QUÍMICA IEMI 10° Y 11° MATINAL
martes, 24 de marzo de 2020
PROPIEDADES COLIGATIVAS
PROPIEDADES COLIGATIVAS
Los estudiantes del grado 11° observarán este vídeo de las Propiedades Coligativas. Esto les servirá de complemento de los saberes propuestos en la Guía de Trabajo de Química 11°.
GUÍA DE TRABAJO DE QUÍMICA 11°
GUÍA No. 1
ÁREA: CIENCIAS NATURALES (Química) GRADO: 11°
1. GENERALIDADES
|
Ø
NOMBRES
DE LOS DOCENTES: Rudy González Olivera y Yesenia Vergara Padilla
Ø
NOMBRE
DEL ESTUDIANTE: ___________________________________
Ø
ÁREA,
ASIGNATURA: Química__________________________________
Ø
SABER: Soluciones
Químicas___________________________________
Ø
FECHA
DE INICIO: 27 de abril de 2020__ FECHA DE FINALIZACIÓN: 29 de mayo
de 2020
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2. ORIENTACIONES SOBRE EL MANEJO DE LA GUÍA
|
Apreciados
estudiantes y padres de familia del grado 11°, te damos la bienvenida a este
nuevo proceso. Esta guía ha sido elaborada pensando en ti, en el momento que
vives y los intereses que tienes. La guía propone una serie de actividades
variadas y amenas que te llevaran a descubrir y construir personalmente tu
conocimiento tanto de la realidad como de los aspectos científicos. Estas
actividades constituyen una posibilidad abierta a tus intereses y
motivaciones. Puedes enriquecerlas a través de los libros y links que
aparecen en las referencias bibliográficas y wedgráficas o adaptarlas de
acuerdo con tus necesidades y de la comunidad en que vives. Las actividades
serán realizadas en el cuaderno y enviadas al correo y/o whatsapp personal
del docente que te orienta la asignatura de química en la jornada en la que
estés:
Contarás para ello
con la valiosa y oportuna colaboración de tu profesor, ya sea por llamadas,
correo electrónico y whatsapp. Te invitamos a realizar cada actividad con
entusiasmo y alegría.
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3. CONCEPTUALIZACIÓN
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SOLUCIONES
Una solución es una mezcla físicamente
homogénea, formada por dos o más sustancias que reciben el nombre de Solvente y Soluto.
· SOLVENTE:
Es
la sustancia que por lo general se encuentra en mayor proporción dentro de la
disolución. Las soluciones más importantes son las acuosas, por lo tanto, el
solvente más común es el agua.
· SOLUTO:
Es
la sustancia que, por lo general, se encuentra en menor proporción dentro de la
solución. Por ejemplo: en una solución acuosa de cloruro de sodio (NaCl) el
agua es el solvente y la sal es el soluto.
Las soluciones poseen una serie de
propiedades que las caracterizan:
·
La composición química es variable.
·
Las propiedades químicas de los componentes de
una solución no se alteran.
· Las propiedades físicas de la solución son
diferentes a las del solvente puro, la adición de un soluto a un solvente
aumenta su punto de ebullición y disminuye su punto de congelación, la adición
de un soluto a un solvente disminuye la presión de vapor.
PRINCIPALES CLASES DE SOLUCIONES
SOLUCIÓN
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DISOLVENTE
|
SOLUTO
|
EJEMPLO
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Gaseosa
|
Gas
|
Gas
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Aire
|
Líquida
|
Líquido
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Líquido
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Alcohol en agua
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Líquida
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Líquido
|
Gas
|
Oxígeno en agua
|
Líquida
|
Líquido
|
Sólido
|
Agua en sal
|
las soluciones también se pueden
clasificar según la cantidad de soluto que contienen, como:
· SOLUCIÓN
DILUIDAS O INSATURADAS: Cuando contienen una pequeña cantidad de
soluto, con respecto a la cantidad de solvente presente a una temperatura dada.
· SATURADAS
O CONCENTRADAS: si la cantidad de soluto es la máxima que
puede disolver el solvente a una temperatura dada.
· SOBRESATURADAS: Si
la cantidad de soluto es mayor de la que puede disolver el solvente a una
temperatura dada. Por lo que, frecuentemente, el soluto en exceso tiende a
precipitarse al fondo del recipiente.
SOLUBILIDAD
Es la cantidad máxima de un soluto que
puede disolverse en una cantidad dada de solvente a una determinada
temperatura. Por ejemplo: La solubilidad del cloruro de sodio (NaCl) en agua a
20°C es de 311 g/L de solución, lo que significa que a esta temperatura, un
litro de agua puede disolver como máximo 311 g de NaCl.
FACTORES
QUE AFECTAN LA SOLUBILIDAD
· AGITACIÓN:
Al
agitar la solución se van separando las capas de disolución que se forman del
soluto y nuevas moléculas del solvente continúan la disolución.
· TEMPERATURA:
Al
aumentar la temperatura se favorece el movimiento de las moléculas y hace que
la energía de las partículas del soluto sea alta y puedan abandonar su
superficie disolviéndose.
·
PRESIÓN:
Esta
influye en la solubilidad del gas y es directamente proporcional
LA CONCENTRACIÓN DE LAS
SOLUCIONES
La concentración de una solución expresa la cantidad de
soluto presente en una cantidad dada de solvente o de solución. En términos
cuantitativos, esto es, la relación o proporción matemática entre la cantidad
de soluto y la cantidad de solvente o, entre soluto y solución. Para
cuantificar la concentración de una solución se utilizan unidades de
concentración físicas y químicas.
1.
EXPRESIÓN DE LA CONCENTRACIÓN EN UNIDADES FÍSICAS:
·
PORCENTAJE
PESO A PESO (%p/p): Indica la masa de soluto en gramos por cada 10 unidades de masa de la solución. Matemáticamente
se expresa así:
%p/p = (masa de soluto / masa de solución ) x 100%
Peso de
la solución = peso de soluto + peso de solvente
·
PORCENTAJE
VOLUMEN A VOLUMEN: Indica el volumen de soluto en ml presentes en
cada 100 ml de solución. Matemáticamente se expresa así:
%v/v = (volumen de soluto / volumen de solución) x 100%
·
PORCENTAJE
PESO A VOLUMEN: Indica el
número de gramos de soluto que hay en cada 100 ml de solución. Matemáticamente
se expresa así:
%p/v = (masa de soluto / volumen de solución) x 100%
2.
EXPRESIÓN DE LA CONCENTRACIÓN EN UNIDADES QUÍMICAS:
· MOLARIDAD (M): Indica
el número de moles de soluto disueltos en un litro de solución. Matemáticamente
se expresa así:
M = moles de soluto / litros de solución
· MOLALIDAD
(m): Indica la cantidad de moles de soluto presentes en un kilogramo
de solvente. Matemáticamente se expresa así:
m= moles de soluto / kilogramos de solución
· NORMALIDAD (N): Relaciona
el número de equivalentes gramo o equivalentes químicos de un soluto con la
cantidad de solución. Matemáticamente
se expresa así:
N = Número de equivalente gramos de soluto / volumen de la solución en litros
N = Número de equivalente gramos de soluto / volumen de la solución en litros
1 peqg (Ácido) = masa molar del ácido / número de hidrógenos del ácido
1 peqg (Base) = masa molar de la base / número de OH de la base
Dado que un ácido y una base reaccionan a
través de la neutralización mutua de los iones de (H+) y (OH-),
para producir las sales correspondientes y agua; el concepto de equivalente
también se aplica para las sales.
· PARTES
POR MILLÓN (pmm): Es un método comúnmente usado para
expresar concentraciones de soluciones diluidas en partes por millón (pmm).
Esta unidad se define como el número de miligramos de solutos presentes en un
kilogramo de solución. Para soluciones acuosas donde un kilogramo de solución
tiene un volumen aproximado de un litro, se puede emplear la relación:
Pmm= miligramos de soluto / litros de solución
EJERCICIOS
DE APLICACIÓN DE LAS UNIDADES DE CONCENTRACIÓN FÍSICA DE LAS SOLUCIONES
Observen en el siguiente vídeo la solución de ejercicios de unidades de concentración física. Esto les va servir para solucionar los ejercicios propuestos en esta guía.
1. Calcular
la concentración en peso de 60 g de solución que se prepararon con 30 g de
NaOH.
DATOS:
Masa
de soluto: 30 g NaOH
Masa
de la solución: 60 g de solución
%p/p = (masa del soluto / masa de la solución) x 100%
2. Determina
el porcentaje de una solución de 200 ml de solución de Ca(OH)2 preparada con 15 ml de dicha base.
%v/v = (volumen del soluto / volumen de la solución) x 100%
3. Determina
la concentración de 200 ml de solución de Ca(OH)2 preparada con 15
g de dicha base.
%p/v = (masa del soluto / volumen de la solución) x 100%
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EJERCICIOS DE APLICACIÓN DE LAS UNIDADES DE CONCENTRACIÓN QUÍMICA DE LAS SOLUCIONES
Observen en el siguiente vídeo la solución de ejercicios de unidades de concentración química. Esto les va servir para solucionar los ejercicios propuestos en esta guía.
1. ¿Cuál
es la molaridad de una solución cuando se disuelven 38 g de Ca(OH)2
en 0,75 L de solución?
· Se
debe obtener el peso molecular de Ca(OH)2 con la ayuda de los
pesos atómicos ubicados en la tabla periódica.
Peso molecular de Ca(OH)2
= 74,09 g Ca(OH)2
38 g
Ca(OH)2 x (1mol de Ca(OH)2 / 74,09 g Ca(OH)2) = 0,51 mol de Ca(OH)2
M = moles de soluto / litros de solución
M=
0,68 mol/L =
0,68 M
2. Se
disuelven 49 g de glucosa C6H12O6 en 950 ml
de agua. Calcular la concentración molal de la solución.
· Se
debe obtener el peso molecular de C6H12O6
con
la ayuda de los pesos atómicos ubicados en la tabla periódica.
Peso molecular de C6H12O6
=
180,09 g C6H12O6
49 g
C6H12O6 x (1 mol C6H12O6 / 180,09 g C6H12O6 )= 0,27 mol C6H12O6
m = moles de soluto / kilogramos de solvente
m= 0,28 mol/Kg = 0,29 m
3. Hallar
la normalidad de una solución formada por 90 g de ácido nítrico HNO3 en
0,65 L de solución.
·
Se debe obtener el peso molecular
de
HNO3 con la ayuda de los pesos atómicos
ubicados en la tabla periódica.
Peso molecular de HNO3
=
63 g HNO3
1 peqg (Ácido) = masa molar del ácido / número de hidrógeno del ácido
1 peqg (HNO3) = 63 g
·
Se encuentra el número equivalente
gramos de HNO3 que se encuentran en 90 g de HNO3.
X
← 90
g HNO3
·
Con ayuda de la fórmula, se calcula la
Normalidad.
N = Número de equivalentes gramos de soluto / volumen de la solución (L)
N =
4.
En el análisis químico de una muestra
de 350 ml de H2O se encontró que contiene 1,50 mg de ión magnesioMg+2
¿Cuál es la concentración de Mg+2 en pmm?
350
ml x (1 L / 1000 ml) = 0,35 L
Pmm=
Pmm= 4,28 mg/L = 4,28 pmm
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PROPIEDADES COLIGATIVAS DE LAS
SOLUCIONES
Cuando
dos o más sustancias se mezclan para dar lugar a una solución, el resultado
es una sustancia con una serie de propiedades físicas propias y diferentes a
aquellas que poseían las sustancias originales. Estas propiedades emergentes
en las soluciones reciben el nombre de Propiedades
Coligativas y dependen directamente de la concentración de soluto,
más no de su naturaleza química.
Las
propiedades coligativas no guardan ninguna relación con el tamaño ni con cualquier
otra propiedad de los solutos. Son función sólo del número de partículas y
son resultado del mismo fenómeno: el efecto de las partículas de soluto sobre
la presión de vapor del disolvente.
|
Las cuatro propiedades Coligativas son:
Presión de Vapor, Punto de Ebullición, Punto de Congelación y Presión Osmótica.
1.
PRESIÓN
DE VAPOR: Las moléculas de un líquido
cualquiera, a una determinada temperatura poseen una cierta cantidad de
energía cinética. Algunas moléculas, especialmente aquellas situadas cerca de
la superficie. Pasan espontáneamente al estado gaseoso, es decir, se
volatilizan. No obstante, como resultado de la constante colisiones entre
moléculas, muchas de estas regresan nuevamente al líquido, dando como
resultado un estado de equilibrio entre las fases gaseosa y líquida de las
sustancias. Si el líquido se halla contenido en un recipiente cerrado, la
fracción gaseosa ejercerá presión sobre la tapa del recipiente, al golpearla
continuamente. Esta presión, denominada Presión
de Vapor, se puede medir y es característica de cada sustancia.
La proporción entre las fases
gas-líquido, depende de la fuerza de cohesión existente entre las moléculas.
Si la cohesión es débil, una gran cantidad de moléculas se volatilizarán.
Mientras que, si la cohesión es fuerte, serán muy pocas las que lo consigan.
Esto es lo que determina que unas sustancias sean más volátiles que otras.
Por otro lado, la presión de vapor aumenta con la temperatura, ya que, al
contar con mayor energía cinética, más moléculas pasarán a la fase gaseosa.
Una solución cuyo soluto sea no volátil, poseerá una presión de vapor menor
que la observada en el solvente puro. Por el contrario, si el soluto es
volátil, la presión de vapor de la solución será la suma de las presiones
parciales de los componentes de la mezcla. Estas relaciones se resumen en la Ley de Raoult, formulada por
Francois Raoult (1830 – 1901) en 1887. Matemáticamente, la Ley de Raoult se
expresa así cuando el soluto es no volátil:
PA
= PA x XA
Donde
PA es la presión de vapor de la solución,
Para
dos componentes volátiles tenemos:
Psolución
= PA + PB
Donde
Psolución es la presión de vapor de la solución final, y PA y
PB representan las presiones parciales de los componentes A
y B, calculadas según la fórmula anterior.
2.
PUNTO
DE EBULLICIÓN: El punto de ebullición de un líquido es
la temperatura a la cual su presión de vapor es igual a la presión
atmosférica. Si a este líquido se le adiciona un soluto no volátil, la
temperatura de ebullición de la solución restante, aumenta. Experimentalmente
se ha encontrado que la elevación del punto de ebullición ∆
∆
Donde,
m es la concentración molal y
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TALLER EVALUATIVO TIPO
ICFES DE QUÍMICA
TEMA: SOLUCIONES QUÍMICA
NOMBRE: ______________________ GRADO:11° GRUPO: ____ FECHA:
27-05-2020
|
1.
A temperatura constante y a 1 atmósfera
de presión, un recipiente cerrado y de volumen variable, contiene una mezcla de
un solvente líquido y un gas parcialmente miscible en él. Si se aumenta la
presión, es muy probable que la concentración del gas en la fase
A. líquida aumente
B. líquida permanezca constante
C. gaseosa aumente
D. gaseosa permanezca constante
A. líquida aumente
B. líquida permanezca constante
C. gaseosa aumente
D. gaseosa permanezca constante
2.
Las diferentes mezclas que se preparan
con NaCl y H2O pueden representarse en un segmento de recta, en el cual, los
extremos indican las sustancias puras, y los puntos intermedios representan el
valor del porcentaje peso a peso de cada componente en la mezcla.
Se
tiene una solución de NaCl en agua, cuya concentración se indica en el punto 1
de la gráfica. Si a través de algún proceso experimental, el valor de la
concentración cambia del indicado en el punto 1 al punto 2, es válido afirmar
que
A. disminuye la concentración de la solución de NaCl
B. aumenta la cantidad de agua en la solución
C. aumenta la concentración de la solución de NaCl
D. permanece constante la cantidad de agua en la solución
A. disminuye la concentración de la solución de NaCl
B. aumenta la cantidad de agua en la solución
C. aumenta la concentración de la solución de NaCl
D. permanece constante la cantidad de agua en la solución
RESPONDA LAS PREGUNTAS DE LA 3 A LA 6 SEGÚN LA SIGUIENTE
INFORMACIÓN:
En la tabla se describen algunas propiedades de dos compuestos químicos a una atmósfera de presión.
Tres mezclas preparadas con
ácido butanoíco y agua, se representan en una recta donde los puntos
intermedios indican el valor en porcentaje peso a peso (% P/P) de cada
componente en la mezcla. Mezclas de ácido butanoíco en agua.
3. Para cambiar la concentración de la solución de ácido butanoíco
indicada en el punto 1 al 2, lo más adecuado es
4. Al cambiar la
concentración de la solución de ácido butanoíco del punto 1 al 2, es válido
afirmar que
A. permanece
constante el porcentaje de agua en la solución
B. disminuye la
concentración de la solución
C. disminuye la masa de agua en la solución
D. permanece constante la
concentración de la solución
5. A una atmósfera de presión, para cambiar la concentración de la
solución de ácido butanoíco, indicada en el punto 2, al 3 el procedimiento más
adecuado es
6. La siguiente tabla muestra información sobre las soluciones I y
II moles soluto.
A. la solución I tiene
mayor número de moles de soluto y su concentración es mayor que la solución II
B. la solución II tiene
menor número de moles de soluto y su concentración es mayor que la solución I
C. la solución I tiene
menor número de moles de soluto y su concentración es mayor que la solución II
D. la solución II tiene
mayor número de moles de soluto y su concentración es mayor que la solución I
7. Una solución contiene 14 gramos de
cloruro de sodio (NaCl) disueltos en 79,33 gramos de agua (H2O). La
concentración de esta solución equivale a
A. 15 % peso a peso
B. 18 % volumen a volumen
C. 15 % volumen a volumen
D. 18 % peso a peso
8. Si se desea disminuir la concentración
de una solución de NaOH sin variar la cantidad de soluto, es necesario
A. adicionar como soluto AgCl
B. aumentar el volumen del recipiente
C. adicionar solvente
D.
evaporar solución
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