SEMANA 7 AGUA Y SOLUCIONES QUÍMICA 2019

Laboratorio: Agua y solubilidad de sustancias químicas. Semana 7 AGUA Y SOLUCIONES Agua, Mezclas y Solubilidad Agua: Características, propiedades (tensión superficial, capilaridad), funciones en el cuerpo humano, usos y tratamiento. Mezclas: Homogénea y heterogénea. Solubilidad Soluciones: Definición, partes que la forman. Procesos de disolución: Hidratación (solvatación). Clasificación de soluciones por el estado físico: Sólidas, líquidas y gaseosas. Factores que afectan la solubilidad y la velocidad de solubilidad: Presión, Temperatura, Área superficial (tamaño de la partícula), Naturaleza de sus componentes. Densidad de soluciones: definición y aplicación. Aplicación de los conceptos en la salud y el ambiente. Lecturas en libro de texto, La Química en la Salud: “Agua en el cuerpo” Laboratorio: Agua y solubilidad de sustancias químicas.

EL AGUA Cubre ± 71 % de la superficie del planeta. Constituye ± el 60 % del peso del adulto y 75% del peso del niño. Características: Incolora, insabora, inodora Densidad 1 g/cm3 (g/cc, g/ml) Es polar (sus moléculas covalentes son polares) Se le llama Solvente universal. Utilizado para preparar gran cantidad de soluciones: es un solvente polar que disuelve sustancias iónicas y covalentes polares.

Algunas propiedades del Agua Tensión superficial Fuerza que aumenta la atracción entre las moléculas vecinas en la superficie del agua. Provoca que la superficie del líquido se contraiga y forme una gota esférica y que la superficie actúe como si fuera una membrana o piel delgada, invisible elástica donde pueden caminar los insectos muy livianos.

Capilaridad Se debe a la atracción que ejercen las paredes de tubos capilares hacia las moléculas polares del agua, provocando su ascenso. Por ejemplo: Movimiento del agua a través de los capilares presentes en tejidos vivos. Movimiento de agua desde las raíces hacia las hojas y tallos en árboles.

Funciones del AGUA en el cuerpo humano Transporte de nutrientes : absorción Transporte de desechos: a través de riñones por la orina, o bien por tracto digestivo y sudor. Termoregulador corporal: a través de sudoración. Medio acuosa para reacciones enzimáticas: disolvente polar Lubricante y amortiguadora: evita fricción entre estructuras Activadora metabólica

Mezclas Homogéneas o Soluciones TIPOS DE MEZCLAS Mezclas Homogéneas o Soluciones Características: Presentan una sola fase o sea que su composición es uniforme en todas las partes de la mezcla. Sus diferentes componentes no son visibles, no se distinguen. Mezclas Heterogéneas Presentan dos o mas fases o sea que su composición no es uniforme en todas las partes de la mezcla. Sus diferentes componentes son visibles, se distinguen a simple vista.

SOLUCIÓN, definición (También llamada disolución) Es una MEZCLA HOMOGÉNEA formada por dos o más sustancias o componentes. Presentan UNA FASE, por lo que no se distinguen sus componentes. Si son líquidas, se ven translúcidas (no son turbias) Sus componentes son: SOLUTO (está en menor cantidad) es el que se encuentra disuelto o disperso en el otro componente que es el: SOLVENTE (está en mayor cantidad) es el que disuelve.

SOLUBILIDAD: Es la máxima cantidad de soluto que puede disolverse en 100 g de solvente, a una temperatura dada. Ej: La solubilidad del NaCl en agua a 20 grados C es de 36 gramos de NaCl en 100 gramos de H2O. ¿Cuáles de éstas son soluciones?

Polaridades no similares: INSOLUBILIDAD Para que haya solubilidad y se forme una solución El SOLUTO y el SOLVENTE deben POLARIDADES SIMILARES o Iónico Polaridades no similares: INSOLUBILIDAD

EL PROCESO DE DISOLUCIÓN O SOLUBILIDAD En general se llama SOLVATACIÓN Consiste en que las partículas de soluto son rodeadas por moléculas de solvente, separándolas y disolviéndolas. Pero cuando el solvente es el AGUA, el proceso de solvatación recibe el nombre de HIDRATACIÓN. Ej: un soluto iónico (sal) es disuelto por un solvente polar (agua).

La región parcialmente negativa del agua rodea la porción positiva del soluto y la región parcialmente positiva del agua rodea la porción negativa del soluto, lo separa y lo disuelve. Ej: un soluto covalente polar (azucar) disuelto en agua.

CLASIFICACIÓN DE LAS SOLUCIONES POR SU ESTADO FÍSICO El estado físico final de una solución lo define el estado físico del solvente SOLUTO SOLVENTE SOLUCIÓN EJEMPLO GAS AIRE (O2 y N2) LÍQUIDO LIQUIDO Bebidas carbonatadas (CO2 en H2O) Ron (alcohol en H2O) SÓLIDO Amalgama dental (Hg (l) en Ag (s) Azúcar en agua Oro de 14 kilates (Ag en Au) 14

FACTORES QUE AFECTAN LA SOLUBILIDAD TEMPERATURA Solutos sólidos: A mayor temperatura, mayor solubilidad. Ej: azúcar en liquido caliente ó frío Solutos gaseosos: A mayor temperatura, menor solubilidad. PRESIÓN A mayor presión, mayor solubilidad.

AREA SUPERFICIAL (tamaño del soluto) A menor tamaño de la partícula de soluto, mayor área superficial y mayor velocidad de solubilidad. Ej: azúcar gruesa o refinada. NATURALEZA DE SUS COMPONENTES Se refiere a la polaridad ó apolaridad del soluto y el solvente. Lo similar disuelva a los similar.

Ejercicio El agua es solvente polar. Disuelve solutos polares como por ej: No disuelve solutos apolares como por ej: La gasolina es solvente apolar. Disuelve solutos apolares como por ej: No disuelve solutos polares como por ej: El NaCl es un soluto polar: Lo disuelve el solvente polar: y No lo disuelve: El aceite es un soluto apolar: Lo disuelve el solvente apolar: y No lo disuelve:

Densidad de las soluciones Las dimensionales de la densidad de soluciones sólidas: g/ cc ó g/ cm3 líquidas: g/ mL y gaseosas: g / L Densidad del agua: 1 g/mL Densidad de la orina: 1.003-1.030 g/mL Densidad del plasma: 1.03 g/mL DENSIDAD = MASA . VOLUMEN

Figure 1.11 Objects that sink in water are more dense than water; objects that float are less dense.

Problemas de densidad d = m/v d= 244.5g / 280mL d= 0.8732 g/mL 1. Calcule la densidad de un aceite si 280 mL de éste pesan 244.5 g. d = m/v d= 244.5g / 280mL d= 0.8732 g/mL 2. ¿Que volumen ocuparan 850 g de una solución que tiene una densidad de 1.34 g /cm3 ? d = m / v, despejar v  v = m/ d v= 850 g / 1.34 g /cm3 = 634.33 cm3 La orina de un enfermo renal tiene una densidad de 1.045 g /mL. Se recolectaron 2,200 gramos de orina ¿A qué volumen corresponde? 4. ¿Que volumen de ácido sulfúrico (d= 1.84 g/ml) se necesitan para realizar un experimento que requiere 85 g del ácido?

Formas comunes de expresar la concentración de las soluciones SOLUCIÓN DILUÍDA: Tiene poca cantidad de soluto disuelto. SOLUCIÓN CONCENTRADA: Tiene gran cantidad de soluto disuelto.

Formas de expresar la concentración de una solución según su saturación SOLUCIÓN INSATURADA: Es la que puede disolver fácilmente más cantidad de soluto de la que ya contiene disuelto. SOLUCIÓN SATURADA: Contiene la máxima cantidad de soluto que puede ser disuelto a una temperatura determinada.

SOLUCIÓN SOBRESATURADA: Es la que contiene disuelta una mayor cantidad de soluto que una solución saturada y esto se logra al calentar la solución. Ejemplo: Si la solubilidad del KCl es: 34 gramos de KCl se disuelven en 100 g de agua a 20 grados C. Como quedaría si fuera: insaturada, saturada, sobresaturada, diluída, concentrada.