5. Disoluciones I_ mezclas, disoluciones

(1)

Disoluciones I:

(2)

Resumen de la clase anterior

Reactivo limitante

Reactivo que se consume primero en una reacción

Rendimiento de una reacción

Teórico Real

Cantidad de producto obtenido, si

reacciona todo el reactivo limitante.

(3)

Aprendizajes esperados

• Definir el concepto de mezcla y los diferentes tipos de mezclas.

• Conocer las principales técnicas de separación de mezclas.

• Diferenciar soluto de disolvente.

• Conocer las unidades porcentuales de concentración.

Páginas del libro

(4)

Pregunta oficial PSU

Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, Modelo de Prueba de Ciencias 2014.

El siguiente esquema muestra un procedimiento experimental:

Al respecto, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?

A) El matraz 2 contiene, después de un tiempo, una mezcla heterogénea.

B) El matraz 2 contiene, después de un tiempo, mayoritariamente agua líquida.

C) Es imposible separar el cloruro de sodio contenido en el matraz 1, porque es una mezcla homogénea.

D) A medida que transcurre el tiempo, disminuye la concentración de la solución contenida en el matraz 1.

(5)

1. Sustancias

2. Mezclas

3. Disoluciones

(6)

1. Sustancias

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 (O₂), carbono (C), entre otros.

Agua (H₂O), amoniaco (NH₃), benceno (C₆H₆), entre

otros. Forma de materia que

tiene una composición definida y propiedades

(7)

2. Mezclas

Mezclas

Los componentes no se distinguen. Una sola

fase. Heterogéneas

Homogéneas

Se pueden distinguir sus componentes. Más de

una fase. Sistemas

materiales formados por

dos o más sustancias puras en cantidades

variables.

 No ocurren reacciones químicas entre los componentes.

 Cada uno de los componentes mantiene su identidad y propiedades químicas.

 Los componentes pueden separarse por medios físicos, tales como: destilación, filtración, tamizado, etc.

(8)

2. Mezclas

2.1 Tipos de mezclas

1) Suspensión

 Tipo de mezcla: heterogénea

 Fase dispersa: sólido en polvo o pequeñas partículas no solubles

 Fase dispersante: líquido

Diámetro partículas > 1x10-4_cm

Las partículas en las suspensiones son visibles a nivel macroscópico.

(9)

2. Mezclas

2.1 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.

(10)

(11)

2. Mezclas

2.1 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 encuentr a en menor proporció n

• Puede ser uno o

varios.

• Se encuentra en mayor proporción. • Determina el

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De acuerdo a esto, al dividir una masa dada de una sustancia en corpúsculos muy pequeños, aumenta considerablemente su área superficial, incrementando su capacidad de adsorción.

Lo anterior corresponde a

A) un modelo. B) una teoría.

C) una descripción. D) un supuesto. E) una ley.

Pregunta

A

Comprensión

Los coloides tienen una gran capacidad adsorbente, lo que puede explicarse mediante el siguiente cuadro:

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2.2 Técnicas de separación de mezclas

Destilación

Evaporación

2. 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

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2.2 Técnicas de separación de mezclas

Decantación: 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.

Filtración: corresponde al proceso de separación de sólidos en suspensión en un líquido mediante un medio poroso, que retiene los sólidos y permite el paso del líquido.

Decantació n

Filtración

Tamizado: 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

(15)

Ejercitación

E

Reconocimiento

Respecto a los siguientes métodos de separación de mezclas, ¿cuál(es) se lleva(n) a cabo a partir de las diferencias en los puntos de ebullición de las sustancias que conforman la mezcla?

I) Destilación II) Decantación III) Evaporación

(16)

Separación por

métodos químicos

Materia

Compuestos

Sustancias puras Mezclas

Elementos Separación

por métodos

físicos

Homogéneas Heterogéneas

(17)

3. Disoluciones

Corresponde a una

mezcla homogénea

, donde no existe reacción

química entre el soluto y el disolvente. Estos coexisten en una

misma fase y no pueden separarse por todos los métodos físicos.

Por ejemplo, la decantación o la centrifugación no permiten su

separación.

El agua es el disolvente de la mayoría de las disoluciones (que reciben el nombre de disoluciones acuosas), por lo que se conoce

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3. Disoluciones

3.1 Tipos de disoluciones

Soluto Disolvente Estado disolución Ejemplo

Gas Gas Gas Aire

Gas Líquido Líquido Bebida gaseosa

Gas Sólido Sólido H₂en paladio

Líquido Líquido Líquido Etanol en agua

Sólido Líquido Líquido NaCl en agua

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3. Disoluciones

3.2 Conductividad eléctrica

Electrolitos → sustancias (solutos) que conducen la electricidad en

disolución acuosa.

1) Fuertes: disociación completa.

NaCl, NaOH, H₂SO₄,..

2) Débiles: disociación parcial. H₂S, CH₃COOH, H₂CO₃,..

No electrolitos → sustancias (solutos) que NO conducen la electricidad en disolución acuosa.

Ejemplos: C₆H₁₂O₆, C₁₂H₂₂O₁₁

(20)

3. Disoluciones

3.2 Conductividad eléctrica

Conductividad de algunas

muestras típicas.

Conductividad a 25°C

Agua pura 0,05 μS/cm

Agua potable 50 - 100 μS/cm Solución de

suelo

0,5 – 2,5 mS/cm

Agua de mar 53,0 mS/cm 5% NaOH 223,0 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 sus iones

(21)

Una disolución acuosa de sal común (NaCl) puede considerarse como una disolución de tipo

I) iónico. II) binario. III) molecular.

Es (son) correcta(s)

A) solo I. D) solo I y II. B) solo II. E) solo II y III. C) solo III.

Ejercitación

D

(22)

4. Unidades porcentuales de concentración

Expresan la concentración mediante el porcentaje de soluto en la

disolución, utilizando unidades físicas.

Se utilizan 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)

(23)

4. Unidades porcentuales de concentración

4.1 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?

x gramos de soluto

100 gramos de disolución

30,0 gramos de soluto

200 gramos de disolución

X = 15% m/m



masa (g) de soluto

(24)

Ejercitación

D

Aplicación

¿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 D) 48 g

B) 32 g E) 50 g

(25)

4. Unidades porcentuales de concentración

4.2 Porcentaje masa/volumen (% m/v)

X g de soluto en 100 mL de disolución

¿Cuántos gramos de soluto se necesita para preparar 300 mL de

disolución de yoduro potásico (KI) al 15% m/v?

masa (g) de soluto

% m/v =

× 100

volumen (mL) disolución

15 gramos de soluto

100 mL de disolución

X gramos de soluto

300 mL de disolución

X = 45 gramos

(26)

Ejercitación

B

Aplicación

La masa molar de la glucosa (C₆H₁₂O₆) es 180 g/mol. ¿Cuántos mol de glucosa están contenidos en 6 litros de una disolución al 3% m/v?

A) 0,1 mol D) 6,0 mol

B) 1,0 mol E) 10,0 mol

(27)

4. Unidades porcentuales de concentración

4.3 Porcentaje volumen/volumen (% v/v)

X mL de soluto en 100 mL de disolución

volumen (mL) de soluto

% v/v =

× 100

volumen (mL) disolución

(28)

Ejercitación

D

Aplicación

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

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Pregunta oficial PSU

Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, Modelo de Prueba de Ciencias 2014.

El siguiente esquema muestra un procedimiento experimental:

Al respecto, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?

A) El matraz 2 contiene, después de un tiempo, una mezcla heterogénea.

B) El matraz 2 contiene, después de un tiempo, mayoritariamente agua líquida.

C) Es imposible separar el cloruro de sodio contenido en el matraz 1, porque es una mezcla homogénea.

D) A medida que transcurre el tiempo, disminuye la concentración de la solución contenida en el matraz 1.

E) La concentración de la solución contenida en el matraz 2, al término del experimento, es mayor a la concentración de la disolución contenida en el matraz 1.