 g ¿Para qué se usa la concentración de las soluciones químicas? Observa la imagen y luego, responde en tu cuaderno. 1. Explica qué información puedes obtener a partir de la etiqueta del medicamento. • El volumen de la disolución • La concentración de la disolución 2. Si un médico le recetó 150 mg de paracetamol a una persona, ¿cuántas gotas de esta solución debería tomar?. Considera que 24 gotas equivalen a 1 ml. 1ml = 100 mg = 24 gotas 50 mg = 12 gotas Total = 150 mg = 36 gotas La concentración Porcentaje en masa % m/m masa(g) de soluto en 100 g de disolución se puede expresar en distintas Porcentaje masa volumen % m/v masa(g) de soluto en 100 ml de disolución masa unidades Porcentaje en volumen % v/v volumen(ml) de soluto en 100 ml de disolución volumen Unidades Físicas Cantidad de soluto medido en mol Concentración molar M (mol/L) Cantidad de soluto (mol) en 1 L de disolución Concentración molal Unidades Químicas (mb) Cantidad de soluto (mol) en 1Kg de disolvente. Problema resuelto 2 Calcular el % en masa de una disolución que fue preparada disolviendo 10 g de azúcar en leche formando 210 g de disolución . Datos: Soluto: m(azúcar) = 10 g Disolvente: m(leche) = 200 g Disolución: m(azúcar+leche)= 210 % m/m = incógnita g 𝑚 m(soluto % = ∗ 100 𝑚 𝑚(𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 reemplazamos en la ecuación 𝑚 10 𝑔 % = ∗ 100 𝑚 210 𝑔 𝑚 % 𝑚 = 0,047 % ∗ 100 𝑚 % = 4,7 % 𝑚 R: el azúcar está en un 4,7 % m/m en la disolución EJERCICIOS 1) Calcular el % m/m de una solución que tiene 6 g de sal(cloruro de sodio) en 80 g de solución. Paso 1 Identifica la incógnita y Paso 2 Identifica la fórmula la información con que se cuenta Y Registra los datos Paso 3 Calcula y responde EJERCICIOS 2) Calcular el % m/m de una solución que tiene 10 g de azúcar y 110 g de agua. Paso 1 Identifica la incógnita y Paso 2 Identifica la fórmula la información con que se cuenta Y Registra los datos Paso 3 Calcula y responde ¿Qué aprendimos hoy? La concentración Unidades Físicas (g/ml) Porcentaje en masa la cantidad de soluto disuelto en determinada cantidad de disolvente. Unidades Químicas (mol/L/Kg) Concentración molar % m/m M (mol/L) Porcentaje masa volumen Concentración molal % m/v Porcentaje en volumen % v/v (mb) ¿Qué aprendimos hoy? Las disoluciones según la cantidad de soluto disuelto se clasifican: Insaturadas Saturadas Sobresaturadas Menor cantidad de soluto que una disolución saturada. Máxima cantidad de soluto que el disolvente puede disolver. Contienen mas soluto que el que puede haber en una solución saturada. ¿Qué aprendimos hoy? Para determinar La concentración De una disolución presentada en un problema. 2) Calcular el % m/m de una solución que tiene 10 g de azúcar y 110 g de agua. Paso 1 Identifica la incógnita y la información con que se cuenta Paso 2 Identifica la fórmula Y Registra los datos Paso 3 Calcula y responde EJERCICIOS 1) Calcular el % m/m de una solución que tiene 6 g de sal(cloruro de sodio) en 80 g de solución. Paso 1 Identifica la incógnita y Paso 2 Identifica la fórmula la información con que se cuenta % Y Registra los datos Soluto: 6 g disolución: 80 g 𝑚 m(soluto = ∗ 100 𝑚 𝑚(𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 Paso 3 Calcula y responde 𝑚 6𝑔 % = ∗ 100 𝑚 80 𝑔 % 𝑚 = 0.075 ∗ 100 𝑚 % 𝑚 = 7,5 𝑚 R: La disolución de cloruro de sodio tiene una concentración de 7,5% m/m. EJERCICIOS 2) Calcular el % m/m de una solución que tiene 10 g de azúcar y 110 g de agua. Paso 1 Soluto: 10 g + solvente 110 g disolución = 120 g Paso 2 % 𝑚 m(soluto = ∗ 100 𝑚 𝑚(𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 Paso 3 𝑚 10 𝑔 % = ∗ 100 𝑚 120 𝑔 𝑚 % = 0.083 ∗ 100 𝑚 𝑚 % = 8,3 𝑚 R: La disolución de azúcar tiene una concentración de 8,3% m/m. EJERCICIOS 3) Calcular la masa de bicarbonato de sodio que tendría una solución de 220 g que es 4% m/m. Paso 1Soluto: X g disolución: 220 g ; concentración = 4% m/m Paso 2 % 𝑚 m(soluto = ∗ 100 𝑚 𝑚(𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 Paso 3 𝑚 𝑥𝑔 4% = ∗ 100 𝑚 220 𝑔 𝑚 (220 g ∗ 4 % /100 = x g 𝑚 880 𝑥𝑔= 100 𝑥 𝑔 = 8,8 R: La masa de bicarbonato de sodio que tiene la disolución es de 8,8 g. EJERCICIOS 4) ¿Cuántos g de hidróxido de sodio tendrán 1200 g de disolución cuya concentración es de 6% m/m? Paso 1 Soluto: Xg disolución: 1200 g ; concentración = 6% m/m Paso 2 % 𝑚 m(soluto = ∗ 100 𝑚 𝑚(𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 Paso 3 𝑚 𝑥𝑔 6% = ∗ 100 𝑚 1200 𝑔 𝑚 (1200 g ∗ 6 % /100 = x g 𝑚 7200 𝑥𝑔= 100 𝑥 𝑔 = 72 R: La masa de hidróxido de sodio que tiene la disolución es de 72 g. EJERCICIOS 5) ¿Cuántos gramos de sulfato de cobre y agua tendrán 320 g de solución cuya concentración es 5% m/m? Paso 1 Soluto: X g disolución: 320 g ; concentración = 5% m/m Paso 2 𝑚 m(soluto % = ∗ 100 𝑚 𝑚(𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 Paso 3 𝑚 𝑥𝑔 5% = ∗ 100 𝑚 320 𝑔 𝑚 (320 g ∗ 5 % /100 = x g 𝑚 1600 𝑥𝑔= 100 𝑥 𝑔 = 16 R: La masa de sulfato de cobre que tiene la disolución es de 16 g. EJERCICIOS 3) Calcular la masa de bicarbonato de sodio que tendría una solución de 220 g que es 4% m/m. EJERCICIOS 4) ¿Cuántos g de hidróxido de sodio tendrán 1200 g de disolución cuya concentración es de 6% m/m? EJERCICIOS 5) ¿Cuántos gramos de sulfato de cobre y agua tendrán 320 g de solución cuya concentración es 5% m/m? Disoluciones sólidas. Aceros con alto contenido de carbono. tiene aproximadamente un 1,25% a un 2,0% de contenido de carbono. Este acero se usa como resortes de camiones, herramientas de corte de metal, cuchillos, ejes o punzones (de uso no industrial) ¿Cuánto carbono tiene 250 g de acero que indica que tiene un 1,5% de carbono. Aceros D2, 1095, CPM 3V, Sleipner, A2 El acero forjado 1095 está laminado en frío y recocido con un acabado brillante que lo hace perfecto para forjar, cuchillas, herramientas y otras partes. 1095 tiene un contenido de carbono del 0,95% lo que hace de este un acero duro que reducirá la cantidad de desgaste que una hoja experimentará con el tiempo. Composición Qca. Acero Sleipner Min Med Max C 0,80 1,00 Si 0,70 1,10 Mn 0,25 0,60 Cr 7,00 8,50 Mo 2,30 2,80 V 0,40 0,60
