Soluciones químicas

Logro: Considera a las soluciones químicas como una de las formas de materia más comunes, haciendo hincapié en sus propiedades, componentes y formas de expresar su concentración.

Indicadores de logros:

 Reconoce los componentes de una solución.

 Emplea el principio de constancia de la cantidad de soluto para categorizar a una solución como insaturada, saturada o sobresaturada.

 Calcula la concentración de soluciones en porcentajes, partes por millón, molaridad, normalidad, molalidad y fracción molar.

A. Vivencia:

Con ayuda de mis compañeros de subgrupo respondo las siguientes preguntas:

1. ¿Qué es una solución?

2. Nombro algunas sustancias solubles en agua.

3. ¿Qué es soluto y que es solvente?

4. Nombro algunas soluciones liquidas, sólidas y gaseosas.

5. Cual de los siguientes ejemplos los clasifico como soluciones: Aire y hielo, la orina, el whisky, el hierro.

6. ¿Qué es solubilidad de una sustancia?

BC. Fundamentación Teórica y Actividad practica:

a. Leo y analizo detenidamente la siguiente información:

Una solución es una mezcla homogénea de dos o más componentes. Al estudiar las soluciones, se hace diferencia entre las sustancias que se disuelven y aquellas en las cuales se produce la disolución. La sustancia que se disuelve se llama soluto y la sustancia en la que se produce la disolución se llama solvente. El soluto es la sustancia que esta en menor cantidad en la solución.

Clases de soluciones y factores de solubilidad: De los tres estados generales de la materia, por lo menos, teóricamente cada uno puede ser soluto o solvente en una solución, existe nueve tipo de soluciones con base en su estado físico. En la siguiente tabla se presenta esta clasificación y algunos ejemplos:

Estado del soluto Estado del solvente Estados de la solución Ejemplos

Gas Gas Gas Aire (O2 y N2)

Gas Liquido Liquido Agua mineral (CO2 y H2O)

Gas Sólido Sólido Hidrogeno en paladio

Liquido Gas Gas No existe ejemplos

Liquido Liquido Liquido Bebidas alcohólicas

Liquido Sólido Sólido Amalgamas (mercurio y oro)

Sólido Gas Gas No existe ejemplos

Sólido Liquido Liquido Azúcar o sal en agua

Sólido Sólido Sólido Aleaciones cobre o zinc, forman el bronce

Solubilidad: Es la cantidad máxima de un soluto que puede disolverse en una cantidad determinada de solvente a una temperatura previamente establecida. Generalmente, la solubilidad de una sustancia se expresa en gramos de soluto por cada 100 gramos de solvente, por ejemplo: A 20°C la máxima cantidad de cloruro de sodio que se puede disolver en 100g de agua son 36g.

2. Explico el significado de la siguiente expresión: A 50°C, la solubilidad del KBr en 100g de agua es 116g.

Factores de solubilidad: Un factor determinante de la solubilidad es la naturaleza del soluto y del solvente. Además de la naturaleza de sus compuestos, la temperatura y la presión también influyen en la solubilidad de una sustancia.

Según la cantidad de soluto las soluciones pueden ser:

 Solución saturada: Cuando una solución a una temperatura determinada en una cantidad dada de solvente se tiene disuelta la máxima cantidad de soluto que se pueda disolver. Por ejemplo, una solución de KBr que tenga disueltos 116g de KBr en 100g de agua a 50°C es una solución saturada, cualquier exceso de KBR se deposita en el fondo del recipiente.

 Solución insaturada: Cuando en una temperatura determinada en una cantidad dada de solvente se tiene disuelto menos soluto del que se puede disolver en ese solvente. En el caso de KBr una cantidad menor a los 116g de este compuesto en 100g de agua.

 Soluciones sobresaturadas: A pesar de que la concentración de una solución esta limitada por la solubilidad máxima del soluto, es posible preparar soluciones que contengan disueltas una mayor cantidad se soluto a una temperatura establecida. La sobresaturación de una solución es un proceso muy cuidadoso; generalmente se realiza por calentamiento. Estas soluciones precipitan soluto al agitarlas.

En las siguientes graficas se ilustra una solución insaturada, una saturada y una sobresaturada respectivamente:

A continuación se muestran unos valores de solubilidad de algunas sustancias en gramos de soluto en 100g de H2O a 20°C y a 60°C.

Soluto Solubilidad

20°C 60°C

NaCl 36 37.3

KBr 67 85.5

KMnO4 64 22.2

AgNO3 225 525

BaSO4 0.00024 0.00036

3. Con base en la tabla menciono si las siguientes soluciones son saturadas o insaturadas:

a. 37.3g de NaCl en 100g de agua a 60°C.

b. 100g de AgNO3 en 100g de agua a 20°C.

c. 30g de KMnO4 en 100g de agua a 20°C.

b. 20g de KMnO4 en 100g de agua a 60°C.

4. Ordeno de menor a mayor, las siguientes soluciones según la concentración:

a. 0.1g de KMnO4 en 100g de agua a 20°C.

b. 22g de KMnO4 en 100g de agua a 20°C.

c. 20g de KMnO4 en 100g de agua a 20°C.

d. 1g de KMnO4 en 100g de agua a 20°C.

Formas de expresar la concentración y sus unidades: Para fines cuantitativos se requieren conocimientos más precisos de las relaciones de cantidad de soluto y cantidad del solvente. Para expresar estas relaciones, se emplean unidades físicas y unidades químicas.

Unidades físicas de concentración:

 Porcentaje peso a peso (% p/p): Indica el peso de soluto o del solvente por cada 100g de la solución.

Ejemplo: Cuando se evaporan 300g de una solución de sulfato de cobre CuSO4 se obtiene un residuo de 25g de sulfato.

a. ¿Cuántos gramos de agua se evaporan?

b. ¿Cuál es el % de soluto por peso de la solución?

c. ¿Cuál es el porcentaje del solvente?

Solución:

a. Gramos de solución = gramos de soluto + gramos de solvente

300 gramos de solución = 25 gramos de soluto+ X gramos de H2O

300g -25g=275g de H2O

b. %

c.

5. ¿Cuantos gramos de solvente se requieren para preparar una solución de 20% de CuSO4 por masa que contenga 80 gramos de soluto?

 Porcentaje peso a volumen (% p/v): Es una forma de expresar los gramos de soluto existen en un volumen de

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