UNIDAD 2 ASPECTOS ANALITICOS DE MEZCLAS Estoy bien, estudio bien
ASPECTOS ANALITICOS DE MEZCLAS
PRESENTACIÓN DE LA UNIDAD Con la presente unidad se busca que el estudiante conozca los principios básicos para diferenciar las sustancias entre sí y su composición. Además, establecer las características que permitan diferenciar un material de otro.
OBJETIVOS – PROBLEMAS ¿Cuáles son los componentes del sistema material? ¿En qué proporción se encuentran los materiales que componen un sistema? ¿Cuáles son las características de un sistema material?
REFERENTES TEÓRICOS SOLUCIONES QUÍMICAS:
Las soluciones son sistemas homogéneos formados básicamente por dos componentes. Solvente y Soluto. El primero se encuentra en menor proporción. La masa total de la solución es la suma de la masa de soluto más la masa de solvente. Las soluciones químicas pueden tener cualquier estado físico. Las más comunes son las líquidas, en donde el soluto es un sólido agregado al solvente líquido. Generalmente agua en la mayoría de los ejemplos. También hay soluciones gaseosas, o de gases en líquidos, como el oxígeno en agua. Las aleaciones son un ejemplo de soluciones de sólidos en sólidos.
La capacidad que tiene un soluto de disolverse en un solvente depende mucho de la temperatura y de las propiedades químicas de ambos. Por ejemplo, los solventes polares como el agua y el alcohol, están preparados para disolver a solutos iónicos como la mayoría de los compuestos inorgánicos, sales, óxidos, hidróxidos. Pero no disolverán a sustancias como el aceite. Pero este si podrá disolverse en otros solventes como solventes orgánicos no polares. CONCENTRACION: La concentración es la relación que existe entre la cantidad de soluto y la cantidad de solución o de solvente. Esta relación se puede expresar de muchas formas distintas. Una de ellas se refiere a los porcentajes. Porcentaje masa en masa o peso en peso, (%m/m): Es la cantidad en gramos de soluto por cada 100 gramos de solución. Ej: Una solución 12% m/m tiene 12 gramos de soluto en 100 gramos de solución. Porcentaje masa en volumen (%m/v): Es la cantidad en gramos de soluto por cada 100 ml de solución. Aquí como se observa se combina el volumen y la masa. Ej: Una solución que es 8% m/v tiene 8 gramos de soluto en 100 ml de solución.
Fórmula: Porcentaje volumen en volumen (%v/v): Es la cantidad de mililitros o centímetros cúbicos que hay en 100 mililitros o centímetros cúbicos de solución. Ej: Una solución 16% v/v tiene 16 ml de soluto por 100 ml de solución. Fórmula: Otras formas son la Molaridad, la Normalidad y la Molalidad. Es bueno recordar antes el concepto de mol. El mol de una sustancia es el peso molecular de esa sustancia expresada en gramos. Estos datos se obtienen de la tabla periódica de los elementos. Sumando las masas de los elementos se obtienen la masa de la sustancia en cuestión. Molaridad: Es la cantidad de moles de soluto por cada litro de solución. Como fórmula: M = n/V M = M: Molaridad. n: Número de moles de soluto. V: Volumen de solución expresado en litros. Normalidad: Es la cantidad de equivalentes químicos de soluto por cada litro de solución. Como fórmula: N = n eq/V N = Normalidad. n eq. : Número de equivalentes del soluto. V: Volumen de la solución en litros. Molalidad: Es la cantidad de moles de soluto por cada 1000 gramos de solvente. En fórmula: m = n/kgs solvente m = Molalidad. n: Número de moles de soluto por Kg = 1000 gramos de solvente o 1 kg de solvente. pH El pH (potencial de hidrógeno) es una medida de acidez o alcalinidad de una disolución. El pH indica la concentración de ioneshidronio [H3O+] presentes en determinadas sustancias. La sigla significa "potencial de hidrógeno" (pondus Hydrogenii o potentia Hydrogenii; del latín pondus, n. = peso; potentia, f. = potencia; hydrogenium, n. = hidrógeno). Este término fue acuñado por el químicodanés Sørensen, quien lo definió como el logaritmo negativo en base 10 de la actividad de los iones hidrógeno. Esto es:
Desde entonces, el término "pH" se ha utilizado universalmente por lo práctico que resulta para evitar el manejo de cifras largas y complejas. En disoluciones diluidas, en lugar de utilizar la actividad del ion hidrógeno, se le puede aproximar empleando la concentración molar del ion hidrógeno. Por ejemplo, una concentración de [H3O+] = 1 × 10–7 M (0,0000001) es simplemente un pH de 7 ya que: pH = –log[10–7] = 7
La escala de pH típicamente va de 0 a 14 en disolución acuosa, siendo ácidas las disoluciones con pH menores a 7 (el valor del exponente de la concentración es mayor, porque hay más iones en la disolución), y alcalinas las que tienen pH mayores a 7. El pH = 7 indica la neutralidad de la disolución (cuando el disolvente es agua). DEFINICION El pH se define los iones hidrógeno:
como
el logaritmo negativo
de
base
10
de
la actividad de
Se considera que p es un operador logarítmico sobre la concentración de una solución: p = –log[...] , también se define el pOH, que mide la concentración de iones OH−. Puesto que el agua está adulterada en una pequeña extensión en iones OH– y H3O+, tenemos que: K(constante)w(water; agua) = [H3O+]·[OH–]=10–14 en donde [H3O+] es la concentración de iones hidronio, [OH−] la de iones hidroxilo, y Kw es una constante conocida como producto iónico del agua, que vale 10−14. Por lo tanto, log Kw = log [H3O+] + log [OH–] –14 = log [H3O+] + log [OH–] 14 = –log [H3O+] – log [OH–] pH + pOH = 14 Por lo que se puede relacionar directamente el valor del pH con el del pOH. En disoluciones no acuosas, o fuera de condiciones normales de presión y temperatura, un pH de 7 puede no ser el neutro. El pH al cual la disolución es neutra estará relacionado con la constante de disociación del disolvente en el que se trabaje.
ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE DE LA UNIDAD Guía de Aprendizaje No. 2. Explorando las Soluciones. Foro: Hablemos de Ciencias. Evaluación No.2
RECURSOS PARA EL APRENDIZAJE Computador Acceso a internet
BIBLIOGRAFIA Textos y páginas de consulta Química I Santillana. Cesar Humberto Mondragón, Luz Yadira Peña Gómez, Martha Sánchez de Escobar. Bogotá. Ed. Santillana, 2001