EL AGUA COMO SOLVENTE

¿DE QUÉ SUSTANCIA SE TRATA?:

ACTIVIDAD EXPERIMENTAL: 
AGUA COMO SOLVENTE

OBJETIVO: Comprobar el comportamiento del agua como solvente de diferentes solutos.

MATERIALES Y SUSTANCIAS:

Gradilla con tubos de ensayo.                                                      Agua

Goteros                                                                                          Cloruro de sodio NaCl.

Espátulas                                                                                        Azúcar de mesa C₁₂H₁₁O₂₂.

                                                                                                        Solvente orgánico DISAN

                                                                                                        Naftalina C₁₀H₈

                                                                                                        Alcohol etanol.

NOTA: Antes de comenzar la actividad, presta atención a las medidas de seguridad para cada sustancia.

PROCEDIMIENTO:

1. Tomar 5 tubos de ensayo y en cada uno agregar aproximadamente 20 gotas de agua (1mL).
2. Tomar una punta de espátula de cloruro de sodio y agregar a uno de los tubos con agua. Agitar y observar.
3. Repetir el paso dos con el azúcar y la naftalina en otros dos tubos. Observar.
4. Tomar el cuarto tubo y agregar unas 20 gotas de alcohol. Agitar y observar.
5. Repetir el paso cuatro agregando ahora en otro tubo con agua el solvente orgánico.

OBSERVACIONES: 
Completar el cuadro:

	SOLVENTE SOLUTO OBSERVACIÓN

CONCLUSIONES:

1. ¿Qué tipo de compuesto es el cloruro de sodio? ¿Qué tipo de enlace químico presenta?
2. Si una representación muy sintética del azúcar es R—OH, ¿encuentras alguna similitud con la estructura química del agua?
3. Observando los resultados obtenidos ¿qué predicción harías acerca de la disolución del cloruro de sodio en DISAN? ¿y del naftaleno en DISAN?

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ACTIVIDAD EXPERIMENTAL:

ANÁLISIS CUALITATIVO DE IONES EN AGUA

OBJETIVO:

Reconocer la presencia de cloruros, sulfatos, carbonatos, calcio y sustancia orgánica en distintas muestras de agua.

MATERIALES:                                SUSTANCIAS:

Tubos de ensayo                                  Ácido nítrico

Gradilla                                                Nitrato de plata

Cuentagotas                                         Amoníaco

Varilla de vidrio                                  Cloruro de bario

Papel tornasol                                     Oxalato de amonio

                                                            Agua de cal

                                                            Zinc

                                                            Ácido clorhídrico

                                                            Ácido sulfúrico

                                                            Permanganato de potasio

PROCEDIMIENTO:

1. Poner en cinco tubos de ensayo 2mL del agua a investigar.

2. INVESTIGACIÓN DE CLORUROS:
2.1. Acidular el agua con unas gotas de ácido nítrico, para evitar la formación de carbonatos.

2.2. Agregar 2 gotas de nitrato de plata y observar.

2.3. Pasar la mitad del precipitado a otro tubo de ensayo.

2.4. Agregar en este amoníaco. Observar.

3. INVESTIGACIÓN DE SULFATOS:

3.1. Acidular con unas gotas de ácido nítrico.

3.2. Agregar 2 gotas de cloruro de bario y observar.

3.3. Pasar la mitad del precipitado a otro tubo de ensayo.

3.4. Agregar en este amoníaco. Observar.

4. INVESTIGACIÓN DE CALCIO:

4.1. Agregar gota a gota oxalato de amonio. Observar la formación de precipitado.

4.2. Pasar la mitad a otro tubo de ensayo y disolver el precipitado con ácido nítrico.

5. INVESTIGACIÓN DE CARBONATOS:

5.1. Hervir el agua, si aparece precipitado u opalescencia, filtrara y seguir con el filtrado.

5.2. Colocar el agua hervida en un tubo de ensayo, agregarle una granalla de cinc y unas gotas de ácido clorhídrico. Tapar inmediatamente con el tapón que tiene el tubo de desprendimiento cuyo extremo debe estar sumergido en el agua de cal del tubo 2. Observar.

6. INVESTIGACIÓN DE SUSTANCIA ORGÁNICA.

6.1. Acidular el agua con unas gotas de ácido sulfúrico.

6.2. Agregar unas gotas de permanganato de potasio. Observar si se decolora.

    

ESTEQUIOMETRÍA

Para resolver las siguientes situaciones:

1º) Plantea la ecuación química que representa la reacción química que se relata. Puedes verificar las fórmulas de reactivos y productos en INTERNET.

2º) Iguala la ecuación química.

3º) Realiza un cuadro que muestre las relaciones cuantitativas entre reactivos y productos en masa y en cantidad de sustancia.

4º) Plantea la regla de tres que te lleve a la respuesta. 

NOTA: En algunos casos deberás tener presente que el volumen molar de un gas ideal a P.T.N. es 22,4 litros.

CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS

1  1.   Calcular la masa de amoníaco producido a partir de 280,0 gramos de dinitrógeno en la reacción con suficiente cantidad de dihidrógeno.

    2.    En el laboratorio se puede obtener gas dioxígeno por termólisis de clorato de potasio, obteniéndose, además cloruro de potasio. ¿Qué masa de dioxígeno se obtiene a partir de 8,0 gramos de clorato de potasio?

    3. Se quieren obtener 200 gramos de sulfato de sodio. Calcular:

a) la masa de ácido sulfúrico que se necesita.

b) los moles de hidróxido de sodio consumidos.

c) el número de moléculas de agua que se obtienen.

     4.  Cierta cantidad de ácido nitroso reacciona totalmente con 120,0 gramos hidróxido de calcio. Calcular:

a)   la masa de la sal formada.

b)   la cantidad química de agua formada.

     5. a) ¿Cuántos gramos de cinc se necesitan para reaccionar con ácido clorhídrico y producir el dihidrógeno necesario para llenar un globo de 11,2 litros a Presión y Temperatura Normal (P.T.N.)?

b) ¿Cuántos gramos de cinc se necesitarían si se empleara ácido sulfúrico en lugar de ácido clorhídrico?

6. El carbonato de calcio reacciona con ácido clorhídrico para producir anhídrido carbónico, agua y cloruro de calcio. Si se trabaja con 1,0 gramos de carbonato de calcio y suficiente cantidad de ácido clorhídrico, calcular:

a) la masa de dióxido de carbono producida.

b) la cantidad química de ácido clorhídrico necesaria para producir la reacción.

c) las moléculas de agua obtenidas.

d) el volumen de dióxido de carbono producido a P.T.N.

7. Se hace reaccionar un mol de ácido perclórico con 32,0 gamos de hidróxido de magnesio. Determinar que reactivo está en exceso y expresar la cantidad en exceso en gramos y en moles.

 8. ¿Cuál es la masa máxima de cloruro férrico que puede producirse a partir de 50,0 gramos de sulfato férrico y 100,0 de cloruro de bario? También se forma sulfato de bario.

SOLUCIONES

RESOLVER:

1) En la etiqueta de una botella de amoníaco acuoso comercial (NH₃) se lee 70,72 %m/v.

   Calcular la concentración en g/L y Molaridad.

2) Se prepararon 150 mL de una solución disolviendo 13,5 gramos de glucosa (C6 H12 O6) en agua. Explicar cuál es el soluto y cuál es el solvente.Expresar la concentración de la solución de tres formas diferentes.

3) Las bebidas energizantes comenzaron a comercializarse en los años ´90, siendo la primera
 marca RED BULL. Una lata de 250mL contiene:

Cafeína   (C₈H₁₀N₄O₂) ….....0,080g

Sacarosa(C₁₂ H₂₂ O₁₁) …… 0,100g    

Taurina    (C₂H₇O₃SN) …......0,020g

a)    Calcular la concentración de cafeína en g/L.
b)    Hallar la concentración de azúcar en %m/V.
c)    Determinar la concentración de taurina en mol/L.

4) La Organización Mundial de la Salud y la Unión Europea han decidido colocar una etiqueta de advertencia a las bebidas energizantes que contienen cafeína (C₈H₁₀N₄O₂). A partir de 2004 todos los productos que contengan más de 150 miligramos de cafeína por litro deberán tener un aviso ubicado cerca del nombre que diga: «Alto contenido de cafeína». La mayoría de las bebidas energizantes que circulan en el mercado contienen 80 miligramos de cafeína por lata de 250 mL.

a¿Deberían llevar el aviso de advertencia las latas de bebida energizante que están a la venta? Justificar mediante cálculos.

b)Expresar la concentración de las latas que circulan en el mercado en molaridad.

c)Si se diseña una botella de 400 mL para una marca de bebida energizante nueva, ¿cuál será la masa en gramos de cafeína contenida en la botella para cumplir con el límite aceptable?

                                         

5) Un anticongelante para automóvil de 450 mL se compone de 44,5g de etilenglicol, 
C₂H₄ (OH)₂ y agua. Calcula la concentración de la solución en mol/L.

Si se extraen 200mL del frasco ¿cuál es su concentración en mol/L?

6) Se prepara una solución con 25,5 gramos de nitrato de potasio (KNO₃) y agua suficiente 
hasta obtener 100,0mL de la misma. Expresa la concentración de esta solución en mol/L y g/L.

¿Qué dato necesitaría para determinar el % en masa de la solución anterior?

7) Para desobstruir cañerías domésticas se utiliza una solución de soda cáustica que se puede preparar disolviendo 66g de hidróxido de sodio (NaOH) en agua hasta obtener 200mL de solución acuosa. Calcular la concentración en g/L, %m/V y molaridad.

8) En la etiqueta de un frasco de laboratorio se lee: “ácido sulfúrico, H₂SO₄   2,0 M”

a) ¿Qué información brinda la etiqueta del frasco?

b) ¿Con esos datos podemos saber el volumen o la cantidad de soluto contenidos dentro
      del frasco?

c) Si el frasco contiene 500 mL de solución, ¿cuántos moles de H₂SO₄ están disueltos?

   ¿A cuántos gramos de H₂SO₄ corresponde?
d) ¿Cuál es la concentración de la solución expresada en g/L? ¿Y en % m/V?

EMULSIONES

¿Qué es la mayonesa?

¿Qué es un MOL?

1.         Estudiar el siguiente texto:          

Aún las muestras más pequeñas que manejamos en el laboratorio contienen números enormes de átomos, iones o moléculas. Por ejemplo, una cucharadita de agua (unos 5mL) contiene 2 x 10²³ moléculas de agua. Resulta conveniente, entonces, tener una unidad especial para describir cantidades tan grandes de objetos.

En la vida cotidiana usamos unidades de conteo como docena y decena para manejar cantidades grandes. En Química la unidad para manejar entidades elementales, es decir átomos, moléculas, iones, electrones, es el  mol.

Un mol se define como la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos de carbono hay en 12 gramos de  carbono doce (¹²C). 

Así como kilogramo y metro son unidades de propiedades físicas, también mol es una unidad. El mol es la unidad para la magnitud denominada cantidad química o cantidad de sustancia, y su símbolo es n.

Mediante experimentos se ha determinado que el número de átomos que hay en 1 mol de ¹²C es 6,02 x 10²³ átomos. Este valor, 6,02 x 10²³ partículas/mol, recibe el nombre de Constante de Avogadro, en honor al científico italiano Amadeo Avogadro (1776-1856).

La Constante de Avogadro representa un número tan grande que es difícil imaginarlo. Si esparciéramos 6,02 x 10²³  bolitas, 602 000 trillones de bolitas, sobre toda la superficie terrestre, formaríamos una capa de casi 5 Km de espesor.

Ejemplos:

·         1 mol de átomos de ¹²C = 6,02 x 10²³ átomos de ¹²C.

·         1 mol de moléculas de H₂O = 6,02 x 10²³ moléculas de H₂O.

·         1 mol de iones de NO₃^- = 6,02 x 10²³ iones NO₃^- (nitrato).

2.       Resolver los siguientes ejercicios.

a)      ¿Cuántos átomos de carbono hay en 0,350 moles?

b)      ¿Cuántos átomos de hierro hay en 5 moles?

c)       ¿A cuántos moles corresponden 3 X 10³⁰ átomos de cobre?

d)      ¿Qué cantidad  de sustancia son 150.000 moléculas de agua?

3. Completar el siguiente cuadro sobre las siete magnitudes fundamentales del Sistema Internacional de Unidades:

MAGNITUD	UNIDAD	SÍMBOLO
Longitud
Masa
Temperatura
Intensidad de corriente eléctrica
Tiempo
Cantidad de sustancia
Intensidad luminosa

4.  Cuando se quiere contar un número grande de tornillos se recurre a una balanza. Se mide la masa del total y se divide entre la masa de un tornillo, obteniendo así en forma indirecta la cantidad de tornillos. De la misma manera se determina la cantidad de sustancia de una muestra. Se mide la masa en una balanza y se divide entre la masa de un mol de entidades elementales de esa muestra. A la masa, expresada en gramos, de 1 mol de una sustancia  se le denomina Masa Molar, su símbolo es  M y su unidad es g/mol.                              n = m
                                                               M

Con ayuda de la Tabla Periódica de los Elementos completar el siguiente cuadro:

Sustancia	Masa Molar (g/mol)	Cantidad química (mol)	Masa (g)	Número de entidades elementales
Dióxido de azufre, SO2				5,0 x 1030 moléculas
Gas metano, CH4		100 moles
Ácido ascórbico, C6H8O6			0,10g
Hierro, Fe			150g

5. Resolver:

a. ¿Cuál de las siguientes muestras contiene el mayor número de átomos? 

  ü                  1,0 g de oro

               1,0g helio

                          1,0g de cobre

b. Una hoja de afeitar contiene un total de 8,4x10²¹ átomos, de los cuales 57% son átomos de hierro, 14% son átomos de cromo y 29% son átomos de carbono.

¿Qué masa de carbono tiene la hoja?

c. Un nuevo modelo de auto es galardonado por la baja emisión de dióxido de carbono: 132g por kilómetro recorrido. ¿Qué cantidad de moléculas de dicho gas libera en un viaje de 100Km?

d. ¿Qué cantidad química contiene una bolsa de 1kg de azúcar?   (Sacarosa: C₁₂H₂₂O₁₁)

e. ¿Cuál es la masa molar de un compuesto en el que 0,142 mol poseen una masa de  2,55 gramos? ¿Se trata de H₂O, CH₄, HF, NH₃?

 f. Una muestra de una aleación está formada por: 64,0g de oro,  23,0g de cobre  y  9,8g de magnesio.  ¿Cuál de los metales está presente en la aleación con mayor número de átomos?

g. Se tiene un frasco tapado y sellado sin etiquetar, en el que se sabe se colocaron  0,50 mol de una sal. Se duda si corresponde a los frascos que contienen dicromato de potasio, K₂Cr₂O_7, permanganato de potasio, KMnO₄, o sulfato cúprico pentahidratado CuSO₄^. 5H₂O. Se sabe que la masa del frasco vacío es de 15,00g y lleno es de 173,00g. ¿Qué sal contiene el frasco?