Objetivo: Diferenciar los componentes de las disoluciones: soluto y solvente las unidades porcentuales de concentración.

Presentación del tema: "Objetivo: Diferenciar los componentes de las disoluciones: soluto y solvente las unidades porcentuales de concentración."— Transcripción de la presentación:

1 Objetivo: Diferenciar los componentes de las disoluciones: soluto y solvente las unidades porcentuales de concentración.

2 Clasificación de la materia Existen varios criterios para clasificar la materia. Según su composición, tenemos: Materia Sustancias puras Mezclas Una sustancia pura tiene propiedades constantes.

3 Sustancias puras No se pueden separar en sustancias más simples por medios químicos. Compuestos Elementos Formados por átomos de dos o más elementos unidos químicamente en proporciones definidas. Cobre (Cu), potasio (K), oxígeno (O 2 ), carbono (C), entre otros. Agua (H 2 O), amoniaco (NH 3 ), benceno (C 6 H 6 ), entre otros. Clasificación de la materia

4 Mezclas Los componentes no se distinguen: una sola fase. Heterogéneas Homogéneas Se pueden distinguir sus componentes: más de una fase. Formadas por dos o más sustancias puras en cantidades variables. Cada una de las sustancias que forman la mezcla mantiene sus propiedades químicas. NO ocurren reacciones químicas entre los componentes. Los componentes pueden separarse por medios físicos, como: destilación, filtración, tamizado, etc.

5 Muestra 1Muestra 2Muestra 3Muestra 4 A)MezclaCompuestoMezclaSustancia pura B)CompuestoMezclaCompuestoElemento C)CompuestoMezcla Elemento D)Mezcla CompuestoSustancia pura E)Sustancia puraCompuestoSustancia pura En la siguiente figura se representa la composición de 4 muestras diferentes: Considerando el tipo de partículas que componen cada muestra, ¿cuál es la clasificación correcta? Ejercitación C Comprensión Formada por 1 tipo de átomo Formada por 2 tipos de átomos en proporción fija Sustancia pura  elemento Sustancia pura  compuesto Dos tipos de sustancias en proporciones variables Mezclas     

6 Mezclas TIPOS DE MEZCLAS 1) Suspensión  Tipo de mezcla: heterogénea.  Fase dispersa: sólido en polvo o pequeñas partículas no solubles.  Fase dispersante: líquido o gas. Diámetro partículas > 1x10 -4 cm Las partículas en las suspensiones son visibles a nivel macroscópico. Las suspensiones son filtrables.

7 Mezclas TIPOS DE MEZCLAS 2) Coloide Diámetro partículas entre 10 -7 y 10 -4 cm Efecto Tyndall → fenómeno físico de dispersión de la luz por las partículas coloidales en un líquido o un gas.  Fase dispersa: gas, sólido o líquido. Siempre en menor proporción.  Fase dispersante: gas, sólido o líquido.

8 Mezclas TIPOS DE MEZCLAS 3) Disolución Diámetro partículas < 10 -7 cm Soluto + Disolvente = Disolución  Tipo de mezcla: homogénea.  Soluto: sustancia disuelta.  Disolvente: sustancia que produce la disolución. Se encuentra en menor proporción. Se encuentra en mayor proporción. Determina el estado de agregación de la solución. Dependiendo del número de componentes, puede ser: Binaria Terciaria Cuaternaria, etc.

9 TÉCNICAS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS Destilación Evaporación Mezclas Los componentes de una mezcla pueden separarse mediante diversas técnicas que dependerán del estado de la mezcla y de los componentes. Separación mediante evaporaciones y condensaciones sucesivas, aprovechando los diferentes puntos de ebullición. Separación mediante evaporación cuando solo un componente es de interés. Se puede hacer por calentamiento o presión reducida.

10 TÉCNICAS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS Método mecánico de separación de mezclas heterogéneas, que pueden estar formadas por un líquido y un sólido, o por dos líquidos. Se basa en la diferencia de densidad de los componentes. Proceso de separación de sólidos en suspensión en un líquido mediante un medio poroso, que retiene los sólidos y permite el paso del líquido. Decantación Filtración Método físico para separar partículas de diferentes tamaños al hacerlas pasar por un tamiz (colador). Es un método utilizado generalmente en mezclas de sólidos heterogéneos. Tamizado Mezclas

11 Separación por métodos químicos Materia Compuestos Sustancias purasMezclas Elementos Separación por métodos físicos HomogéneasHeterogéneas Cuadro resumen

12 Completa el siguiente crucigrama con las siguientes técnicas de separación de mezclas: cristalización, cromatografía, decantación, destilación, evaporación, filtración, imantación, tamización. HORIZONTAL 1.Sirve para separar un polvo fino de otro más grueso. 2.Separa los componentes de una mezcla por sus distintas velocidades a través de una fase móvil, usando una fase estacionaria para retrasar a uno de los componentes. 3.Se puede utilizar para separar una mezcla de arena y limaduras de hierro. 4.Se basa en la diferencia de densidad de los componentes de una mezcla. 5.Es útil para recuperar una sal que se encuentra disuelta en agua. VERTICAL 1.Permite separar agua de arena. 2.Sirve para separar entre sí sales disueltas, sobre la base de sus diferencias de solubilidad. 3.Se puede utilizar para separar el etanol del agua de una disolución de estos líquidos.

13 Disoluciones  Es una mezcla homogénea de uno o más solutos distribuidos en un disolvente.  No hay reacción química entre los componentes.  Hay distintos tipos dependiendo del estado de agregación (sólido, líquido, gaseoso) y del número de componentes (binaria, terciaria, cuaternaria, etc.). El disolvente determina el estado de agregación de la disolución.

14 Proceso de disolución

15 Criterios de clasificación de las disoluciones I II III

16 Disoluciones TIPOS DE DISOLUCIONES SolutoDisolventeEstado disoluciónEjemplo Gas Aire GasLíquido Bebida gaseosa GasSólido H 2 en paladio Líquido Etanol en agua SólidoLíquido NaCl en agua Sólido Aleaciones metálicas Existen distintos tipos de disoluciones dependiendo del estado de agregación de sus componentes.

17 Tipos de disoluciones Estado de la disolución Estado del disolvente Estado del soluto Ejemplo Liquido Cloro doméstico GasBebida SólidoLeche con chocolate Gas LíquidoNeblina GasAire SólidoHumo Sólido LiquidoAmalgamas GasHidrógeno en paladio SólidoBronce

18 Insaturada Saturada Supersaturada o sobresaturada

19 3. Disoluciones 3.2 Conductividad eléctrica Electrolitos → sustancias (solutos) que conducen la electricidad en disolución acuosa. 1)Fuertes: disociación completa. NaCl, NaOH, H 2 SO 4,.. 2) Débiles: disociación parcial. H 2 S, CH 3 COOH, H 2 CO 3,.. No electrolitos → sustancias (solutos) que NO conducen la electricidad en disolución acuosa. Ejemplos: C 6 H 12 O 6, C 12 H 22 O 11 Iones Conducen la corriente eléctrica Producen Cantidad Movilidad Conductividad de la disolución.

20 3. Disoluciones 3.2 Conductividad eléctrica Conductividad de algunas muestras típicas. Conductividad a 25°C Agua ultrapura0,05 μS/cm Agua potable50 - 100 μS/cm Solución de suelo0,5 – 2,5 mS/cm Agua de mar53,0 mS/cm 5% NaOH223,0 mS/cm Disoluciones No electrolíticas Electrolíticas No conducen la electricidad. Los solutos son compuestos covalentes. No se disocian, solo se dispersan. Conducen la electricidad. En general, los solutos son compuestos iónicos. Disociación de solutos en sus iones constituyentes.

21 Objetivo: Definir el concepto de concentración s unidades porcentuales de concentración.

22 Solubilidad: máxima cantidad de soluto que se puede disolver Según la cantidad de soluto, existen 3 tipos de disoluciones

23 Unidades porcentuales de concentración Expresan la concentración mediante el porcentaje de soluto en la disolución, utilizando unidades físicas. Se usan tres tipos de unidades porcentuales: 1.Porcentaje masa/masa o peso/peso (%m/m o %p/p) 2.Porcentaje masa/volumen o peso/volumen (%m/v o %p/v) 3.Porcentaje volumen/volumen (%v/v)

24 Unidades porcentuales de concentración 1. Porcentaje masa/masa (%m/m) X g de soluto en 100 g de disolución ¿Cuál es el %m/m de una disolución formada por 30,0 gramos de soluto y 170 gramos de disolvente? Masa de disolución = masa de soluto + masa de disolvente

25 Ejercitación Ejercicio 13 “guía del alumno” MC ¿Cuántos gramos de azúcar están contenidos en 400 mL de una disolución acuosa (densidad: 1,50 g/mL) al 8% m/m de azúcar? A)27 g B)32 g C)42 g D)48 g E)50 g D Aplicación ¿A cuántos g equivalen los 400 mL de disolución? Si 8 g de azúcar están en 100 g de disolución, ¿cuántos gramos habrán en 600 g? 8 g de azúcar → 100 g de disolución

26 Unidades porcentuales de concentración X g de soluto en 100 mL de disolución ¿Cuántos gramos de soluto se necesitan para preparar 300 mL de disolución de yoduro potásico (KI) al 15% m/v? 2. Porcentaje masa/volumen (%m/v)

27 Ejercitación Ejercicio 12 “guía del alumno” MTP El suero fisiológico es una disolución con múltiples utilidades médicas. Considerando que tiene una concentración 0,9% m/v de cloruro de sodio (NaCl), ¿qué masa de sal se requiere para preparar 1L de suero fisiológico? A) 0,1 g B) 0,9 g C) 9,0 g D) 10,0 g E) 90,0 g C Aplicación

28 Unidades porcentuales de concentración 3. Porcentaje volumen/volumen (%v/v) X mL de soluto en 100 mL de disolución Un jarabe para la tos contiene 4,2% v/v de su ingrediente activo. ¿Cuántos mL de ingrediente activo se consumen en una dosis de 20 mL de jarabe?

29 Ejercitación Ejercicio 19 “guía del alumno” MC El porcentaje volumen-volumen (%v/v) de una disolución acuosa (densidad: 1,0 g/mL) al 3,2% m/m de etanol (densidad: 0,8 g/mL) es A) 0,4% v/v D) 4,0% v/v B) 3,2% v/v E) 4,5% v/v C) 3,8% v/v ¿Cómo calculamos el volumen a partir de la masa? D Aplicación Para calcularlo necesitamos saber el volumen (mL) de soluto y el de disolución. Sabemos que hay 3,2 g de etanol en 100 g de disolución.

30 A. Calcule la unidad de concentración porcentual correspondiente para cada caso a)20 gramos de azúcar en 300 gramos de agua. b)6 gramos de sal en 80 gramos de agua. c)20 mL de alcohol en 40 mL de agua. d)5 mL de éter en 60 mL de alcohol. e)360 gramos de glucosa en 800 mL de disolución. f)3 gramos de nitrato de plata en 60 mL de disolución. EJERCICIOS Unidades porcentuales de concentración

31 B. Calcular la cantidad de soluto y disolvente que hay en: a)400 gramos de solución al 6 % m/m. b)56 gramos de solución al 30 % m/m. c)200 gramos de solución al 5 % m/m. d)450 gramos de solución al 20 % v/v. e)980 mL de solución al 25 % v/v. f)50 mL de solución al 30 % v/v.

32 Síntesis de la clase MATERIA Sustancias puras Mezclas Elementos Compuestos HomogéneasHeterogéneas SuspensiónColoideDisolución Ø >10 –4 cm10 –7 cm < Ø < 10 –4 cm Ø < 10 –7 cm

33 Unidades químicas de concentración II° MEDIO // CLAUDIA SILVA SALAMANCA

34 OBJETIVO: Determinar la cantidad de sustancia en relación a la unidad “mol”. Requiere del estudio de conceptos claves

35

36 Masa atómica: 1 1,00019 Masa atómica Número atómico

37 Corresponde a la suma de las masas atómicas de una molécula

38 Mol

39 ¿A cuánto huevos equivale una docena? Si comparas 21 huevos, ¿cuántas docenas tendrías? Si una docena de huevos fuera un mol, ¿cuántos moles serían 24 huevos? 12 huevos = 1 docena 21 huevos = 1,75 docenas. 1 mol = 12 huevos 2 mol = 24 huevos

40

41 Dependiendo si es un elemento o compuesto La masa atómica o masa molecular de una sustancia equivale a un 1 mol de partículas de esa sustancia. Ejemplo:

42 1. Unidades químicas de concentración Molaridad (M) Las concentraciones se pueden expresar por métodos químicos. Entre los más utilizados tenemos: Molalidad (m) 1 L = 1000 mL 1 L = 1000 cc o cm 3 1 kg = 1000 g 1 g = 1000 mg

43 Según la información, ¿cuáles de las siguientes expresiones son ciertas? ¿Cuál es el valor de la masa molar de la molécula de etanol (C 2 H 6 O)? ¿Qué cantidad de sustancia está contenida en 36 gramos de CO 2 ?

44 ¿CÓMO SE MIDE LA CANTIDAD DE SUSTANCIA EN QUÍMICA? ¿Cuántas partículas hay en 4 mol?

45 1. Unidades químicas de concentración 1.1 Molaridad (M) M = x mol de soluto en 1000 mL de disolución 1) Masar NaCl 1 mol = 58,4 g 2) Poner los 58,4 g en un matraz de aforo 3) Agregar agua destilada hasta la marca de 1 litro

46 Ejemplo: Calcular la molaridad de una disolución que se preparó masando 71,0 g de sulfato sódico (Na 2 SO 4 ) y añadiendo suficiente agua hasta aforar un volumen de 500 mL. MM Na 2 SO 4 = 142 g/mol O podemos utilizar la fórmula 1.1 Molaridad (M) 1. Unidades químicas de concentración

47 EJEMPLO: Calcule la molaridad de una solución que se preparó pesando 28.7 g de Na 2 SO 4 y añadiendo suficiente agua hasta aforar un volumen de 500 ml. Datos Cálculos m=28.7g Cálculo de los litros V= 500 ml Litros= 500 ml/1000 ml=0.5 l Mm=142g/mol n=0.202 moles M= 0.202 moles = 0.404 moles/l M? 0.5 l Respuesta Fórmula ∴ la molaridad de la solución es de M=n/V 0.404 M

48 EJEMPLO ¿Cuántos gramos de Kl hay en 360 ml de una solución 0.550 M?. Datos Fórmulas m=? V=360 ml Número de moles = molaridad x Litros de solución M=0.550 M n= M X V. Masa = Número de moles X masa molar m=n x Mm Cálculos n = 0.550 moles/L X 0.360 L n = 0.198 moles m = 0.198 moles X 166.0 g/mol m= 32.9 gramos de KI Respuesta ∴ hay 32.9 gramos en 360 ml de solución al 0.55 M