PENDIENTES FÍSICA Y QUÍMICA 3º ESO
2º TRIMESTRE:
- DISOLUCIONES.
- EL ÁTOMO.
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ALUMNO:
DISOLUCIONES 1. CONCENTRACIÓN.
En una disolución hay dos partes :
Soluto: Suele estar en menor proporción.
Disolvente: Suele estar en mayor proporción.
Concentración: Indica la proporción que hay entre el soluto y el disolvente. Se puede expresar de varias formas.
1.1.Porcentaje en masa. Indica la masa de soluto (ms) que hay en 100 unidades de masa de disolución (m).
%masa de soluto=ms
m∗100
1.2. Porcentaje en volumen. Indica el volumen de soluto (Vs) que hay en 100 unidades de
volumen de disolución (V).
%volumen de soluto=Vs
V ∗100
1.3. Concentración en masa ( C ). Indica la masa de soluto (ms) que hay en un volumen de disolución (V).
C=ms
SOLUTO
DISOLVENTE
DISOLUCIÓN
SOLUTO
DISOLVENTE
20 30 40 50 60 70 80 90 100 0
50 100 150 200 250
Solubilidad (g soluto/100 g de agua)
NaClO3 KNO3 Pb(NO3)2 K2Cr2O4 NaCl Cs2SO4 KCl
T (ºC)
S
2. LA SOLUBILIDAD.
La solubilidad es la cantidad máxima de soluto que se puede disolver en una cantidad de disolvente determinado. Depende de la temperatura.
Las disoluciones pueden ser de tres tipos:
Diluidas: Tienen una concentración baja.
Concentradas: Tienen una concentración alta.
Saturadas: No admite más cantidad de soluto.
2.1. Solubilidad de los sólidos y los líquidos: Aumenta con la temperatura. Excepción: Sales de calcio ( Ca ) y magnesio ( Mg) ( Cal del agua).
ACTIVIDADES
Actividad 1. a) Indica donde están las pelotas más concentradas:
A B
b) ¿ Dónde hay más cantidad?
Actividad 2. a) Indica donde están las pelotas más concentradas:
A B
b) ¿ Dónde hay más cantidad?
PORCENTAJE EN MASA
Actividad 3. La riqueza en azúcar de las magdalenas es de 51,5%, calcula la cantidad de azúcar ingerida al comer dos magdalenas, si cada una tiene una masa de 60 g.
Actividad 4. Calcula la concentración ( % en masa) de sal de un suero fisiológico que tiene 3g de sal disueltos en 330 g de agua.
Actividad 5. Calcula la concentración en azúcar ( % masa) cuando se disuelven 10 g de sal en 90 g de agua.
Actividad 7. La concentración de una disolución de sal en agua es del 5 % en masa. ¿Qué cantidad de sal hay en 600 g de disolución?.
Actividad 8. El vinagre es una disolución de ácido acético (soluto) en agua al 3 % en masa. Calcula la cantidad de soluto que hay en 50 g de vinagre.
PORCENTAJE EN VOLUMEN
Actividad 9. Una persona se bebe un vaso de 150 mL de whisky al 40 % de alcohol en volumen, ¿qué cantidad de alcohol ha ingerido?.
Actividad 10. Se preparó una disolución disolviendo 50 mL de alcohol en 200 ml de agua. Calcula la concentración expresada en % en volumen.
Actividad 11. Algunas cervezas “sin alcohol” pueden contener hasta un 1% de alcohol. Si bebes 0,5L de esta clase de cerveza. ¿ Cuántos mL de alcohol habrás ingerido?.
CONCENTRACIÓN EN MASA
Actividad 12. Echamos 120 g de sal en 12 L de agua. Determina la concentración de la disolución.
Actividad 13. Los análisis de glucosa en sangre se considera normal un intervalo de glucosa entre 70 a 105 mg/L. Si en una muestra de sangre se encuentran 2 mg de glucosa en 20 mL de sangre.
Actividad 14.Un conocido medicamento para los síntomas del resfriado, se vende en sobres de 10 g, en los que el 5% es de principio activo. Un enfermo necesita tomar 3 sobres diarios, previamente disueltos en agua.
a) ¿Qué cantidad de principio activo ingiere al día?
b) Si al disolver un sobre consigue una disolución de 20 mL, ¿qué concentración de principio activo hay en ella? .
SOLUBILIDAD
Actividad 15. ¿ Por qué las bebidas gaseosas ( cerveza, coca cola,...) se sirven en vasos fríos?.
Actividad 16. ¿ Por qué los peces respiran mejor en aguas frías?.
Actividad 17. a) Calcula la cantidad máxima de sal que se puede disolver en 50 ml de agua a 20 º C
b) Calcula la cantidad máxima de sal que se puede disolver en 50 ml de agua a 80 º C
EL ÁTOMO
3. TEORÍA DE DALTON. Modelos atómicos
La teoría atómica de Dalton se resume en:
a) Los elementos están formados por partículas llamadas átomos.
b) Todos los átomos de un mismo elemento son iguales entre si y distintos de los átomos de cualquier otro elemento.
c) Los compuestos se forman por combinaciones de átomos de diversos elementos, formando partículas más complejas llamadas moléculas ( H2O, CO2 ,..).
Ej:
Un compuesto :
a) Es una sustancia puras formada por moléculas de átomos unidos siempre en la misma proporción.
b) No se pueden separar por métodos físicos. c) Si tienen propiedades químicas constantes.
Una mezcla:
a) Son sustancias puras formadas por moléculas de átomos unidos siempre distinta proporción.
b) Si se pueden separar por métodos físicos.
c) No tienen las propiedades características constantes.
Con este modelo de materia se pueden explicar todas las leyes de la Química y de la Física ( a excepción de la electricidad , la radiactividad y la emisión de ondas de los átomos)
4. MODELO ATÓMICO DE RUTHEFORD. Estructura del átomo
Supone que los átomos están formados por tres tipos de partículas: neutrones , protones y electrones.
Los protones y neutrones tendrían casi toda la masa del átomo y estarían en una región central llamado núcleo. Los electrones estarían girando constantemente alrededor del núcleo.
Puede explicar las leyes de la química de la Física, de la electricidad y un poco la radiactividad y la emisión de ondas de los átomos.
5. PARTÍCULAS QUE FORMAN EL ÁTOMO
Las propiedades de las partículas que forman un átomo se pueden resumir en la siguiente tabla: Estas partículas son muy pequeñas y para medirlas se usan otras unidades:
Unidad de masa atómica (u.m.a.= u ) 1 u = 1,66.10 -27 Kg Carga eléctrica de un electrón ( e ): 1 e = 1,6.10 -19 C
Protón (p) Electrón ( e ) Neutrón ( n )
Masa 1 u 1/1840 u ≈ 0 1 u
Carga +1 e -1 e 0
Se puede observar que:
- Prácticamente toda la masa del átomo está en el núcleo. - La carga positiva está en el núcleo.
- La carga negativa está girando alrededor del núcleo , con los electrones, más fáciles de perder o de ganar que los protones.
- Los electrones giran en varias órbitas. En cada órbita hay un total de 2.n2 electrones Nº DE ELECTRONES QUE HAY POR CADA NIVEL ( ÓRBITA).
Nº de órbita Nivel ( n ) Electrones totales (2.n2)
1 1 2
2 2 8
3 3 18
4 4 32
6. MASAS ATÓMICAS.
En la actualidad como referencia el 12C al que se le asigna un valor de 12 u.m.a. . Todas las demás masas de los átomos se comparan con la del 12C. Por ejemplo, el H es 12 veces más ligero que el carbono, decimos que tiene una masa de 1 u.m.a.. El O es 16 veces más pesado que el hidrógeno, tiene una masa de 16 u.m.a. Átomos
7. NÚMERO ATÓMICO. NÚMERO MÁSICO. ISÓTOPOS. IONES Construir átomos
Número atómico ( Z ) : Es el número de protones que tiene un átomo. Sirve para identificar a los elementos. Z = p
Número másico ( A ): Es el número de protones más el número de neutrones. Indica la masa que tiene un átomo expresado en u.m.a.s.
A = p + n
Ión: Átomo o grupo de átomos con carga eléctrica
Determinación de la masa de un elemento químico: La mayoría de los elementos tienen isótopos. Cuando calculamos la masa de un elemento, en realidad, estamos calculando la masa promedio de todos los isótopos.
Masa atómica media=m1∗%1m2∗%2...
100
Por esta razón las masas atómicas de sus elementos suelen ser números decimales.
8. RADIACTIVIDAD.
Es la emisión de partículas y/o energía proveniente de núcleos atómicos inestables, estabilizándose de esta forma. Estas radiaciones pueden penetrar en cuerpos opacos, ionizar el aire , impresionar placas fotográficas y excitar la fluorescencia de ciertas sustancias. La radiactividad libera mucha energía ya que parte de la masa nuclear se convierte en energía ( E = m c 2 ).
Existen tres tipos distintos de radiación: α, β y γ.
a)Radiación alfa.(α). Emisión de núcleos de He (dos protones y dos neutrones ), provocan una gran ionización y tienen poca penetración.
b) Radiación beta. (β). Emisión de electrones (proveniente del núcleo). Z aumenta una unidad . Poder de penetración medio.
Se pueden conseguir grandes cantidades de energía transformando pequeñas cantidades de materia. Hay dos métodos :
8.1. FISIÓN. Ruptura de átomos pesados (uranio y plutonio ) para obtener dos intermedios al ser bombardeado con neutrones. En cada fisión se produce liberación de más neutrones y gran cantidad de energía, produciéndose una reacción en cadena .
Ventajas: el proceso de fisión tiene un alto rendimiento energético, 1 Kg de Uranio produce la misma energía que 2000 toneladas de petróleo .
Inconvenientes: Presenta riesgo de contaminación radiactiva y hay dificultad para eliminar los residuos (miles de años).
8.2. FUSIÓN. Se unen dos átomos ligeros (H) para obtener otro más pesado. Es la fuente de energía de las estrellas. Se ha usado como bomba ( Bomba H ). Su uso pacífico está en investigación.
Ventajas: Se obtiene mucha más energía que con la físión ( tres veces más ), existen grandes reservas de energía ( el hidrógeno del agua de los océanos ) y no produce residuos contaminantes.
Inconvenientes: El proceso está en investigación. Se necesita una temperatura elevada para comenzar la reacción , del orden de millones de grados ( se investiga usar láseres ) y se requiere mantener los compuestos confinados en un espacio pequeño ( se investiga usar campos magnéticos ).
8.3. APLICACIONES DE LOS RADIOISÓTOPOS.
Los isótopos radiactivos ( radiosótopos ), no siempre son perjudiciales, también tienen aplicaciones .
8.3.1. Para determinar la antigüedad de rocas y restos arqueológicos. Sabiendo la velocidad a la que se desintegra cada isótopo, podemos conocer la antigüedad de un material que contenga ese radioisótopo . Ejemplo: prueba del carbono 14.
8.3.2. Medicina. Esterilización de material quirúrgico, tratamiento contra el cáncer y estudio de órganos, investigaciones forenses.
8.3.3 Industria. Radiografías para examinar planchas de acero, soldaduras y construcciones.
ACTIVIDADES Actividad 19. a) Completa la siguiente tabla:
Nombre Simbolo Z A Nº de p Nº de n Nº de e
9
4Be
1 1H
24
12 Mg2+
Fósforo 31
26 13 Al 3 +
16
8O2
-Helio 4
8 16
14 15
2 1 H
b) ¿ Hay algunos átomos de esta tabla que sean isótopos entre sí?. ¿ Cuáles?
Actividad 20. Dibuja el átomo de magnesio, dibujando los electrones en sus órbitas.
Actividad 21. El elemento cloro tiene dos isótopos, el 35
17 Cl, que tiene una masa de 35 u y se presenta con una abundancia del 76%, y el 37
Actividad 22. Los técnicos que realizan las radiografías abandonan la sala en la que está el paciente justo antes de tomar la imagen. ¿ De qué se protegen?. ¿ Por qué lo hacen?.
Actividad 23. a) ¿ Cuáles son las principales ventajas de las centrales nucleares frente a otras centrales térmicas, como las del petróleo?
1ª_____________________________________ 2ª_____________________________________
b) ¿ Cuál es la principal desventaja?
Actividad 24. ¿ Por qué se usan isótopos radiactivos en enfermos con tumores?.