Cuestionario 12. Soluciones Quimicas 20701f

Soluciones químicas.

CUESTIONARIO 12. SOLUCIONES QUÍMICAS. Objetivo: Al término de la unidad el estudiante será capaz de comprender como están constituidas las soluciones, así como de interpretar a través de ejercicios el concepto de concentración en sus distintas variantes. 1. ¿Qué se entiende por solución? Una solución es una mezcla homogénea que está formada por dos o más sustancias llamadas soluto y solvente; el soluto tiene un diámetro menor a 1X10 -7 centímetros (pueden haber uno o mas solutos) y, el solvente generalmente es agua. No sedimentan al dejarlas en reposo, pueden pasar a través de cualquier filtro y, son transparentes. 2. ¿Cómo se define el soluto y como el solvente? De manera general el soluto se define como la sustancia que se va a disolver y, se encuentra en menor proporción; mientras que el solvente es la sustancia que va a disolver y, se encuentra en mayor proporción. 3. Menciona algunos ejemplos de soluciones: Algunos ejemplos de soluciones comunes son: Soluto:

Solvente : Gas Gas Gas Liquido Liquido Liquido Liquido Sólido

Ejemplo:

Sólido Sólido

Aire (O2 en N2) Agua mineral (CO2 en H2O) Vino (C2H5-OH en H2O) Amalgama dental (Hg en Ag) Agua de mar (NaCl en H2O) Acero (C en Fe)

Liquido Sólido

4. ¿A que se le llama soluciones empíricas? Las soluciones empíricas son aquellas en donde no se necesita de gran exactitud al medir las cantidades de soluto y, de solvente. 5. ¿Cómo se clasifican las soluciones empíricas? Las soluciones empíricas se clasifican en: Eduardo Francisco Hernández Alarcón

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a) Solución diluida: Es la que contiene una pequeña cantidad de soluto en un volumen determinado de solvente, a una temperatura dada. b) Solución concentrada: Es la que contiene gran cantidad de soluto en un volumen determinado de solvente, a una temperatura dada. c) Solución saturada: Es la que contiene la máxima cantidad de soluto que puede disolverse en un volumen determinado de solvente, a una temperatura dada. d) Solución sobresaturada: Es la que contiene un exceso de la cantidad de soluto. Se forma cuando se calienta una solución saturada y, se le continúa agregando soluto. 6. Define los términos inmiscible y, miscible: Se dice que dos sustancias son inmiscibles cuando no se mezclan entre si, por ejemplo el aceite y, el agua; en tanto se les llama miscibles cuando se mezclan una en la otra, por ejemplo la grasa y, la gasolina. 7. ¿Qué se entiende por solubilidad? La solubilidad es la capacidad que tiene una sustancia de disolverse en otra; algunas sustancias pueden disolverse entre ellas en cualquier proporción (agua y alcohol), mientras que entre otras esto no es posible (agua y azúcar). 8. ¿De que depende la solubilidad de una sustancia en otra? La solubilidad de una sustancia en otra depende principalmente de la agitación, del tamaño de las partículas, de la presión, así como de la temperatura a la que se esté efectuando la disolución. 9. ¿Qué se entiende por coeficiente de solubilidad? El coeficiente de solubilidad es la máxima cantidad de soluto en gramos que se disuelve en cien gramos de solvente, para formar una solución saturada. Una sustancia tendrá diferentes coeficientes de solubilidad dependiendo de la temperatura. 10. ¿A que se le llama curva de solubilidad? Una curva de solubilidad es la representación gráfica en un sistema cartesiano, de la solubilidad de un soluto en función de la temperatura, para formar soluciones saturadas. En estas Eduardo Francisco Hernández Alarcón

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graficas se coloca en el eje de las abcisas (X) la temperatura y, en el eje de las ordenadas (Y) los coeficientes de solubilidad; los puntos situados debajo de la curva de solubilidad representan las soluciones no saturadas, los puntos situados encima de la curva representan las soluciones sobresaturadas y, los puntos colocados sobre la curva corresponden a soluciones saturadas. 11. Traza la curva de solubilidad del nitrato de potasio KNO3 en agua H2O, cuyas solubilidades se encuentran en la siguiente tabla: T (ºC): 0 20 30 40 50 60

S (g/100 g) 18 28 44 60 83 110

12. ¿A que se le llama soluciones valoradas? Las soluciones valoradas son aquellas en donde si se toman en cuenta las cantidades exactas de soluto y de solvente; generalmente el interés esta centrado en el soluto, e importa conocer que cantidad del mismo contiene un volumen determinado de solución. 13. ¿Cómo se clasifican las soluciones valoradas? Las soluciones valoradas se clasifican en: a) Por ciento en masa: Se define como los gramos de soluto disueltos en cien gramos de solución. Matemáticamente se expresa como:

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%en masa

gdesoluto X100 gdesolucion

b) Por ciento en volumen: Se define como los mililitros de soluto disueltos en cien mililitros de solución. Matemáticamente se expresa como: %envolumen 

mldesoluto X100 mldesolucion

c) Por ciento en masa-volumen: Se define como los gramos de soluto disueltos en cien mililitros de solución. Matemáticamente se expresa como: %en masa - volumen 

gdesoluto X100 mldesolucion

d) Molal (m): Se define como el numero de moles de soluto disueltos en un kilogramo de solvente. Matemáticamente se expresa como: m

n kg desolvente

e) Molar (M): Se define como los moles de soluto disueltos en un litro de solución. Matemáticamente se expresa como: M

n V

f) Normal (N): Se define como el número de equivalentes gramo de soluto contenido en un litro de solución. Matemáticamente se expresa como: N

m (V)(P.eq.)

El peso equivalente de una sustancia es la cantidad de la misma que se combina o sustituye a un mol de hidrogeno (1 g). El peso equivalente de un ácido se determina dividiendo el peso molecular del mismo entre el número de átomos de hidrógeno que lo formen, para una base se divide el peso molecular entre el número de radicales -OH y, en el caso de las sales se divide el peso molecular entre el número de cargas totales positivas. 14. ¿Cuál es el porcentaje de azúcar C12H22O11, en una solución, si 30 gramos de ella se disuelven en cien gramos de agua H2O? Eduardo Francisco Hernández Alarcón

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Datos: Formula: gdesoluto 30g % en masa=? %en masa X100 X100 23% g de solucion 130 g g de soluto=30g g de solución=130g 15. ¿Cuántos gramos de hidróxido de sodio NaOH, se necesitan para preparar 200 gramos de una solución al 10%? Datos: Formula: (%enmasa)(g desolucion) (10%)(200 g) g de soluto=? g de soluto   20gdeNaOH 100 100 g de solución=200g % en masa=10% 16. ¿Cuál es el porcentaje de etanol C2H5-OH en una solución, si se disuelven 20 mililitros de este alcohol en 80 mililitros de agua H2O? Datos: Formula: mldesoluto 20ml % en volumen=? %en volumen  X100 X100 20% mldesolucion 100ml ml de soluto=20ml ml de solución=100ml 17. ¿Cuál es el porcentaje de nitrato de plata AgNO3 en una solución, si se disuelven 80 gramos en agua H2O, hasta completar 500 mililitros de solución? Datos: Formula: gdesoluto 80g % en masa- %en masa- volumen  X100 X100 16% mldesolucion 500ml volumen=? g de soluto=80g ml de solución=500ml 18. ¿Qué cantidad de ácido sulfúrico H2SO4, se empleara para preparar 500 mililitros de una solución al 37%? Datos:

Formula:

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(%envolumen)(m l desolucion) ml de soluto=? ml de soluto 100 ml de (37%)(500m l) solución=500ml ml de soluto  185mldeH2SO4 100 % en volumen=37%

19. ¿Cuál es la molalidad de una solución que contiene 40 gramos de azúcar C12H22O11, disueltos en 150 gramos de agua H2O ? Datos: Formula: n 0.12 moles m=? m   0.8moles/kg kg de solvente 0.15 kg m=40g kg de n  m  40g  0.12moles P.M. 342g/mol solvente=0.15kg P.M.=342g/mol 20. ¿Cuál es la molalidad de una solución que contiene 5 gramos de cloruro de sodio NaCl disueltos en 25 gramos de agua H2O? Datos: Formula: n 0.086 moles m=? m   3.44moles/kg kg de solvente 0.025 kg m=5g kg de n  m  5g  0.086moles P.M. 58g/mol solvente=0.025kg P.M.=58g/mol 21. ¿Que molaridad tiene una solución de ácido sulfúrico H2SO4, si 600 mililitros de la solución contienen 50 gramos del ácido? Datos: M=? V=600ml m=50g P.M.=98g/m ol

Formula: M n

n 0.51moles   0.85moles/l V 0.6l

m 50g   0.51 moles P.M. 98g/mol

22. ¿Cuantos gramos de hidróxido de calcio Ca(OH)2, se necesitan para preparar 750 mililitros de una solución 0.15 molar? Eduardo Francisco Hernández Alarcón

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Datos: Formula: m  (n)(P.M.) (0.11 moles)(74 g/mol) 8.14g m=? V=750ml n  (M)(V) (0.15 moles/l)(0 .75l)  0.11 moles M=0.15mole s/l P.M.=74g/m ol 23. ¿Cuál será el peso equivalente del ácido clorhídrico HCl, ácido sulfúrico H2SO4, hidróxido de bario Ba(OH)2, hidróxido de sodio NaOH, sulfato de aluminio Al2(SO4)3 y, sulfato de hierro III Fe2(SO4)3? Sustanci a: HCl H2SO4 Ba(OH)2 NaOH Al2(SO4)3 Fe2(SO4)3

Cálculos: 36  36 1 98  49 2 171  85.5 2 40  40 1 342  57 6 400  66.7 6

Peso equivalente: 36 g/eq. g 49 g/eq. g 85.5 g/eq. g 40 g/eq. g 57 g/eq. g 66.7 g/eq. g

24. ¿Que normalidad tendrá una solución si 600 mililitros de la misma contienen 60 gramos de ácido fosfórico H3PO4? Datos: N=? V=600ml m=60g P.M.=98g/mol P. eq.=32.7g/eq. g

Formula: N

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m (60g)   3eq.g/l (V)(P.eq.) (0.6l)(32.7 g/eq.g)

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25. ¿Cuántos gramos de nitrato de sodio NaNO3, son necesarios para preparar 300 mililitros de una solución 1.5 normal? Datos: Formula: m  (N)(V)(Peq) .  (1.5 eq.g/l)(0. 3l)(85 g/eq.g)  38.3 g m=? V=300ml N=1.5eq. g/l P.M.=85g/mol P. eq.=85g/eq.g 26. ¿Qué se entiende por coloide? Un coloide es una mezcla aparentemente homogénea (heterogénea), constituida por partículas con un diámetro comprendido entre 1X10-7 y 1X10-5 centímetros, dispersas en un solvente; por lo que no sedimentan al dejarlas en reposo, pueden pasar a través de cualquier filtro y, dispersan la luz. 27. Menciona algunos ejemplos de coloides: Algunos ejemplos de coloides son: Fase dispersa: Liquido Liquido Sólido Sólido

Fase dispersora: Gas Liquido Gas Liquido

Ejemplo: Neblina Leche Humo Atole

28. ¿Qué se entiende por suspensión? Una suspensión es una mezcla heterogénea constituida por partículas con un diámetro mayor a 1X10 -5 centímetros, dispersas en un líquido; por lo que sedimentan al dejarlas en reposo, pueden ser retenidas por un filtro y, dispersan la luz. 29. Menciona algunos ejemplos de suspensiones: Algunos ejemplos de suspensiones son: Fase dispersa: Liquido Sólido

Fase dispersora: Liquido Líquido

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Ejemplo: Aceite y agua Agua fresca

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Sólido Sólido

Liquido Sólido

frutas Lodo Mortero

30. Señala algunas propiedades de las soluciones, coloides y, suspensiones: Algunas propiedades de las soluciones, coloides y, suspensiones son: Soluciones: No sedimentan

Coloides: No sedimentan

Suspensiones: Sedimentan al dejarlas en reposo No se separan con el No se separan con el Se separan con el papel filtro papel filtro papel filtro No se separan por Se separan por Se separan por medio medio de una medio de una de una membrana membrana membrana No dispersan la luz Dispersan la luz Dispersan la luz (gaseosas o líquidas ((opacos o (opacos) son transparentes) translucidos)

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