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PRINCESS ANNE SCHOOL GUÍA DE QUÍMICA = PRIMERA UNIDAD =SEGUNDO MEDIO ¿Qué es una mezcla? Cuando se combinan dos o más sustancias, ya sean elementos o compuestos, en cantidades variables y que no se combinan químicamente, hablamos de mezclas. La materia que nos rodea, en su gran mayoría, corresponde a mezclas de diferentes sustancias, como por ejemplo, el agua de mar, la tierra y el aire. Las mezclas están formadas por una sustancia que se encuentra en mayor proporción llamada fase dispersante; y otra u otras, en menor proporción denominada fase dispersa. Tipos de mezclas Las mezclas no tienen siempre la misma composición, propiedades o apariencia debido a que la distribución de sus componentes varía dentro de la misma. De acuerdo con el tamaño de las partículas de la fase dispersa, las mezclas pueden ser clasificadas como homogéneas o heterogéneas. En las mezclas homogéneas, sus componentes se encuentran mezclados uniformemente, formando una sola fase; en cambio, en las mezclas heterogéneas, los componentes no están mezclados uniformemente, formando varias fases. Las mezclas pueden ser de dos tipos: Mezclas Homogéneas. Cuando los componentes mezclados se unen de tal manera que no son identificables a simple vista, solo es posible ver una fase. Por ejemplo tenemos como resultado una masa homogénea cuando amasamos una masa para tarta. Mezclas Heterogéneas. Los elementos mezclados no forman un todo igual, es lo contrario de homogéneo porque podemos ver los diferentes elementos de la mezcla en ella. Un ejemplo claro de una mezcla heterogénea es una ensalada, ya que sus ingredientes son distintos entre sí. Mezclas Homogéneas Las disoluciones químicas Las disoluciones o soluciones químicas son mezclas homogéneas, las cuales se componen de un soluto y un disolvente. Aquellas disoluciones donde el disolvente es agua se denominan Soluciones o disoluciones acuosas. Una DISOLUCIÓN es una mezcla homogénea y uniforme, formada por dos o más sustancias puras en proporción variable. En una disolución, el componente que está en mayor cantidad se llama solvente o disolvente, y el de menor cantidad se llama soluto. Algunos ejemplos son: Estas son muy importantes desde el punto de vista químico, ya que el agua es capaz de disolver un gran número de sustancias. Por ejemplo, el suero fisiológico es una disolución acuosa constituida por diferentes sustancias; entre ellas, el cloruro de sodio. Un aspecto importante en el proceso de formación de una disolución es el de las atracciones intermoleculares que mantienen unidas a las moléculas en líquidos y sólidos. Cuando una sustancia (soluto) se disuelve en otra (disolvente), las partículas del primero se dispersan de manera uniforme en el disolvente, proceso que puede ser acelerado mediante la agitación de la mezcla. Las partículas del soluto ocupan posiciones que estaban pobladas por moléculas del disolvente; esto se lleva a cabo en tres etapas, ALEACIÓN: Son mezclas homogéneas de dos metales, o de un metal y otra sustancia (disoluciones sólidas). Por ejemplo: ACERO = Hierro (Fe) + Carbono (C ), BRONCE = Cobre (Cu) + Estaño (Sn), LATÓN = Cobre (Cu) + Cinc (Zn). El producto que se obtiene tiene propiedades diferentes, por ejemplo, el acero es más duro que el hierro Clasificación de las soluciones de acuerdo a su concentración: DISOLUCIONES DILUIDAS, CONCENTRADAS Y SATURADAS La concentración de una disolución es la cantidad de soluto que hay diluido en una determinada cantidad de disolvente o en una determinada cantidad de disolución. Este concepto es de vital importancia para mantener el mismo sabor en las bebidas, las mismas propiedades en las aleaciones lo mismo en la sangre, que debe tener una concentración de glucosa constante _ Disolución diluida; se presenta cuando tiene poca cantidad de soluto respecto al disolvente, es decir, cuando es muy poco concentrada. _ Disolución concentrada: cuando la proporción de soluto es grande. _ Disolución saturada: cuando tiene tanto soluto que ya no sería posible disolver más cantidad en la disolución; tiene la concentración máxima para ese soluto. - Solución insaturada: mezcla en que no se alcanza el valor de solubilidad - Solución sobresaturada: Se sobrepasa ligeramente el valor de solubilidad Mezclas heterogéneas: Heterogéneas propiamente tal Suspensiones: Mezclas heterogéneas cuya fase dispersa es un sólido, y su fase dispersante, un líquido. El diámetro de las partículas sólidas en una suspensión es mayor a 1 · 10-5 cm. En estas mezclas, la fuerza de gravedad domina sobre las interacciones entre las partículas, provocando la sedimentación de estas y observándose claramente dos fases. Coloides: Mezclas las cuales la fase dispersante es insoluble en la fase dispersa. Es decir, no se distribuyen uniformemente en el medio y, por tanto, forman dos o más fases. Las partículas coloidales presentan diámetros que se encuentran en el rango 1 · 10-5 a 1 · 10-7 cm. Estas mezclas presentan una propiedad óptica llamada efecto Tyndall en honor al científico británico John Tyndall, que consiste en la difracción de los rayos de luz que pasan a través de un coloide. Este efecto se puede observar, por ejemplo, cuando la luz emitida por los focos de los vehículos pasa a través de la neblina, o cuando los rayos del sol pasan a través de las partículas de polvo suspendidas en el aire. Un coloide es una mezcla heterogénea que dispersa la luz Solubilidad. ¿Qué es la solubilidad? Cuando preparamos una disolución acuosa, lo que hacemos comúnmente es agregar un soluto en agua y luego agitar para homogeneizar la mezcla. No obstante, ¿cuánto soluto se podrá agregar a un disolvente para no sobresaturar la disolución? La solubilidad se define como la máxima cantidad de soluto que se puede disolver en una cantidad determinada de disolvente, a una temperatura específica. Cuando agregamos paulatinamente azúcar al agua, a temperatura constante y agitando continuamente, llegará un momento en que el agua no podrá disolver más azúcar. Se dice que ha alcanzado su punto de saturación o que es una disolución saturada, en la que cualquier cantidad adicional de soluto que se agregue precipitará al fondo del vaso o cristalizará. Clasificación de soluciones según la solubilidad: El concepto de solubilidad se utiliza con frecuencia de modo relativo. Una sustancia puede ser muy soluble, moderadamente soluble o insoluble. Aunque estos términos no indican cuánto soluto se disuelve, se emplean para describir cualitativamente la solubilidad. Pero en el caso de los líquidos, se recurre a términos más específicos: miscible e inmiscible. Aquellos líquidos que pueden mezclarse y formar una disolución acuosa son sustancias miscibles (agua y alcohol), y los líquidos que no forman disoluciones o son insolubles entre sí se denominan inmiscibles (agua y aceite). Soluciones saturadas, insaturadas y sobresaturadas Factores que afectan la solubilidad Se puede verificar que la solubilidad de los solutos varía al aumentar la temperatura del agua. La solubilidad de una sustancia en un determinado disolvente depende de los siguientes factores: la naturaleza química del soluto y del disolvente, la temperatura y la presión. a) La naturaleza del soluto y del disolvente La solubilidad es mayor entre sustancias cuyas moléculas son análogas, eléctrica y estructuralmente. Cuando existe semejanza en las propiedades eléctricas del soluto y disolvente, las fuerzas intermoleculares son fuertes, favoreciendo la disolución de una en otra. Debido a que el agua es una molécula polar, disuelve solutos polares, como el alcohol (alcohol etílico), la acetona (propanona) y las sales inorgánicas (por ejemplo, cloruro de sodio). Por la misma razón, la gasolina, debido al carácter apolar de sus moléculas, es un buen disolvente de solutos apolares, como, por ejemplo, el aceite, el benceno y el tetracloruro decarbono. b) La temperatura - . Solubilidad de los sólidos y la temperatura: Al aumentar la temperatura se facilita el proceso de disolución de un soluto en el disolvente. Por ejemplo, si intentas disolver sacarosa (C12H22O11) en agua, esta será más soluble en caliente que en frío. Sin embargo, hay otras sustancias, como la sal común (NaCl), en que la solubilidad apenas varía con la temperatura (gráfico 1), y otras, como el carbonato de litio (Li2CO3), que son menos solubles al incrementar la temperatura. Solubilidad de los gases y la temperatura A diferencia de lo que sucede con los sólidos, la solubilidad de los gases en agua suele disminuir al aumentar la temperatura de la disolución, pues las moléculas del gas, al poseer mayor energía cinética, tienden a volatilizarse. c) La presión La presión no afecta notablemente la solubilidad de los solutos sólidos y líquidos, pero sí la de los solutos gaseosos. Al aumentar la presión en una disolución cuyo soluto es un gas, se produce un incremento en la solubilidad del gas en el disolvente. En las zonas de alta montaña, donde la presión atmosférica es menor que a nivel del mar, la solubilidad del oxígeno en la sangre disminuye. Por esto, en ocasiones, los alpinistas necesitan utilizar bombas que le suministre oxígeno a la presión requerida por el organismo. Aplicación 1. Identifica el tipo de mezcla, anotando dentro del paréntesis (HO) si es una mezcla homogénea y (HE) si es una mezcla heterogénea. II.- Encierre en un círculo la alternativa correcta. 1. Una mezcla de tipo homogénea puede ser: I. Jugo en polvo más agua II. Aceite más vinagre III. Humo IV. Café más agua Es o son correcta (s): a) Solo I b) Solo I y II c) Solo II y II d) Solo I y IV e) Solo I, III y IV 2. Respecto de la solubilidad de los gases en agua es verdad lo siguiente: a) Aumenta con la temperatura b) Son fácilmente solubles en agua c) Aumenta con la presión d) No se disuelven en agua e) Ninguna de las anteriores 3. “Mezcla homogénea formada por dos o más sustancias sin que haya reacción entre ellas”. Esta es: a) Soluto. b) Disolvente. c) Agua. d) Disolución. e) Aleación. 4. Las aleaciones metálicas son mezclas a) Homogéneas líquidas b) Heterogéneas sólidas c) Homogéneas sólidas d) Heterogéneas sólidas e) Coloides sólidas. 5. ¿Cuáles de los siguientes ejemplos pueden considerarse como disoluciones químicas? I. Agua mineral. II. Vinagre comercial. III. Salmuera. a) Solo I b) Solo II c) Solo III d) Solo II y III e) Todas 8. En las mezclas, es falso lo siguiente a) Los volúmenes de los componentes son aditivos (soluto + solvente) b) Halla dos fases en las mezclas soluciones c) Los coloides son un tipo de mezcla heterogénea d) Las monedas son un ejemplo de mezclas e) Las mezclas acuosas son las más abundantes 9. En las disoluciones es difícil separar el componente minoritario por filtración debido a que el soluto a) Es insoluble en agua b) Se disuelve hasta un nivel atómico o molecular c) Se atrae con el filtro d) Reacciona con el solvente e) Es insoluble. 10. La solubilidad de una sustancia es: a) La facilidad de disolución que tiene un soluto b) La máxima cantidad de soluto que se disuelve en cierto volumen c) El volumen de solvente a disolver d) La concentración de una solución insaturada e) La cantidad de solvente usado para disolver el soluto 11. La solubilidad de un soluto en un solvente depende de: I. Temperatura II. Naturaleza del soluto III. Naturaleza del solvente a) Solo I b) Solo II y III c) Solo II y III d) Solo III e) Todas son correctas 12. Una solución que alcanza el valor de solubilidad se clasifica como: a) Insoluble b) Saturada c) Sobresaturada d) Soluble e) Inmiscible 13. Un compuesto X presenta un valor de solubilidad de 50 gr/lt en agua Se agrega bajo ciertas condiciones, 101, gr. de X en 2 lt de agua para formar una mezcla homogénea. Podemos observar que I. Se forma una suspensión. II. La mezcla queda sobresaturada III. Sedimentan 50 gr de X. a) Solo I b) Solo I y II c) Solo II d) I, II y III. e) Ninguna 14. En la mezcla aire, el solvente es a) Nitrógeno b) Dióxido de carbono c) Oxígeno d) Hidrógeno e) Argón 16 Se mezcla viruta de acero, azúcar, aceite, alcohol y agua ¿cuantas fases se observan? a) 3 b) 4 c) 2 d) 5 e) 1 17. Tipo de disolución en la que es posible agregar mayor cantidad de soluto sin producir la saturación. a) Heterogénea b) Saturada c) Insaturada d) Sobresaturada e) Homogénea 18. ¿Cuál de los siguientes ejemplos corresponde a una disolución sólido-sólido? a) La Tierra. b) Acero. c) El oro d) El suelo e) Arena y sal 19. Una mezcla de tipo homogénea puede ser: I. Jugo en polvo más agua II. Aceite más vinagre III. Humo IV. Café más agua Es o son correcta (s): a) Solo I b) Solo I y II c) Solo II y III d) Solo I y IV e) Solo I, III y IV 20. La siguiente es una mezcla solución sólida a) Arena b) Mármol c) Madera d) Bronce e) Adobe 21. Un coloide es una disolución que, por el tamaño de las partículas que posee, se ubica entre las suspensiones y las soluciones verdaderas. Las disoluciones coloidales están constituidas por: I. Una fase inorgánica y una orgánica. II. Una fase líquida y una fase sólida. III. Una fase dispersa y una fase dispersante. a) Solo I b) Solo II c) Solo III d) Solo II y III e) I, II y III 22. En las mezclas, es falso que: a) Los volúmenes de los componentes son aditivos b) La gelatina es un ejemplo de mezcla coloidal c) En una mezcla homogénea puede haber dos o más fases d) Las monedas son un ejemplo de mezclas e) Las mezclas acuosas son las más abundantes 23. En las disoluciones es difícil separar el componente minoritario por filtración debido a que el soluto a) Es insoluble en agua b) Se disuelve hasta un nivel atómico o molecular c) Se atrae con el filtro d) Reacciona con el solvente e) Es insoluble. 23. En la mezcla aire, el solvente es a) Nitrógeno b) Dióxido de carbono c) Oxígeno d) Hidrógeno e) Argón 24. El orden de tamaño de las partículas para las siguientes mezclas seria a) Solución > coloide > mezcla heterogénea b) Coloide > solución> suspensión c) Disolución > suspensión> mezcla heterogénea d) Disolución > mezcla heterogénea > coloide e) Mezcla heterogénea > suspensión > disolución 25. Se mezcla viruta de acero, azúcar, aceite, alcohol y agua ¿cuantas fases se observan? a) 3 b) 4 c) 2 d) 5 e) 1 26. Indique la característica que no corresponde al de una mezcla solución I. Su composición es uniforme II. Se pueden separar los componentes por filtración III. Las encontramos en los tres estados naturales a) Solo I b) Solo II c) Solo III d) Solo I y II e) Solo I y III 27. Un ejemplo de disolución gas-líquido es: a) La bebida gaseosa. b) El latón. c) El azúcar en agua. d) La neblina. e) El aire. 28. ¿Qué significa que una mezcla sea homogénea? a) Que ambos son líquidos b) Que hay una fase dispersa y otra dispersante c) Que la mezcla tiene un aspecto uniforme d) Que los componentes de la mezcla se visualizan a simple vista e) Ninguna anterior 29. Componente de la disolución presente en Mayor cantidad o proporción. a) Disolución b) Solvente c) Soluto d) Fases dispersa e) Coloide 30.Disolvente más común en las disoluciones a) Aceite b) Alcohol c) Agua d) Petróleo e) Salmuera III.- Desarrollo 1. La solubilidad del cloruro de potasio es 100 gr/lt .de agua Clasifique las siguientes mezclas preparadas de acuerdo a la solubilidad: a) Se disuelve 100,6 gr KCl en 1 lt de agua: ___________________________ b) 88 gr KCl en 1 lt de agua: ___________________________ 2. En el envase de algunos jugos en polvo se indica “disolver en un litro de agua”. Si se sigue esta indicación, ¿qué tipo de solución se formaría? 4. Se mezcla 30 gr. de sal con 200 gr. de agua. Indique a) Masa de soluto____________ b) Masa de solvente__________ c) Masa de solución_____________ d) Porcentaje % m/m____________
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