Práctica Dirigida De Química Unmsm Tema: Sistemas Dispersos

PRÁCTICA DIRIGIDA DE QUÍMICA UNMSM TEMA: SISTEMAS DISPERSOS

SISTEMAS DISPERSOS Los sistemas dispersos son mezclas de dos o más sustancias simples o compuestas en la que una fase es dispersa o discontinua, generalmente en menor cantidad, y otra es dispersante o continua, generalmente en mayor proporción.

Clasificación de los sistemas Dispersos Existen diferentes criterios para clasificar las dispersiones. Uno de ellos es el tamaño de las partículas de la fase dispersa, que nos permite agrupar a los sistemas dispersos en: suspensiones, coloides y soluciones.

1. SUSPENSI N Las suspensiones se definen como dispersiones heterogéneas, donde la sustancia dispersada, sedimenta fácilmente, al encontrarse en reposo. El tamaño de sus partículas es mayor de 100 nm. Se puede separar a través de filtración, decantación, etc. Ejemplos: jarabes, tinta china, agua turbia mylanta, leche de magnesia, etc.

2. COLOI OLOID DE Son mezclas intermedias entre las soluciones y las dispersiones. Sistemas en los que un componente se encuentra disperso en otro, pero las entidades dispersas son mucho mayores que las moléculas del disolvente. El tamaño de las partículas dispersas está en el rango de 10 a 100 nm. Sus partículas no se pueden apreciar a simple vista, se encuentran en movimiento continuo sin sedimentar. Ejemplos: la gelatina, niebla, humo, mayonesa, clara clara de huevo, etc. Entre las propiedades generales de los coloides tenemos: 

Efecto Tyndall: Se conoce como efecto Tyndall, al fenómeno a través del cual se hace presente la existencia de partículas de tipo coloidal en las disoluciones o también en gases, debido a que éstas son capaces de dispersar a la luz.



Movimiento Browniano: Las partículas dispersas en sistemas coloidales se mueven constantemente en zigzag, este movimiento se debe a choques que se dan entre las partículas que forman el medio dispersante y las fase dispersa al cual denominamos movimiento browniano.

3. SOLU SOLUCI CIÓN ÓN Son mezclas homogéneas de dos o más sustancias puras en proporción variable en la que cada porción analizada presenta la misma característica ya que los solutos se dispersan uniformemente en el seno del disolvente. Los componentes de una solución no se pueden visualizar debido a que los solutos adquieren el tamaño de átomos, moléculas o iones Ejemplo; Analicemos una porción de agua de mar:

Se observa que el agua de mar contiene gran número de solutos y un solo solvente. En general:

Solución = 1STE+ STO(1) + STO(2)+………. Para que al mezclar dos o más sustancias puras se forme una solución es necesario que exista una afinidad entre el soluto y el solvente, con lo cual se concluye que lo semejante disuelve lo semejante.

Observación: Generalmente una solución se forma de dos sustancias una de ellas llamada soluto y la otra solvente o disolvente. A) Soluto: Es la sustancia disuelta en una solución, por lo regular está presente en menor cantidad que el disolvente. di suelve B) Solvente o disolvente; Es la sustancia que disuelve al soluto; por lo general presente en mayor cantidad que el soluto. Página | 1

“Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria”

CLASIFICACIÓN DE LAS SOLUCIONES A. SEGÚN EL ESTADO FÍSICO El estado físico de una disolución lo define el solvente. Solución Solvente Soluto Sólido Sólido

Sólido

Líquido

Gaseoso Sólido

Líquido

Líquido Líquido

Gas Sólido Gas

Gas

Líquido Gas

Ejemplo Acero (C en Fe) Bronce (Sn en Cu) Latón (Cu en Zn) Amalgama de oro (Hg en Au) Amalgama de plata (Hg en Ag) Oclusión de hidrógeno en platino Soda cáustica (NaOH en H2O) Salmuera (NaCl en H 2O) Vinagre (CH3COOH en H2O Aguardiente (Etanol en H2O) Kerosene Formol (HCHO en agua) Ácido clorhídrico (HCl en agua) Bebidas gasificadas Vapor de I 2 en aire Vapor de naftalina en aire Aire húmedo Gas natural Aire seco

en forma experimental. Una solución saturada, es aquella que contiene disuelto la máxima cantidad de soluto a una cierta temperatura

¿DE QUÉ FACTORES SOLUBILIDAD?   

DEPENDE

LA

Naturaleza del soluto solvente. Temperatura Presión (en especial para los solutos gaseosos)

CURVAS DE SOLUBILIDAD Se construye con datos experimentales y permite observar la variación de la solubilidad de los solutos en el agua en función ala temperatura.  La solubilidad de los solutos sólidos por lo general aumenta con el aumento de la temperatura  La solubilidad de los gases disminuyen al aumentar la temperatura, pero aumenta al aumentar la presión.

B. SEGÚN SU CONCENTRACIÓN De acuerdo a la cantidad de soluto disuelto, las soluciones son: CONCENTRACI N DE UNA SOLUCI N 

SOLUCIÓN DILUIDA: Solución con poca



SOLUCIÓN CONCENTRADA: Solución con



SOLUCIÓN SATURADA: Solución que no



cantidad de soluto.

mucha cantidad de soluto. admite más soluto disuelto. SOLUCIÓN SOBRESATURADA: Solución

que contiene mayor cantidad de soluto que una solución saturada a la misma temperatura.

SOLUBILIDAD Representa la cantidad máxima de soluto que puede disolverse en 100 g de disolvente (por lo general el agua) a una determinada temperatura y se determina

Son formas de expresar la cantidad de soluto que está presente en una cantidad de solución o de solvente, entre ellas tenemos: porcentaje en peso, porcentaje en volumen, molaridad, normalidad, etc.

I. UNIDADES FÍSICAS DE CONCENTRACIÓN A) Porcentaje en masa (% WSTO).- Representa el peso de soluto presente en 100g de solución.

%WSTO =

 

x 100%

Donde: WSOL = WSTO + WSTE

B) Porcentaje en volumen (% VSTO).Representa el volumen de soluto contenidos en 100mL de solución. Página | 2


%VSTO =

 

D) Fracción molar (fm).- Se define como la relación entre las moles de un componente y las moles totales presentes en la solución.

x 100%

fm(STO) =

Donde: VSOL = VSTO + VSTE

C) Partes por millón (ppm).- Indica el peso en miligramos de soluto por cada litro de solución.

ppm =

 ��

A) Molaridad (M).- Se define como el número de moles de soluto disuelto en un litro de solución. nSTO v SOL



Donde: nSOL = nSTO + nSTE

APLICACIÓN DE SOLUCIONES

 ��

II. UNIDADES QUÍMICAS DE CONCENTRACIÓN

M=



1. DILUCIÓN La dilución es un procedimiento físico que sigue para preparar una disolución de menor concentración a partir de una más concentrada, para ello se debe adicionar agua a la disolución concentrada. Observando que no se altera la cantidad de soluto.

 mol  <> molar  .   L 

Solvente (VSTE) puro

B) Normalidad (N).- Se define el número de equivalente gramo (Eq – g) de soluto disuelto en un litro de solución. V1

N=

# Eq − g( STO )

 Eq − g   L

VSOL

<>

V2

 

normal 

Se cumple:

Pero: # Eq − g( STO )

= nθ

n = Nº mol − g =

M1.V1 = M2.V2

Donde: V2 = V1 + VSTE

m M

RELACIÓN ENTRE NORMALIDAD Y MOLARIDAD

N=MxӨ

2. MEZCLA DE SOLUCIONES Cuando se mezclan dos soluciones que contiene el mismo soluto pero de concentraciones diferentes, la solución resultante posee una concentración intermedia.

: parámetro numérico

Ө

SUSTANCIA

Ácido Base o hidróxido Óxido Sal

Ө

N° de “H” sustituibles N° de “OH” sustituibles Carga neta del oxígeno Carga neta del catión

C) Molalidad (m).- Representa el número de mol-g de soluto contenido en cada kilogramo de solvente.

m =

  ��

V1 M1 n

1 V3 M 3 n

3

V 2 M 2 n

2

Se cumple:

M1.V1 + M2.V2 = M3.V3

Donde: V3 = V1 + V2

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3. REACCIÓN DE NEUTRALIZACIÓN Consiste en la reacción de un ácido y una base (hidróxido) formándose la sal y agua. En una reacción de neutralización el ácido y la base se consumen en cantidades equivalentes. Ácido + Base → Sal + Agua Por la ley del equivalente, se cumple:

#Eq-g(ácido) = #Eq-g(base) = #Eq-g(sal)

SEMANA Nº 10: SISTEMAS DISPERSOS 1. Marque la alternativa correcta con respecto a las soluciones. A) Son mezclas homogéneas ya que sus componentes se encuentran en más de una fase. B) Las iónicas y moleculares son buenas conductoras de la corriente eléctrica. C) El componente que se encuentra en mayor proporción denominado soluto puede ser un sólido, líquido o gas. D) Las saturadas contienen la máxima cantidad de soluto disuelto a una determinada temperatura. E) En todas las soluciones líquidas el solvente es el agua.

2. El porcentaje en peso (%W) de una solución

que contiene disueltos 15g de glucosa disueltos en 185g de agua es: B) 12,50

C) 15,50 E) 8,50

3. Determine la masa en gramos de Na2CO3 que se necesita para preparar 0,5L de una solución al 20% W/V de esta sal. A) 5,0 x 101 D) 5,0 x 102

B) 2,0 x 100

C) 1,0 x 102 E) 1,0 x 101

4. Determine los mL de alcohol etílico que ingiere una persona que toma 300mL de vino al 12% V de alcohol. A) 10 D) 36

B) 12

A) 22 D) 10

6.

C) 88 E) 53

B) 3

C) 52 E) 12

¿Qué volumen, en mL, de una solución 0,2M de CuSO4, se podrá preparar si se disuelve 63,8g de esta sal con suficiente agua destilada? Dato: P.F (CuSO 4=159,5) A) 4,0 x 10 -3 D) 5,2 x 10 2

Donde: #Eq-g = N.V = n.Ө

A) 9,50 D) 7,50

5. ¿Cuál es la concentración en %W, de una solución que se prepara a partir de 30g de KI en 220g de agua?

B) 6,5 x 102

C) 2,0 x 103 E) 2,0 x 100

7. El contenido de magnesio en el agua de mar es de 1272 ppm. ¿Determine el volumen en litros que se requiere para obtener 0,5kg del metal? A) 2,54 x 103 D) 3,93 x 106

B) 3,93 x 102

C) 2,54 x 102 E) 2,54 x 105

8. Marque la alternativa que contenga la sustancia cuyo factor θ sea mayor. A) KMnO4 D) Ba (OH)2

B) H3PO4

C) CuSO4 E) Pb3 (PO4)2

9. Calcule la masa en gramos de sulfato de sodio que se requiere para preparar 500cm3 de una solución acuosa 0,8N de esta sal. Dato: P.A(Na=23; S=32; O=16) A) 5,68 x 10 1 D) 3,52 x 10 -2

B) 1,14 x 101

C) 2,84 x 101 E) 6,0 x 102

10. Determine la fracción molar de cada componente en una solución acuosa de etanol (C 2H5OH) al 5%W. Dato: P.A(H=1; C=12; O=16) A) 0,02; 098 D) 0,20; 0,80

B) 0,56; 044

C) 0,30; 070 E) 0,45; 0,55

11. Determine los mL de agua que se debe añadir a una solución de NaOH 1,5M para preparar 150mL de solución 0,6M. A) 90 D) 10

B) 50

C) 30 E) 60

12. Se mezclan Xg de una solución al 20%W de NaOH con Yg de una solución al 4%W de NaOH de tal manera que resulta 400g de otra solución al 8%W de NaOH. Determine los gramos de X e Y. A) 150; 250 D) 80; 320

B) 70; 330

C) 100; 300 E) 120; 280 Página | 4


13. Determine el volumen en L de una solución de carbonato de sodio al 8%W y de densidad 1,2g/cm3 que están contenidos 48gramos de esta sal. -2

A) 1,5 x 10 D) 3,5 x 10-1

B) 3,5 x 10

-2

-1

C) 5,0 x 10 E) 5,0 x 10-2

14. ¿Cuál es la molaridad y normalidad respectivamente de 600mL de una solución de Mg(OH)2 preparada a partir de 1,74g del hidróxido? Dato: P.F(Mg(OH)2=58) A) 0,10; 0,05 D) 0,05; 0,10

B) 0,08; 0,16

C) 0,05; 0,15 E) 0,04; 0,12

15. ¿Cuántas moléculas de ácido sulfúrico hay en 1000mL de una solución 0,6N de este ácido? Dato: P.F(H2SO4=98) A) 1,2 x 1020 D) 1,8 x 1023

B) 1,8 x 1019

C) 1,2 x 1022 E) 1,2 x 1023

16. Se tiene una solución acuosa de hidróxido de sodio de 20%W y cuya densidad es 1,2g/cm 3. Determine la concentración molar de esta solución. A) 6,0 D) 2,4

B) 1,5

C) 3,0 E) 5,0

17. ¿Cuál es la normalidad de una solución que se prepara a partir de 80mL de H 2SO4 5M y se diluye hasta 500mL con agua destilada? A) 0,8 D) 1,6

B) 0,2

C) 0,6 E) 0,4

18. Determine los gramos de K2SO4 que se necesitan para preparar 2L de solución al 6%W, sabiendo que la densidad de la solución resultante es 1,06g/mL A) 275,0 D) 212,0

B) 127,2

C) 186,5 E) 172,2

19. ¿Qué volumen en L de HCl al 36,5% de densidad 1,18g/mL, se requiere para preparar 10L de HCl 5,9N? Dato: P.F(HCl=36,5) A) 50,0 D) 11,8

B) 118,0

C) 5,9 E) 5,0

20. Se mezcla dos soluciones de H 3PO4 cuyos volúmenes y concentraciones son 400mL 0,5M y

600mL 1,5N. ¿Cuántos gramos de H3PO4 contiene la solución resultante? Dato: P.F(H3PO4=98) A) 15 D) 49

B) 19

C) 28 E) 98

PRÁCTICA DOMICILIARIA 1. (UNMSM-2002) Calcular la masa, en gramos, de cloruro de calcio (II) que se necesita para preparar 200mL de una solución 2N. P.A: (Ca=40; Cl=35,5) A) 22,2

B) 11,1

C) 30,2

D) 15,1

E) 7,5

2. (UNMSM-2003) La molaridad de 100mL de una solución que contiene 15,95g de CuSO 4 es: P.A (Cu=63,5; S=32; O=16) A) 0,2

B) 2,0

C) 0,1

D) 1,0

E) 0,5

3. (UNMSM-2003) Con 400mL de una solución de 2N de acido clorhídrico, ¿qué volumen de solución de 0,2N se podrá preparar? A) 3,0L

B) 4,0L C) 5,0L D) 2,0L

E) 2,5L

4. (UNMSM-2004-I) ¿Cuál es la normalidad de una solución 0,1M de H2SO4? A) 0.20N D) 0,10N

B) 0,05N

C) 0,50N E) 0,15N

5. (UNMSM-2004-I)¿Cuál será el volumen en mililitros, de una solución 0,4N de ácido sulfúrico que contiene 4,9g de ácido puro? P.F ( H2SO4= 98g/mol ) A) 300mL D) 260mL

B) 270mL

C) 250mL E) 200mL

6. (UNMSM-2004-I) Calcular la concentración molar de una solución de KClO3 que en 250mL contiene 24,5g de KClO3. P.A (K=39; Cl=35,5; O=16) A) 0,25M D) 0,6M

B) 0,4M

C) 0,8M E) 0,2M

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7. (UNMSM-2004-II) Se necesita…… gramos de hidróxido de sodio para neutralizar 100mL de ácido sulfúrico, cuya concentración es 2M. P.A ( Na=23; S=32; O=16; H=1 ) A) 16

B) 4

C) 9,2

14. (UNMSM-2005-II) Si se disuelve 35,5g de Na2SO4 (PF=142 g/mol) en 500mL de agua, la normalidad de la solución es: A) 1,05N D) 0,25N

D) 8

15. (UNMSM-2006-II) Calcule la normalidad de 200mL de una solución de ácido sulfúrico que se neutraliza con 14,8g de hidróxido de calcio. P.A ( Ca=40 , H=1 , O=16 , S=32 ) A) 3

B) 2,25g

C) 4,05g E) 2,70g

9. (UNMSM-2004-II) Una solución de HCl al 15% tiene una densidad de 1,25g/mL. ¿Cuántos gramos de soluto hay en 400mL de solución? A) 15g

B) 75g

C) 80g

D) 70g

E) 30g

10. (UNMSM-2004-II) A una solución de 500mL que contiene 5,6g de KOH, se le agrega 500mL de agua destilada. ¿Cuál es la normalidad de esta nueva solución? P.A ( K=39; H=1 ; O=16 ) A) 0,2N B) 2,0N C) 0,01N D) 0,1N E) 0,02N

11. (UNMSM-2005-I) ¿Qué volumen de ácido sulfúrico 0,1N se requiere para neutralizar 5,83g de Mg(OH)2? Dato: P.F (Mg(OH)2)=58,3g/mol A) 0.2L D) 2mL

B) 2L

C) 20mL E) 22mL

12. (UNMSM-2005-II) ¿Cuántos gramos de Al2(SO4)3 (PF= 342 g/mol) son necesarios para preparar 100mL de una solución 0,25N? A) 1,71g D) 2; 85g

B) 8; 55g

C) 0,50N E) 1,00N

E) 9,8

8. (UNMSM-2004-I) Cuántos gramos de FeCl3 están contenidos en 50mL de una solución 0,5N de FeCl3.6H2O Dato: PF (FeCl3.6H2O = 270; H2O = 18) A) 6,75g D) 1,35g

B) 2,00N

C) 4; 28g E) 1, 43g

13. (UNMSM-2005-II) Calcule la molaridad de una solución de KOH (PF= 56g/mol) que tiene 40%(P/P) y una densidad de 1,40g/mol A) 5M B) 25M C) 15M D) 10M E) 16M

B) 1

C) 5

D) 4

E) 2

16. (UNMSM-2008-I) ¿Cuántos miliequivalentes de H2S hay en 21,8cm3 de solución 0,2M de sulfuro de hidrogeno? A) 2,18 B) 4,36 C) 43,6 D) 8,72 E) 87,2 17. (UNMSM-2008-II) Calcular la normalidad de la solución de NaOH, si 25 cm3 de ésta neutralizan 18,25g de una solución de HCl al 4% (peso/peso) P.A (Cl=35,5; H=1). A) 1,00 B) 1,25

C) 0,08

D) 0,80

E) 0,73

18. (UNMSM-2009-II) En medio litro de una solución 1N de H2SO4 hay….gramos de soluto. Dato: P.A(S=32; O=16; H=1) A) 24,50 B) 98,00 C) 49,00 D) 46,00 E) 12,25 19. (UNMSM-2010-I) Al disolver 14,5 g de Mg(OH)2 en suficiente cantidad de agua, se obtiene 200mL de solución; en consecuencia, su normalidad es…..y su molaridad,…. Peso atómico: Mg=24; O=16; H=1 A) 1,25 - 5,00 D) 2,50 – 5,00

B) 1,25 – 2,50

C) 5,00 – 2,50 E) 2,50 – 1,25

20. (UNMSM-2011-I) ¿Cuántos mL de NaOH 2,0N neutralizarán a 100mL de H2SO4 (densidad= 0,98g/mL y %W=6,0)? Datos: S=32; O=16; H=1 A) 16

B) 30

C) 120

D) 45

E) 60

Profesor: Antonio Huamán Navarrete Lima, Abril del 2013 Página | 6

Práctica Dirigida De Química Unmsm Tema: Sistemas Dispersos

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