DISOLUCIONES QUÍMICA SECUNDARIA BACHILLERATO
SABERES BÁSICOS DE FÍSICA Y QUÍMICA SEGÚN LOMLOE QUE CONTEMPLAN EL CONTENIDO:
MÁS ASPECTOS FORMALES PARA DOCENTES, ACTUALIZADOS A LA LOMLOE AL FINAL DEL ARTÍCULO, PARA NO INTERFERIR CON LO QUE TIENE INTERÉS PARA EL APRENDIZAJE DE LOS ALUMNOS
DISOLUCIONES PARA ESO Y BACHILLERATO:
El café es una disolución. La lejía que usamos como limpiador es otra disolución, posiblemente las más baratas tengan una menor concentración de hipoclorito sódico, con lo que en realidad tampoco es que sean más baratas.
Una DISOLUCIÓN es una MEZCLA HOMOGÉNEA DE DOS O MÁS COMPONENTES.
La sangre aunque a simple vista parezca homogénea, con un microscopio observamos que no lo es. No es por lo tanto una disolución.
Existen una barbaridad de reacciones químicas industriales y que se realizan cada día en la que los compuestos que intervienen están en disolución, de ahí la importancia del contenido.
- INTERESANTE LA CONSULTA DE: DISOLUCIONES: SITUACIÓN DE APRENDIZAJE «CREANDO CRISTALES»
CONCEPTOS FUNDAMENTALES:
Sustancia pura: Sustancia homogénea y uniforme, de composición invariable, que no puede descomponerse en otras por métodos clásicos y sus propiedades determinan las características de la sustancia. Ejemplos los elementos químicos y los compuestos.
Elemento químico: Un elemento químico es una sustancia que no puede descomponerse en otras mas sencillas, utilizando los medios químicos habituales. Se representa mediante símbolos. Son los que están en la tabla periódica
Compuesto químico: Un compuesto químico es una sustancia formada por dos o más elementos en proporciones invariables que pueden descomponerse en ellos por procedimientos químicos. Sus propiedades son diferentes a las de los elementos que lo constituyen, llevando asociada a su formación una absorción o desprendimiento de energía. Se representan mediante formulas: agua (H2O), cloruro sódico (NaCl)…
Mezcla: Las mezclas se forman a partir de dos o mas compuestos en proporción variable, conservando éstos sus propiedades específicas y pudiéndose separar por procedimientos físicos. Pueden ser homogéneas o heterogéneas.
Mezcla heterogénea: Una mezcla es heterogénea cuando la distribución de los compuestos que la constituyen no es uniforme, pudiéndose identificar sus componentes. Químicamente hablando, a cada uno de éstos se le denomina “fase”. Un ejemplo de mezcla heterogénea es el granito, en el que podemos identificar tres componentes o fases desigualmente repartidos en la roca: cuarzo, feldespato y mica.
Mezcla homogénea: Una mezcla es homogénea cuando los compuestos que la forman se han mezclado uniformemente, teniendo la misma composición en todos sus puntos. Son mezclas homogéneas las disoluciones en las que el compuesto que está en mayor proporción se denomina “disolvente” y el que está en menor proporción “soluto”.
DISOLUCIONES:
Concepto de disolución: Una disolución es una mezcla homogénea de composición variable. Toda disolución consta de 2 componentes al menos: soluto y disolvente. Masa Disolución = masa soluto + masa disolvente.
Una disolución puede tener varios solutos.
Llamamos concentración de una disolución a la cantidad de soluto que hay en una cantidad dada de disolvente. Según la concentración, las disoluciones pueden ser:
Diluidas: Cuando la cantidad de soluto es pequeña.
Concentradas: Cuando la cantidad de soluto es grande.
Saturada: Cuando la disolución alcanza un punto en el que ya no es posible disolver más soluto.
Las concentraciones relativas de las disoluciones se expresan frecuentemente con los términos:
No saturada o insaturada: Cuando contiene menos concentración de soluto que la disolución saturada.
Sobresaturada: Cuando la cantidad de soluto es superior a la que corresponde a la concentración de saturación.
MANERAS DE EXPRESAR LA CONCENTRACIÓN DE LAS DISOLUCIONES:
CONCENTRACIÓN EN GRAMOS POR LITRO: Básica para los primeros cursos de secundaria.
PORCENTAJE EN PESO (en masa):
PORCENTAJE EN VOLUMEN:
Moles:
Densidad:
MOLARIDAD:
NORMALIDAD:
MOLALIDAD:
FRACCIONES MOLARES:
Fracción Molar de SOLUTO:
Fracción Molar de DISOLVENTE:
Relaciones entre ellas:
MATERIAL AUDIOVISUAL Y RECURSOS PARA EL TRATAMIENTO DE LAS DISOLUCIONES, DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SECUNDARIA Y BACHILLERATO:
Independientemente de la importancia del contenido en química de secundaria y siguientes cursos, este material debe ser usado como garantía de realización de las estrategias matemáticas implicadas de forma correcta: despejar correctamente magnitudes es esencial tanto en Física como en Química. Este contenido es ideal para consolidar este aspecto de las matemáticas relacionado con Física y Química y detectar los posibles desajustes, para abordar con éxito las actividades tanto de física como de química.
De interés para los primeros cursos de la E.S.O.. Independientemente del contenido de «concentración de las disoluciones», se consolidan los factores de conversión para cambios de unidades de masa y volumen, y además se trabaja en nomenclatura científica:
CONCENTRACIÓN EN GRAMOS/LITRO:
g/L = gramos de soluto / Litros de disolución
EJERCICIO FQ2EE2185: FYQ 2º E.S.O Y SIGUIENTES
Identificar cuál de las dos disoluciones que se muestran resulta ser más diluida:
A: Añadimos 1,23 mg de sal (NaCl) en agua, resultando 0,015 cm3 de disolución.
B: Añadimos 2,35 dg de sal (NaCl) en agua, resultando 2·10-4 dm3 de disolución.
Nota: utilizar para comparar la concentración de ambas en gsoluto/Ldisolución
VÍDEO QUE RESUELVE EL EJERCICIO: https://youtu.be/DLuk4RWtItE
EJERCICIO FQ2EE2186: FYQ 2º E.S.O Y SIGUIENTES
Reconocer cuál de las dos disoluciones que se indican tiene una concentración más elevada, hallando previamente la concentración en g/L:
A: Sabemos que en 4,56·10-2 dal de disolución se encuentran 25,4 g de soluto.
B: Hemos identificado 8,75 mg de soluto en 3 cm3 de disolución.
SOL.: A=55,7 g/L; B=2,92 g/L; La más concentrada es la A.
EJERCICIO FQ2EE2187: FYQ 2º E.S.O Y SIGUIENTES
En una botella del laboratorio leemos lo siguente: 2,3 g/L de disolución de cloruro de magnesio.
Hallar la masa de cloruro de magnesio, en unidades del sistema internacional y en nomenclatura científica que se pueden encontrar en 0,058 dm3 de disolución.
SOL.: 1,33·10-4 kg
EJERCICIO FQ2EE2188: FYQ 2º E.S.O Y SIGUIENTES
Hallar la concentración de las dos disoluciones siguientes, e indica cuál es la más concentrada, hallando la concentración en g/L de cada una de ellas:
A.- añadimos 0,03 dg de azúcar a 25 cm3 de agua.
B.- añadimos 100 mg de azúcar a 3·10-4 dal de agua.
Suponemos en este caso que el volumen de la disolución equivale al volumen de agua, entendemos que la adición de azúcar no afecta a la modificación del volumen.
VÍDEO QUE RESUELVE EL EJERCICIO: https://youtu.be/9L0koi8WJ_4
EJERCICIO FQ2EE2189: FYQ 2º E.S.O Y SIGUIENTES
Indicar la concentración en g/L de la disolución que se obtiene añadiendo 0,00038 mg de sal hasta obtener un volumen de 2,3 mm3 de disolución.
VÍDEO QUE RESUELVE EL EJERCICIO: https://youtu.be/jlTYeQhwAUs
EJERCICIOS FQ2EE2190: FYQ 2º E.S.O Y SIGUIENTES
Hallar la concentración de las siguientes disoluciones, en g/L:
1.- Añadimos 7,5·10-2 gramos de azúcar en un recipiente resultando 3,4·10-1 ml de disolución. (SOL.:220,59 g/L)
2.- En una disolución que tiene 0,0004 dm3 hay exactamente 0,05 g de sal. (SOL.: 125 g/L)
3.- 50 mg de sal se encuentran disueltos en 0,000005 Hl de disolución. (SOL. 100 g/L)
4.- 250 μg de sal se encuentran disueltos en 0,000004 dal de disolución. (1 μg= 10-6 g); (SOL.: 6,25 g/L)
EJERCICIO FQ2EE2615: FYQ 2º E.S.O Y SIGUIENTES
Descubrir cuál de las siguientes disoluciones es la más diluida y cuál la más concentrada, hallando previamente la concentración de cada una en g/L:
DISOLUCIÓN A: añadimos 0,000005 g de sal hasta tener un volumen de disolución de 3·10-5 dm3.
DISOLUCIÓN B: en 3·10-3 cm3 de disolución hay 3·101 mg de soluto.
DISOLUCIÓN C: hay 3,5·10-3 kg de sal en 5,8 ml de disolución.
EJERCICIO F2BE2099: FYQ 4º E.S.O Y SIGUIENTES
Hallar el número de moles de ácido clorhídrico contenidos en 350 ml de una disolución 2,5 M de ácido clorhídrico.
DATOS: Ma(Cl) = 35,5 u.m.a.; Ma(H) = 1 u.m.a.
VÍDEO QUE RESUELVE EL EJERCICIO: https://youtu.be/n3ZMz5VzD70
EJERCICIO F3EE2100: FYQ 4º E.S.O Y SIGUIENTES
Hallar la masa (en gramos) de ácido clorhídrico contenidos en 450 ml de una disolución 1,5 M de ácido clorhídrico.
DATOS: Ma(Cl) = 35,5 u.m.a.; Ma(H) = 1 u.m.a.
VÍDEO QUE RESUELVE EL EJERCICIO: https://youtu.be/aXfpBACAmkc
EJERCICIO F3EE2101: FYQ 4º E.S.O Y SIGUIENTES
Hallar el volumen de disolución 2,6 M de ácido sulfúrico (H2SO4) que tenemos que tomar si queremos que contenga 50 gramos de ácido sulfúrico.
DATOS: Ma(S) = 32 u.m.a.; Ma(H) = 1 u.m.a.; Ma(O) = 16 u.m.a.
VÍDEO QUE RESUELVE EL EJERCICIO: https://youtu.be/YY14AOikUg4
EJERCICIO F3EE2102: FYQ 1º BACH Y SIGUIENTES
Preparamos una disolución mezclando 4 gramos de cloruro cálcico en 60 gramos de agua.
a.- Hallar las fracciones molares de los dos componentes.
b.- Si la densidad de la disolución formada es de 1150 g/L. Hallar la molaridad de la disolución.
c.- Teniendo en cuenta la densidad anterior, hallar la concentración de la disolución en g/L.
DATOS: Ma(Cl) = 35,5 u.m.a.; Ma(Ca) = 40 u.m.a ;Ma(H) = 1 u.m.a.; Ma(O) = 16 u.m.a.
VÍDEO QUE RESUELVE EL EJERCICIO: https://youtu.be/02f-TXVr-ZE
EJERCICIO F4EE2103: FYQ 1º BACH Y SIGUIENTES
En el laboratorio hay una botella que pone: «Disolución de H2SO4 de densidad 1037 g/L al 74%».
Hallar el volumen que tenemos que tomar de la botella, si deseamos disponer de 15 g de ácido sulfúrico.
VÍDEO QUE RESUELVE EL EJERCICIO: https://youtu.be/VBbUJQhgJOQ
EJERCICIO F4EE2104: FYQ 1º BACH Y SIGUIENTES
En el laboratorio hay una botella que pone: «Disolución de H2SO4 de densidad 1037 g/L al 74%».
Hallar la molaridad de la disolución.
DATOS: Ma(S) = 32 u.m.a.; Ma(H) = 1 u.m.a.; Ma(O) = 16 u.m.a.
VÍDEO QUE RESUELVE EL EJERCICIO: https://youtu.be/gbbMVRavibI
EJERCICIO FQ3EE2496: FYQ 4º ESO Y SIGUIENTES
Tenemos tres disoluciones de ácido sulfúrico, de las que tomamos las diferentes cantidades:
DISOLUCIÓN A: 15 cm3 de disolución 1,3 M
DISOLUCIÓN B: 3,5 ml de disolución 2 M
DISOLUCIÓN C: 1,3 dm3 de disolución 0,9 M
Indicar en cada una de ellas la cantidad de gramos de ácido sulfúrico que contienen.
DATOS DE MASAS ATÓMICAS EN UMA: Ma(S)=32; Ma(O)=16; Ma(H)=1
EJERCICIO FQ3EE2497: FYQ 2º ESO Y SIGUIENTES
Ordenar de mayor a menor concentración las siguientes disoluciones de ácido nítrico:
A: 3 dg de ácido nítrico en 5 ml de disolución
B: 5,1 cm3 de ácido nítrico en medio litro de disolución.
C: 1,3 moles de ácido nítrico en 1 litro de disolución.
DATOS DE MASAS ATÓMICAS EN UMA: Ma(N)=14; Ma(O)=16; Ma(H)=1
EJERCICIO FQ4EE2498:
Hallar los gramos de soluto que hay en 35 ml de una disolución de ácido nítrico que tiene una densidad de 1,2 g/ml y una riqueza del 70% en masa.
DATOS DE MASAS ATÓMICAS EN UMA: Ma(N)=14; Ma(O)=16; Ma(H)=1
EJERCICIO FQ4EE2499: FYQ 1º BACH Y SIGUIENTES
Hallar los gramos de soluto que hay en 6,8 ml de una disolución de ácido sulfúrico que tiene una densidad de 1300 kg/l y una riqueza del 50% en masa.
DATOS DE MASAS ATÓMICAS EN UMA: Ma(S)=14; Ma(O)=16; Ma(H)=1
EJERCICIO FQ4EE2500: FYQ 1º BACH Y SIGUIENTES
Hallar la molaridad de una disolución de ácido clórico de densidad 1,3 kg/l y del 45% de riqueza.
OTROS EJERCICIOS DE CONCENTRACIÓN DE LAS DISOLUCIONES QUE SE PROPONEN PARA TRABAJAR, CON LA RESOLUCIÓN:
EJERCICIO FQ3EE1898:
Hallar la cantidad de soluto necesaria para preparar 300 ml de una disolución de sal en agua al 35 % en masa y con una densidad de la disolución de ddisolución=1,15 g/cc.
IR AL ARTÍCULO QUE RESUELVE EL EJERCICIO: EJERCICIO RESUELTO FQ3EE1898 DE CONCENTRACIÓN DE LAS DISOLUCIONES PARA FÍSICA Y QUÍMICA DE SECUNDARIA
EJERCICIO FQ3EE1899:
En un matraz aforado de 250 cm3, se colocan 10 cm3 de etanol con una densidad (d=0,8 g/cm3) y a continuación se añade agua hasta tener un volumen total de disolución de 250 cm3. Calcular la concentración de la disolución expresada en g/L.
IR AL ARTÍCULO QUE RESUELVE EL EJERCICIO: EJERCICIO RESUELTO FQ3EE1899 DE CONCENTRACIÓN DE LAS DISOLUCIONES PARA FÍSICA Y QUÍMICA DE SECUNDARIA
EJERCICIO FQ3EE1900:
Se disuelven 20 gramos de hidróxido de sodio en 140 g de agua destilada. Calcular la concentración de la disolución en tanto por ciento en masa.
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EJERCICIO FQ3EE1901:
¿Qué cantidad de azúcar necesitamos para preparar medio litro de una disolución de agua azucarada al 20 % en masa con una densidad de la disolución de ddisolución=1,05 g/cc.?
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EJERCICIO FQ3EE1902:
La densidad del ácido acético (se encuentra en gran proporción en el vinagre, siendo el principal responsable de su sabor y olor) es de 1,049 g/cm3.
En un vaso de precipitados se introducen 15 ml de ácido acético y se añade agua hasta obtener un volumen total de disolución de 300 ml.
Hallar la concentración de la disolución en g/L.
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EJERCICIO FQ3EE1903:
Se disuelven en 190 g de agua, 25 gramos de sal.
a.- Hallar la concentración de la disolución en tanto por ciento en masa.
b.- ¿Se puede hallar con rigor la concentración en g/L?. Hallarla en cualquier caso haciendo las aportaciones oportunas.
IR AL ARTÍCULO QUE RESUELVE EL EJERCICIO: EJERCICIO RESUELTO FQ3EE1903 DE CONCENTRACIÓN DE LAS DISOLUCIONES PARA FÍSICA Y QUÍMICA DE SECUNDARIA
EJERCICIO FQ3EE1905:
Tomamos 50 ml de una disolución de cloruro sódico en agua con una concentración de 15 g/L, y la evaporamos completamente en un matraz. Una vez evaporada añadimos agua hasta completar un volumen de 350 ml.
Hallar la concentración de la nueva disolución en g/L.
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EJERCICIO FQ3EE1990:
La molaridad es una medida de concentración de las disoluciones muy usada en química aplicada y en cursos superiores de enseñanzas medias. Corresponde a la relación entre los moles de soluto y los litros de la disolución. De hecho, la fórmula para esta medida de la concentración:
Donde además aportamos la información, que debe ser conocida en estos niveles, que el número de moles es igual a los gramos de soluto entre la masa molecular del soluto.
Tenemos en el laboratorio dos muestras de ácido clorhídrico (HCl) de concentraciones respectivas 1 M (molaridad igual a 1) y 3M (molaridad igual a 3).
Si tomamos 100 ml de la primera disolución y 300 ml de la segunda, ¿cuál es la molaridad de la disolución resultante?
IR AL ARTÍCULO QUE RESUELVE EL EJERCICIO: EJERCICIO RESUELTO FQ3EE1900 DE CONCENTRACIÓN DE LAS DISOLUCIONES PARA FÍSICA Y QUÍMICA DE SECUNDARIA
EJERCICIO FQ1B1505:
¿Cuántos gramos de HCl hay en 100 ml de una disolución de HCl del 80% en peso y de d = 1,5 gr / ml ?
IR AL ARTÍCULO CON LA SOLUCIÓN DEL EJERCICIO: RESOLUCIÓN DEL EJERCICIO FQ1BE1505 DE USO DE FACTORES DE CONVERSIÓN EN CÁLCULOS CON DISOLUCIONES
133 DISOLUCIONES V4
ASPECTOS FORMALES PARA DOCENTES:
SE PRETENDE CON ESTA DINÁMICA EL DESARROLLO DE LAS COMPETENCIAS:
- COMPETENCIA MATEMÁTICA Y EN CIENCIA, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA (STEM), concretamente los DESCRIPTORES OPERATIVOS STEM1 , STEM2 , STEM4
- COMPETENCIA EN COMUNICACIÓN LINGÜÍSTICA (CLL), concretamente los DESCRIPTORES OPERATIVOS CCL2 , CCL3.
- COMPETENCIA DIGITAL (CD), concretamente el DESCRIPTOR OPERATIVO CD1 y CD3
- COMPETENCIA EMPRENDEDORA (CE), concretamente el DESCRIPTOR OPERATIVO CE1
- COMPETENCIA PERSONAL, SOCIAL Y DE APRENDER A APRENDER (CPSAA), concretamente el DESCRIPTOR OPERATIVO CPSAA1.1 , CPSAA4 , CPSAA5
- COMPETENCIA PLURILINGÜE, concretamente los DESCRIPTORES OPERATIVOS CP1 , CP2
PODRÍA INTERESAR LA VISITA AL SIGUIENTE ARTÍCULO DEL PROYECTO, DONDE SE DESARROLLAN LAS ASIGNATURAS DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SECUNDARIA Y BACHILLERATO: