Cálculos de concentración de disoluciones: por ciento en masa

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1 Cálculos de concentración de disoluciones: por ciento en masa
Propósito Introducción Actividad de consolidación Fuentes consultadas Cálculos de concentración de disoluciones: por ciento en masa Actividades de aprendizaje Respuestas Autoevaluación Química I Bloque temático 1. Mezclas Cálculos de concentración de disoluciones: por ciento en masa

2 Propósito Actividad de consolidación Fuentes consultadas Introducción Cálculos de concentración de disoluciones: por ciento en masa Actividades de aprendizaje Respuestas Autoevaluación Serás capaz de valorar preconcepciones personales o comunes de la naturaleza de las disoluciones, incluyendo las de tipo acuoso por ser el agua el líquido más abundante en el planeta y porque debido a sus propiedades forma parte de la mayoría de las mezclas del entorno cotidiano.  Comprenderás y aplicarás los conceptos de Concentración, Disolución, Soluto, Solvente en la solución de problemas en los que se involucra el Porcentaje en masa.  Desarrollarás las habilidades necesarias para crear una metodología que te permita la comprensión y la solución de problemas.  Para comprender problemáticas que involucran situaciones del acontecer diario y establecer la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el ambiente. ¿Qué vas a lograr? ¿Qué vas a aprender? ¿Cómo lo vas a lograr? ¿Para qué te va a servir?

3 ¿Te imaginas cómo se compone todo lo que nos rodea?
Propósito Introducción Actividad de consolidación Fuentes consultadas Cálculos de concentración de disoluciones: por ciento en masa Actividades de aprendizaje Respuestas Autoevaluación ¿Te imaginas cómo se compone todo lo que nos rodea? El aire, el agua, las rocas, la ropa que vistes, tus alimentos, etc., estan formados por diferentes sustancias cada una con proporciones definidas. En la actualidad los temas de contaminación ambiental son una problemática continua, la cantidad de residuos vertidos en el agua o a la atmósfera están en constante monitoreo y son parte de la información a la que tenemos y debemos accesar para hacer conciencia de la magnitud del problema y ser parte de la solución, conociendo y difundiendo las medidas que debemos tomar para evitar dichas emisiones contaminantes. Pero, ¿Cómo calcular esas proporciones? Es el tema que nos compete

4 Cálculos de concentración de disoluciones: por ciento en masa
Propósito Introducción Actividad de consolidación Fuentes consultadas Actividades de aprendizaje Respuestas Autoevaluación 1. Disoluciones. 1.1 Soluto 1.2 Solvente 1.3 Concentración 2. Unidades de masa 2.1 Sistemas de unidades de masa 2.2 Factores de conversión de unidades de masa 3. Solución de problemas de porcentaje en masa 3.1 Algoritmo 3.2.1 Ejemplo 3.2.2 Ejemplo 1. Disoluciones Una disolución (o solución) es una mezcla homogénea de dos (o más) sustancias, por lo que el tamaño de las partículas que la forman debe ser menor a 10A°. Las disoluciones están formadas por el Soluto y el Solvente. Mezcla homogénea Mezcla heterogénea Sabías que… El agua es conocida como el Disolvente universal por su capacidad de disolver muchas sustancias

5 1.1. Soluto 1.2. Solvente Solvente
Cálculos de concentración de disoluciones: por ciento en masa Propósito Introducción Actividad de consolidación Fuentes consultadas Actividades de aprendizaje Respuestas Autoevaluación Solvente 1. Disoluciones 1.1 Soluto 1.2 Solvente 1.3 Concentración 2. Unidades de masa 2.1 Sistemas de unidades de masa 2.2 Factores de conversión de unidades de masa 3. Solución de problemas de porcentaje en masa 3.1 Algoritmo 3.2.1 Ejemplo 3.2.2 Ejemplo 1.1. Soluto Es la sustancia dispersa, generalmente sólida, en menor proporción en la solución. 1.2. Solvente Es el medio dispersor, por lo general agua, que se encuentra en mayor proporción en la solución Soluto

6 Cálculos de concentración de disoluciones: por ciento en masa
Propósito Introducción Actividad de consolidación Fuentes consultadas Actividades de aprendizaje Respuestas Autoevaluación 1.3. Concentración Sabías que… Para medir masa utilizamos instrumentos como la balanza y, para medir volumen empleamos probetas, pipetas o vasos de precipitados 1. Disoluciones 1.1 Soluto 1.2 Solvente 1.3 Concentración 2. Unidades de masa 2.1 Sistemas de unidades de masa 2.2 Factores de conversión de unidades de masa 3. Solución de problemas de porcentaje en masa 3.1 Algoritmo 3.2.1 Ejemplo 3.2.2 Ejemplo La concentración de una solución indica el peso o volumen de soluto presente en una cantidad especificada de solvente o de disolución. Existen varios métodos para expresar estas cantidades. Por ciento en peso o masa Por ciento en volumen Partes por millón (ppm), etc.

7 2.1. Sistemas de unidades de masa
Cálculos de concentración de disoluciones: por ciento en masa Propósito Introducción Actividad de consolidación Fuentes consultadas Actividades de aprendizaje Respuestas Autoevaluación 2. Unidades de masa Sabías que… Peso y masa no son lo mismo; masa es la cantidad de sustancia y peso es la atracción gravitacional de la Tierra sobre ese cuerpo. Aunque por practicidad, se emplean idistintamente con frecuencia. Disoluciones 1.1 Soluto 1.2 Solvente 1.3 Concentración 2. Unidades de masa 2.1 Sistemas de unidades de masa 2.2 Factores de conversión de unidades de masa 3. Solución de problemas de porcentaje en masa 3.1 Algoritmo 3.2.1 Ejemplo 3.2.2 Ejemplo En el planteamiento de problemas puede haber variación de las unidades de masa empleadas, para lo cual tendrás que saber como convertir unas en otras. 2.1. Sistemas de unidades de masa Los sistema de unidades más utilizados se clasifican en: Sistema internacional o MKS: que emplea el Kilogramo (Kg) Sistema cegesimal o cgs: emplea el gramo (g) Sistema inglés: donde se emplean la onza (oz) y la libra (lb) 2.2. Factores de conversión de unidades de masa Para realizar la conversión de unidades puedes utilizar procedimientos como tablas de equivalencia que encontrarás en libros, y conversores automáticos como: y

8 3. Solución de problemas de porcentaje en masa
Cálculos de concentración de disoluciones: por ciento en masa Propósito Introducción Actividad de consolidación Fuentes consultadas Actividades de aprendizaje Respuestas Autoevaluación 3. Solución de problemas de porcentaje en masa Sabías que… Bajo ciertas condiciones de presión y temperatura, le densidad del agua es de 1g/ml; es decir, un gramo es igual a un mililitro 1. Disoluciones 1.1 Soluto 1.2 Solvente 1.3 Concentración 2. Unidades de masa 2.1 Sistemas de unidades de masa 2.2 Factores de conversión de unidades de masa 3. Solución de problemas de porcentaje en masa 3.1 Algoritmo 3.2.1 Ejemplo 3.2.2 Ejemplo Uno de los aspectos que debes considerar para la solución de este tipo de problemas es que muchos de ellos introducen datos de volumen, por lo que necesitarás saber la densidad de las sustancias para realizar la conversión de volumen a masa. Para ello te recomendamos la consulta de libros o de páginas electrónicas como: La fórmula que utilizaremos para la solución de problemas es: Considera que: gramos de solución = gramos de soluto + gramos de solvente % en masa= gramos de soluto (100) gramos de solución

9 3.1 Algoritmo 1. Disoluciones 1.1 Soluto 1.2 Solvente
Cálculos de concentración de disoluciones: por ciento en masa Propósito Introducción Actividad de consolidación Fuentes consultadas Actividades de aprendizaje Respuestas Autoevaluación 3.1 Algoritmo No Conversión de unidades Si Datos del problema Conversión de volumen Consulte libros o páginas como: Consulte libros o páginas como: y varios/unidades.htm Calcular: % en masa Masa de soluto Datos: Masa de soluto (g) Masa de la solución (g) Masa del solvente (g) Calcular la masa de solución Despejar fórmula Sustituir en la fórmula Operaciones RESULTADO 1. Disoluciones 1.1 Soluto 1.2 Solvente 1.3 Concentración 2. Unidades de masa 2.1 Sistemas de unidades de masa 2.2 Factores de conversión de unidades de masa 3. Solución de problemas de porcentaje en masa 3.1 Algoritmo 3.2.1 Ejemplo 3.2.2 Ejemplo

10 Cálculos de concentración de disoluciones: por ciento en masa
Propósito Introducción Actividad de consolidación Fuentes consultadas Actividades de aprendizaje Respuestas Autoevaluación 3.2.1 Ejemplos 1. Disoluciones 1.1 Soluto 1.2 Solvente 1.3 Concentración 2. Unidades de masa 2.1 Sistemas de unidades de masa 2.2 Factores de conversión de unidades de masa 3. Solución de problemas de porcentaje en masa 3.1 Algoritmo 3.2.1 Ejemplo 3.2.2 Ejemplo Calcula el porcentaje en masa de una solución formada por 18g de carbonato de calcio en 70ml de agua 1. Datos: Masa de soluto= 18g Volumen de solvente= 70ml 2. Conversión de volumen a masa Para el agua 1ml= 1g entonces 70ml= 70g Masa de solvente= 70g 3. Cálculo de la masa de solución masa de soluto + masa de solvente Masa de solución= 88g 4. Sustituir en la fórmula 5. Operaciones %masa= (100) 6. Resultado %masa= 20.45% %masa = gramos de soluto (100) gramos de solución %masa = 18g (100) 88g

11 Cálculos de concentración de disoluciones: por ciento en masa
Propósito Introducción Actividad de consolidación Fuentes consultadas Actividades de aprendizaje Respuestas Autoevaluación 3.2.2 Ejemplos 1. Disoluciones 1.1 Soluto 1.2 Solvente 1.3 Concentración 2. Unidades de masa 2.1 Sistemas de unidades de masa 2.2 Factores de conversión de unidades de masa 3. Solución de problemas de porcentaje en masa 3.1 Algoritmo 3.2.1 Ejemplo 3.2.2 Ejemplo ¿Cuántos gramos de sal necesitas para preparar 1.5Kg de una solución acuosa al 35%en masa? 1. Datos: %masa = 35% Masa de solución= 1.5Kg 2. Conversión de unidades Factor de conversión: 0.001 entonces 1.5Kg= 1500g Masa de solución= 1500g 3. Despejar fórmula 4. Sustituir en la fórmula 5. Operaciones 6. Resultado gramos de soluto= 525g de sal gramos de soluto= (35%) (1500g) 100 gramos de soluto= 52500g 100 gramos de soluto = (%masa) (gramos de solución) 100

12 Actividad de Aprendizaje 1
Propósito Introducción Actividad de consolidación Fuentes consultadas Cálculos de concentración de disoluciones: por ciento en masa Actividades de aprendizaje Respuestas Autoevaluación Actividad de Aprendizaje 1 Escribe en el paréntesis la letra que corresponda. A) Soluto ( ) Equivale a 1000g B) Solvente ( ) Se calcula sumando masa del soluto con masa de solvente C) (Di) solución ( ) g, Kg, oz, lb D) Masa de solución ( ) Sustancia que se disuelve, se encuentra en menor proporción en la solución E) Unidades de masa ( ) Se calcula dividiendo la masa del soluto entre la masa de solución por cien F) Concentración ( ) Agua G) 1g de agua ( ) Indica el peso o volumen de soluto presente en la solución H) Solvente universal ( ) Es el medio dispersor, se encuentra en mayor proporción en la solución I) 1Kg ( ) Equivale a 1ml de agua J) %masa ( ) Mezcla homogénea de dos o más sustancias Cuarzo rosa

13 Actividad de Aprendizaje 2
Propósito Introducción Actividad de consolidación Fuentes consultadas Cálculos de concentración de disoluciones: por ciento en masa Actividades de aprendizaje Respuestas Autoevaluación Actividad de Aprendizaje 2 Resuelve los siguientes problemas. Calcula el porcentaje en masa de 360g de solución acuosa, que contienen 50g de glucosa 2. Calcula el porcentaje en peso de una solución formada por 100g de hidróxido de sodio y 150ml de agua 3. ¿Cuántos gramos de sulfato de sodio se necesitan para preparar 250g de solución acuosa al 20%en masa? 4. Para que una muestra de 50g de agua potable se considere contaminada con sulfatos, debe tener una composición de 0.05% en masa. ¿Cuántos gramos de sulfatos puede contener como máximo para no considerarse contaminada? 5. Calcula el porcentaje en peso del nitrógeno en el aire, si en una muestra de 320g se tienen 250g de éste?

14 Respuestas a la Actividad de Aprendizaje 1
Propósito Introducción Actividad de consolidación Fuentes consultadas Cálculos de concentración de disoluciones: por ciento en masa Respuestas Actividades de aprendizaje Autoevaluación Respuestas a la Actividad de Aprendizaje 1 A continuación se presentan las respuestas correctas para que verifiques tu aprendizaje I D E A J H F B G C

15 Respuestas a la Actividad de Aprendizaje 2
Propósito Introducción Actividad de consolidación Fuentes consultadas Cálculos de concentración de disoluciones: por ciento en masa Respuestas Actividades de aprendizaje Autoevaluación Respuestas a la Actividad de Aprendizaje 2 Para asegurarte de la veracidad de tus resultados, comprueba tus respuestas. 1) 13.88% 2) 40% 3) 50g de sulfato de sodio 4) 0.025g de sulfatos 5) 78.12% amatista

16 ¿Qué sustancia es el soluto? ¿Cuál es la densidad del agua?
Actividades de aprendizaje Propósito Introducción Actividad de consolidación Fuentes consultadas Cálculos de concentración de disoluciones: por ciento en masa Respuestas Autoevaluación Ahora debes comprobar el progreso de tu aprendizaje, para ello contesta las siguientes preguntas de acuerdo al texto. En un análisis de potabilidad de agua, se quiere determinar el porcentaje en masa de una muestra formada por 149.5ml de agua y 0.5g de sodio para saber si cumple con la norma. De acuerdo con la norma oficial mexicana el porcentaje de sodio no debe rebasar 0.02% en masa. ¿Qué sustancia es el soluto? ¿Cuál es la densidad del agua? ¿Cuántos gramos de solvente hay en la muestra? ¿Cuántos gramos de solución se tienen? ¿Cuántos gramos de sodio como máximo deberá tener la muestra para considerar que esta dentro del rango establecido en la norma para agua potable? ¿Qué cantidades multiplicaste para obtener el resultado de la pregunta anterior? Recuerda que también tenías que haber dividido entre 100 ¿Cuál es el porcentaje en masa de la disolución? ¿Qué cantidades dividiste para obtener el resultado de la pregunta anterior? Recuerda que también tenías que haber multiplicado entre 100 ¿Se puede considerar que la muestra esta dentro de los rangos que establece la norma para agua potable? ¿Cuál es la concentración de la muestra? Sabías que… Puedes consultar la composición del agua en la norma oficial mexicana de la Secretaría de economía

17 Realiza tu autoevaluación
Actividades de aprendizaje Propósito Introducción Autoevaluación Fuentes consultadas Cálculos de concentración de disoluciones: por ciento en masa Respuestas Actividad de consolidación Realiza tu autoevaluación Las repuestas a las que debiste haber llegado son las siguientes: Sodio 1g/ml 149.5g de agua 150g de solución 0.03g de sodio El % en masa por los gramos de solución 0.33% en masa La masa del soluto entre la masa de la solución No, sobrepasa la cantidad de sodio topacio

18 Actividades de aprendizaje
Propósito Introducción Autoevaluación Fuentes consultadas Cálculos de concentración de disoluciones: por ciento en masa Respuestas Actividad de consolidación Lista de cotejo Llena la lista de cotejo y al terminar identifica tus deficiencias y corrígelas. SI NO 1. Puedo diferenciar el soluto del solvente 2. Soy capaz de recordar la densidad del agua 3. Estoy preparado para aplicar el concepto de densidad del agua y convertir sus unidades de gramos a mililitros y viceversa 4. Asimilo cómo esta formada una disolución 5. Aprendí a interpretar los datos de un problema y aplicar las fórmulas correspondientes 6. Soy hábil para comprender las operaciones matemáticas que debo aplicar 7. Entiendo lo que me solicitan en un problema 8. Identifico las operaciones que me indica la fórmula 9. Tengo la capacidad para interpretar un resultado 10. Reconozco el concepto de concentración

19 Fuentes consultadas Propósito Actividades de aprendizaje Actividad de consolidación Cálculos de concentración de disoluciones: por ciento en masa Introducción Respuestas Autoevaluación BIBLIOGRAFÍA CHANG, RAYMOND. (2011). Fundamentos de Química. McGraw-Hill/Interamericana Editores, S.A. de C.V. México. CHOPIN, GREGORY. (1985). Química. Publicaciones cultural, S.A. de C.V. México. GARRITZ, RUIZ ANDONI. (2001). Tú y la Química. Pearson Educación de México, S.A. de C.V. México. KEENAN, CHARLES. (1976). Química general universitaria. Compañía editorial continental, S.A. México. PEÑA, ROJAS ESTELA. (2007). Química I. Pearson Educación de México, S.A. de C.V. México. COLEGIO DE BACHILLERES. Programas de estudio. Química I, Recursos naturales. Cuarto Semestre. México, 2011. PÁGINAS WEB

20 I.Q. Maricela Aguilar Saldo Autor (a)
D.R. ©Colegio de Bachilleres, 2011 Departamento de Diseño de Materiales Educativos