Química cuantitativa II - uaprepasemi.uas.edu.mxuaprepasemi.uas.edu.mx/...Quimica_Cuantitativa_II.pdf · II, se busca promover, no sólo la actividad individual, sino el trabajo

Química cuantitativa II

Diseño de portada: Juan Enrique Gutiérrez MorenoFotografía de portada: Escultopintura «agua de vida», autor: Ernesto Ríos Rocha, ubicada en Japac Country Club, Culiacán, Sin.Corrección de estilo y ortografía: Javier Cruz Guardado, Jesús Isabel Ortiz Robles y María Elena Osuna Sánchez Cuidado de la edición: Javier Cruz Guardado

2a edición, 2011.1a reimpresión, 2011.Dirección General de Escuelas PreparatoriasUniversidad Autónoma de SinaloaCiudad Universitaria, Circuito Interior Ote. S/NCuliacán, Sinaloa, México.

Impreso en MéxicoServicios Editoriales Once RíosRío Usumacinta 821 Col. Industrial BravoCuliacán, Sinaloa, México.

Presentación

Problematización ---------------------------------------------------------- 14 Adquisición y organización de la información --------------------- 15 Actividad experimental: La polaridad del agua y el jabón ---- 16 Actividad experimental: Midiendo el punto de ebullición ------ 19 Actividad experimental: El fenónemo de capilaridad ----------- 20 Actividad experimental:¿Por qué flota el clip? ------------------- 21 Actividad experimental: Agua dura y agua blanda -------------- 22 Procesamiento de la información -------------------------------------- 26 Aplicación de la información -------------------------------------------- 27 Autoevaluación ----------------------------------------------------------- 28

1. El agua como fuente de vida

1.2 ¿De cuánta agua disponemos? --------------------------------------- 30

1.1 El agua y sus propiedades ---------------------------------------------- 13

Problematización ---------------------------------------------------------- 30 Adquisición y organización de la información --------------------- 31 Procesamiento de la información -------------------------------------- 35 Aplicación de la información -------------------------------------------- 36 Autoevaluación ----------------------------------------------------------- 40

1.3 La contaminación del agua y sus implicaciones ------------------ 43 Problematización ---------------------------------------------------------- 43 Adquisición y organización de la información --------------------- 44 Procesamiento de la información -------------------------------------- 46 Aplicación de la información -------------------------------------------- 47 Autoevaluación ----------------------------------------------------------- 53

Proyecto integrador: Feria de la ciencia -------------------------- 54 2. Las disoluciones químicas

2.1 Las disoluciones y sus componentes -------------------------------- 59 Problematización ---------------------------------------------------------- 60 Adquisición y organización de la información --------------------- 61 Procesamiento de la información -------------------------------------- 68 Aplicación de la información -------------------------------------------- 69 Actividad experimental: La solubilidad del cloruro de sodio ---------------------------------------------------------------------- 72 Autoevaluación ----------------------------------------------------------- 73

2.2 Formas de expresar la concentración de las disoluciones ----- 75 Problematización ---------------------------------------------------------- 75

Competencias de la RIEMS

Adquisición y organización de la información --------------------- 76 Procesamiento de la información -------------------------------------- 89 Aplicación de la información -------------------------------------------- 90 Autoevaluación ----------------------------------------------------------100 Actividad experimental:Disoluciones diluidas, no saturadas, saturadas y sobresaturadas ------------------------102 Actividad experimental:Disoluciones de concentración en % en masa, % en volumen y en partes por millón ---------- 104

Actividad experimental:Disoluciones molares y molales ---- 106 Proyecto integrador: Crecimiento de cristales--------------------108

2.3 Propiedades coligativas de las disoluciones ---------------------109 Problematización ---------------------------------------------------------109 Adquisición y organización de la información -------------------- 110 Procesamiento de la información -------------------------------------122 Aplicación de la información -------------------------------------------123 Autoevaluación ----------------------------------------------------------130 Proyecto integrador: Elaboración de nieve o elaboración de prototipo desalinizaor-----------------------------135

3. Las disoluciones ácidas, básicas y neutras

3.1 Ácidos y bases: Propiedades macroscópicas ------------------- 112 Problematización --------------------------------------------------------- 115 Adquisición y organización de la información -------------------- 116 Procesamiento de la información -------------------------------------120 Aplicación de la información -------------------------------------------122 Autoevaluación ----------------------------------------------------------124

3.2 Teoría ácido-base de Arrhenius -------------------------------------126

Problematización ---------------------------------------------------------129 Adquisición y organización de la información --------------------129 Procesamiento de la información -------------------------------------131 Aplicación de la información -------------------------------------------131 Autoevaluación ----------------------------------------------------------132

3.3 Neutralización ------------------------------------------------------------134 Problematización ---------------------------------------------------------134 Adquisición y organización de la información --------------------135 Procesamiento de la información -------------------------------------136 Aplicación de la información -------------------------------------------138 Autoevaluación ----------------------------------------------------------140

3.4 Teoría ácido-base de Brônsted-Lowry -----------------------------142

Bibliografía Anexos

El libro de Química Cuantitativa II fue diseñado para la fase propedéutica del área de ciencias naturales del bachillerato de la Universidad Autónoma de Sinaloa, en el marco de la implementación del Diseño Curricular 2009, desde el cual se plantea un nuevo enfoque en la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias.

Una de las principales propuestas de la Reforma Integral del Nivel Medio Superior (RIEMS), ha sido la implementación del enfoque en competencias en el bachillerato nacional, a través del cual se pretende promover el desarrollo de las competencias genéricas, disciplinares básicas y extendidas.

Química Cuantitativa II, es una asignatura que se imparte en el sexto semestre del bachillerato cuyo propósito consiste en que el estudiante reflexione sobre las relaciones cuantitativas que se presentan en las disoluciones, lo que a su vez le permita valorar la importancia que tiene la concentración de cualquier sustancia para el cuidado de la salud y el ambiente, favoreciendo así el desarrollo de las competencias disciplinares extendidas que orienta la RIEMS y el logro del perfil deseado de nuestros egresados.

La obra consta de tres unidades de aprendizaje: El agua como fuente de vida, las disoluciones químicas y disoluciones ácidas, básicas y neutras. En el desarrollo de estos temas, se realizan un conjunto de actividades de manera procesual, retomando en buena medida el modelo didáctico de Robert Marzano (1999) y las adaptaciones realizadas por Chan (2000), desde el cual, se hace uso de las cinco dimensiones del aprendizaje. A continuación se detalla la forma de trabajo en cada una de las cinco dimensiones.

1ª Dimensión. Problematización, en ella se generan ambientes positivos para el aprendizaje, se indagan los conocimientos previos, como punto de partida para la construcción de los nuevos saberes.

2ª Dimensión. Adquisición y organización del conocimiento, el estudiante desarrolla su capacidad lectora e indagatoria, de síntesis, organiza y relaciona el conocimiento previo con el nuevo.

3ª Dimensión. Procesamiento de la información, el estudiante hace uso de las habilidades cognitivas como comparar, clasificar, deducir, inducir, inferir, analizar, sintetizar, interioriza la información, es decir la aprehende, la hace suya.

4ª Dimensión. Aplicación de la información, aquí se vincula lo aprendido con la problemática de la vida cotidiana y puede ser capaz de resolver nuevas situaciones problémicas.

5ª Dimensión. Autoevaluación, cuando el estudiante se autoevalúa y es consciente de lo que aprende y cómo lo aprende, no sólo en lo conceptual, sino en lo procedimental y actitudinal-valoral, se puede decir que ha llegado a un nivel autogestivo.

Química cuantitativa IIUn nuevo enfoque en la enseñanza de la Química

Presentación

Consideramos que trabajar desde esta perspectiva, permite tanto al estudiante como al docente, darse cuenta de la forma cómo se va logrando el aprendizaje, los desempeños y los logros de la competencia.

Finalmente, deseamos agradecer a todos aquellos profesores que de una u otra forma, se sumaron a la reflexión colectiva y colegiada de los materiales que hoy se ponen a consideración de todos los miembros de la Academia.

Unidad Regional Centro

Unidad Académica Preparatoria Vladimir I. Lenin Martín Camilo Camacho Ramírez

Alondra Castro Morales

Unidad Académica Preparatoria Nocturna SemiescolarizadaFilomeno Pérez Pérez

Unidad Académica Preparatoria NavolatoMargarita Soria Gritti

María de Jesús Moreno Alcázar

Unidad Académica Preparatoria La CruzMaricruz Pérez Lizárraga

Quetzalli Alejandra Hernández Zárate

Unidad Académica Preparatoria Dr. Salvador AllendeAna Alicia Cervántes Contreras

Ana Alicia Esquivel LeyvaUnidad Académica Preparatoria Emiliano Zapata

Jesús Isabel Ortíz RoblesGloria Maribel Zavala BejaranoMaría Griselda Zavala BejaranoJuana Edelia Godínez Martínez

Unidad Académica Preparatoria Central Bertha Alicia Valenzuela UzetaAngélica María Félix Madrigal

Desde cada una de las actividades que se desarrollan en el curso de Química Cuantitativa II, se busca promover, no sólo la actividad individual, sino el trabajo colaborativo, donde el estudiante se exprese y se comunique de manera correcta, que al emitir su opinión lo haga de manera crítica y reflexiva, que participe con responsabilidad en la sociedad, que aprenda a ser autogestivo y que se autodetermine y cuide de sí.

Unidad Académica Preparatoria Hnos. Flóres Magón Felipa Acosta Ríos

Alfredo Cabrera Hernández

Agradecemos de antemano las sugerencias que nos hagan llegar sobre este material, después de llevar a cabo su implementación con los estudiantes.

AtentamenteAcademia Estatal de Química

DGEP-UASCuliacán, Sinaloa, diciembre de 2010

Unidad Académica Preparatoria GuamúchilDenisse Vega Gaxiola

Leticia Márquez MartínezCarmen Imelda Parra Martínez

Gabriela Galindo Galindo

Unidad Regional Centro-Norte

Unidad Regional Norte

Unidad Académica Preparatoria Ruíz CortinesElmidelia Espinoza López

Unidad Académica Preparatoria Rubén JaramilloAnabel Romero IbarraBlanca Gutiérrez Ruiz

Unidad Académica Preparatoria GuasaveNora Leyva Leyva

María Luisa González Verdugo

Unidad Académica Preparatoria Mazatlán Maura Elena Velázquez Camacho

Unidad Regional Sur

Competencias Genéricasa las que contribuye

Se autodetermina y

cuida de sí

Se autodetermina y

cuida de sí

Participa con res-ponsabilidad en la

sociedad

Aprende de forma autónoma

Trabaja en forma colaborativaPiensa crítica y

reflexivamente

Se expresa y se comunica

1. Se conoce y valora a sí mismo, y aborda problemas y retos teniendo en cuenta los objetivos que persigue.

3. Elige y practica estilos de vida saluda-bles.

4. Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos, me-diante la utilización de medios, códigos y herramientas apropiados.

5. Desarrolla innovaciones, y propone so-luciones a problemas a partir de métodos establecidos.

6. Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, con-siderando otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva.

7. Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.

8. Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.

11. Contribuye al desarrollo sustentable de manera crítica, con acciones responsables.

1. Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el ambiente en contextos históricos y sociales específicos.

2. Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana, asumiendo consideraciones éticas.

3. Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis necesarias para responderlas.

4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.

5. Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones.

6. Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos naturales a partir de evidencias científicas.

7. Explicita las nociones científicas que sustentan los procesos para la solución de problemas cotidianos.

8. Explica el funcionamiento de maquinas de uso común a partir de nociones científicas.

9. Diseña modelos o prototipos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios científicos.

10. Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y los rasgos observables a simple vista o mediante instrumentos o modelos científicos.

11. Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio físico y valora las acciones humanas de riesgo e impacto ambiental.

12. Decide sobre el cuidado de su salud a partir del conocimiento de su cuerpo, sus procesos vitales y el entorno al que pertenece.

13. Relaciona los niveles de organización química, biológica, física y ecológica de los sistemas vivos.

14. Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la realización de actividades de su vida cotidiana.

Competencias Disciplinares BásicasCampo de las Ciencias Experimentales de la RIEMS

1. Valora de forma crítica y responsable los beneficios y riesgos que trae consigo el desarrollo de la ciencia y la aplicación de la tecnología en un contexto histórico-social, para dar solución a problemas.

2. Evalúa las implicaciones del uso de la ciencia y la tecnología y los fenómenos relacionados con el origen, continuidad y transformación de la naturaleza, para establecer acciones a fin de preservarla en todas sus manifestaciones.

4. Evalúa los factores y elementos de riesgo físico, químico y biológico presentes en la naturaleza que alteran la calidad de vida de una población para proponer medidas preventivas.

5. Aplica la metodología apropiada en la realización de proyectos interdisciplinarios atendiendo problemas relacionados con las ciencias experimentales.

6. Utiliza herramientas y equipos especializados en la búsqueda, selección, análisis y síntesis para la divulgación de la información científica que contribuya a su formación académica.

7. Diseña prototipos o modelos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios científicos, hechos o fenómenos relacionados con las ciencias experimentales.

8. Confronta las ideas preconcebidas acerca de los fenómenos naturales con el conocimiento científico para explicar y adquirir nuevos conocimientos.

9. Valora el papel fundamental del ser humano como agente modificador de su medio natural proponiendo alternativas que respondan a las necesidades del hombre y la sociedad, cuidando el entorno.

10. Resuelve problemas establecidos o reales de su entorno, utilizando las ciencias experimentales para la comprensión y mejora del mismo.

11. Propone y ejecuta acciones comunitarias hacia la protección del medio y la biodiversidad para la preservación del equilibrio ecológico.

12. Propone estrategias de solución, preventivas y correctivas a problemas relacionados con la salud, a nivel personal y social, para favorecer el desarrollo de su comunidad.

15. Analiza la composición, cambios e interdependencia de la materia y la energía en los fenómenos naturales, para el uso racional de los recursos de su entorno.

16. Aplica medidas de seguridad para prevenir accidentes en su entorno y/o para enfrentar desastres naturales que afecten su vida cotidiana.

17. Aplica normas de seguridad para disminuir riesgos y daños a si mismo y a la naturaleza, en el uso y manejo de sustancias, instrumentos y equipos en cualquier contexto.

Competencias Disciplinares Extendidas a las que contribuye

El agua como fuente de vida 11

Unidad de aprendizaje 1El agua como fuente de vida

Química Cuantitativa II 12


Unidad de aprendizaje 1El agua como fuente de vida

Introducción

La Asamblea General de las Naciones Unidas adoptó el 22 de diciembre de 1993, la resolución en la que declara al día 22 de marzo de cada año, «día mundial del agua». En diciembre de 2003, la ONU bajo la consideración de que el agua es uno de los recursos más críticos para el futuro de la humanidad, instituyó al período comprendido entre el 1 de enero del 2005 y el 31 de diciembre del 2015, como el decenio internacional para la acción, «El agua, fuente de vida». En razón de ello, todos los países miembros de la ONU deberán desplegar políticas y acciones especiales para asegurar la disponibilidad y el uso racional de dicho recurso vital.

«El agua fuente de vida», es una frase que invita a varias interpretaciones. Hace aproxima-damente 3500 millones de años, el agua fue el medio original donde se produjo la vida. Las grandes civilizaciones surgieron a orillas de ríos, lagos y costas, porque el agua les propor-cionaba además de la vida, alimento, transporte, comunicación y energía.

A lo largo de la historia, el progreso humano ha dependido del acceso a una agua limpia y de la capacidad de las sociedades para aprovechar el potencial del agua como recurso productivo, para el hogar, la industria y la agricultura.

El agua es una sustancia abundante en la Tierra, existe en varias formas y lugares, principalmente en los océanos y las capas polares, pero también en las nubes, ríos, lagos y agua subterránea.

Todas las formas de vida necesitan agua para vivir, pero los seres humanos consumimos agua con ciertas cualidades: insípida, inodora, incolora, con bajo contenido de sales y baja carga microbiana, que la hacen apta para el consumo humano. No obstante, a través de las diferentes actividades que se realizan, se está contaminando y evitando su utilidad para el consumo. De seguir así, dentro de pocos años el agua será un recurso de seguridad nacional, como ya lo es en otros países.

Sin embargo, sólo el 3 % del agua mundial corresponde a agua dulce. Pero no cantemos victoria, pues de ese porcentaje, el 98% se encuentra en los casquetes polares. Esto muestra la magnitud del problema de la escasez de agua, la cual se complica con el incremento de la población mundial.

Por eso es necesario promover el desarrollo de una cultura del cuidado del agua como líquido vital para la sobrevivencia de los seres vivos.

Valora la importancia de desarrollar una cultura del cuidado del agua como líquido vital para la sobrevivencia de los seres vivos, mediante el aprovechamiento racional de este recurso, así como los factores que influyen en la contaminación del mismo, para plantear alternativas de solución.

Competencia de unidad


Actividad 1.1 De manera individual explora tus conocimientos e ideas previas sobre el agua. Cuando hayas terminado, comenta con tus compañeros tus ideas.

Explorando tus conocimientos previos

1. El agua se contrae cuando se congela.

2. El agua es un líquido que al igual que el mercurio presenta una alta tensión superficial.

3. El agua que se condensa alrededor de un vaso con agua a baja temperatura, proviene del aire.

4. El agua disuelve sustancias no polares. 5. El agua de lluvia es la forma más pura del agua.

6. El agua hierve más rápido en la ciudad de México que a nivel del mar.

F____ V____

F____ V____

F____ V____

F____ V____

F____ V____

F____ V____

F____ V____

F____ V____

F____ V____

F____ V____

F____ V____

F____ V____

F____ V____F____ V____F____ V____

7. El agua que se evapora de ríos, mares, lagos y riachuelos, lo hace a una temperatura de 1000C. 8. El agua de lluvia debido a la contaminación atmosférica, puede presentar un pH bajo.

9. Cuando el agua huele a huevo podrido, está contaminada con materia orgánica, azufre o pirita.10. Se denomina agua blanda a aquella que por contener iones magnesio y calcio, dificulta que el jabón haga espuma. 11. El agua se congela a 00 C, pero si se le adiciona cloruro de sodio evita que se congele.

12. Al hervir agua se descompone en hidrógeno y oxígeno.

13. El agua no disuelve a las grasas.

14. El agua es de naturaleza polar.15. El agua oxigenada es un compuesto diferente al agua.

¿Qué es lo que hace tan especial al agua?

1. Problematización

1.1 El agua y sus propiedades


El agua es una de las sustancias más importantes de la Tierra, la podemos encontrar en estado sólido, líquido y gaseoso.

Las propiedades físicas y químicas del agua, como polaridad, densi-dad, punto de ebullición, capilaridad, tensión superficial, solubilidad, etc., hacen de ella, un líquido insustituible en el que la variación de estos factores tiene consecuencias biológicas muy importantes.

El hecho de que el átomo de oxígeno sea más electronegativo (mayor atracción por los electrones de enlace) que el átomo de hidrógeno, provoca que la molécula de agua presente dos enlaces covalentes polares. Sin embargo, la presencia de dos pares de electrones libres hacen que la molécula en su conjunto tenga una fuerte polaridad eléctrica, con un exceso de carga parcialmente negativa del lado del oxígeno, y de carga parcialmente positiva del lado de los hidrógenos.

Polaridad

Los dos enlaces covalentes polares se distribuyen geométricamente formando un ángulo de 104.45°, debido a la hibridación sp3 del átomo de oxígeno. La molécula de agua presenta así, dos dipolos, este hecho tiene una importante consecuencia para la vida en el planeta. Las moléculas de agua se atraen fuertemente por las interacciones dipolo-dipolo. El átomo de hidrógeno parcialmente positivo de una molécula de agua, sirve de puente entre el átomo de oxígeno al que está unido covalentemente y el oxígeno parcialmente negativo de la otra molécula. Se forman así, los enlaces intermoleculares denominados enlaces de hidrógeno o puentes de hidrógeno.

Estos enlaces son los responsables del elevado calor de evaporación del agua. Lo cual tiene importancia para el control de la temperatura en el planeta, pues gran parte de la energía solar se utiliza en la evapora-ción del agua de los océanos, lagos y ríos, actuando como regulador de temperatura. Esto también ocurre en nuestro organismo, en el proceso de sudoración (transpiración).

Fig. 1.1 Modelo molecular que muestra en un sólo plano, los enlaces intermoleculares del agua (enlaces puente de hidrógeno).

Macroscópicamente la podemos definir como una sustancia consti-tuida por un conjunto de moléculas de agua y submicroscópicamente como la unión química de dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno.

104.450

δ−

δ+

δ+

δ+δ+δ−

δ−

H HO

2. Adquisición y organización de la información


Actividad experimental 1.2 La polaridad del agua y el jabón

¿Qué se necesita?

¿Cómo lo vamos a hacer?

¿El agua y las burbujas de jabón pueden ser atraídas por un globo electros-tático?

Envase de plástico (Koleston) utilizado en la aplicación de crema acondiciona-dora para tintes de pelo.AguaUn globo del # 9Solución de jabónAro para hacer burbujas

Llena el recipiente de plástico con agua. Infla y ata el globo. Frota el globo sobre el cabello seco.

Presiona el envase para que salga en forma continua un chorro fino de agua, acerca el globo a éste sin que lo toque.

¿Qué observas?

¿Qué modelos y teorías te permiten explicar este fenómeno?

¿Cómo lo explicarías?

¿Qué pasa, si en vez de agua, se producen burbujas de jabón y se acerca el globo a las burbujas?

¿Qué pasa si las burbujas de jabón tocan el globo?

Problematización

Competencias a desarrollar* Participa de manera colaborativa en la realización de la actividad experimental.* Realiza experimentos electrostáticos para explicar la polaridad del agua.

Fig. 1.2 Comprobando la polaridad del agua.


Actividad 1.3 De manera frecuente encontramos un conjunto de adjetivos para el agua, indaga a qué aluden cada uno de estos términos. De manera colabo-rativa, analicen la información y comuniquen sus ideas.

Agua dulce

Agua mineral

Agua destilada

Agua potable

Agua pesada

Agua fuerte

Agua regia

Agua oxigenada

Agua desionizada

Tipo de agua Definición

Agua pura

Agua blanda

Agua dura


Punto de ebullición del agua

La temperatura a la que una sustancia cambia del estado líquido a gas se llama punto de ebullición y es una propiedad característica de cada sustancia, así, el punto de ebullición del agua es de 100 ºC al nivel del mar.

La temperatura a la que una sustancia cambia del estado sólido a líquido se llama punto de fusión. El punto de fusión del agua es de 0 ºC al nivel del mar.

Temperatura a la que la presión de vapor de un líquido se iguala a la presión atmosférica existente sobre dicho líquido.

Punto de fusión del agua

Esto se explica porque al calentar el agua en un recipiente, la presión de vapor va aumentando hasta igualar a la presión atmosférica; en ese momento, el vapor de agua que se origina en toda la masa del líquido, escapa formando burbujas. Decimos que está en ebullición. Así pues, la temperatura de ebullición de un líquido depende de la presión atmosférica.

Tiempo

-200C

00C

200C

400C

600C

800C

1000C

1200C

Hielo y agua

Hielo

AguaTemperatura

Agua y vapor

Vapor

Fig. 1.3 Gráfica de curva de calentamiento (temperatura- tiempo) del agua.


Una vez que la masa se ha fundido totalmente, el calor absorbido aumenta la energía cinética de las moléculas de agua y la temperatura aumenta hasta llegar a 100°C, donde comienza la ebullición. Durante ésta, la temperatura permanece constante (punto de ebullición), por-que el calor se está empleando para superar las fuerzas de atracción entre las moléculas al estado líquido. Cuando las moléculas están en fase de vapor, de nueva cuenta la temperatura aumenta.

Si se calienta una masa de hielo, su temperatura aumenta gradual-mente hasta que alcanza los 0°C y el hielo comienza a fundirse. Durante la fusión, la temperatura permanece constante (punto de fusión), porque el calor absorbido por la masa se emplea en vencer las fuerzas de atracción entre las moléculas de agua del hielo.

Interpretación de la gráfica

Actividad experimental 1.4 Midiendo el punto de ebullición

Competencias a desarrollar

* Participa de manera colaborativa para resolver la situación problémica.* Determina a qué temperatura hierve el agua en su ciudad.* Construye una gráfica temperatura-tiempo con los registros de los cambios de temperatura a intervalos regulares de tiempo.

¿Puede el agua hervir a menor temperatura?

Preguntas

¿De qué factores depende la determinación del punto de ebullición de una sustancia?

Si tu respuesta es afirmativa, sugiere un experimento que nos permita comprobar tu hipótesis.

Si tu respuesta es negativa, explica cuáles son tus argumentos.


Capilaridad

La capilaridad es una propiedad física de los líquidos que se manifiesta cuando el líquido sube por un tubo estrecho (capilar), desafiando la fuerza de la gravedad.

La altura que logra alcanzar, es directamente proporcional a la tensión superficial del líquido e inversamente proporcional al grosor interno del tubo.

La capilaridad es indispensable para que el agua pueda subir por el tallo de las plantas hasta la última hoja. Esta propiedad y la presión atmosférica son la causa de que se forme una pequeña curvatura o menisco en la superficie del líquido cuando éste se encuentra conte-nido en una pipeta o tubo de ensayo.

La capilaridad se debe a la existencia de dos tipos de fuerzas dife-rentes: las cohesivas, que son las fuerzas entre las moléculas del líquido y las adhesivas que son las fuerzas que operan entre las moléculas del líquido y el capilar (sólido).

Actividad experimental 1.5 El fenómeno de capilaridad

Coloca una flor o tallos de apio en un recipiente con agua y agrega unas gotas de colorante vegetal.

¿Qué observas?

¿Qué conocimientos teóricos utilizarías para explicar este fe-nómeno?

Fig. 1.4 Menisco convexo del Mer-curio

Fig. 1.5 Menisco cóncavo del agua

¿Qué se necesita?

Recipientes de plástico o vidrioFlores blancas o tallos de apioColorantes vegetales


Competencias a desarrollar* Participa de manera colaborativa para resolver la situación problémica.* Realiza experimentos con la finalidad de ex-plicar el fenómeno de capilaridad.

Fig. 1.7 Flores coloreadas

Fig. 1.6 Flores en proceso de colorear.


Tensión superficial

La tensión superficial del agua es mayor que la de muchos otros líquidos, debido a la formación de enlaces puentes de hidrógeno entre sus moléculas.

¿Cómo se explica submicroscópicamente este fenómeno en el agua? Las moléculas de agua de la superficie son atraídas hacia los lados y hacia abajo (como se aprecia en la figura), lo que origina la tensión superficial y da la apariencia de una membrana elástica.

La tensión superficial es un fenómeno que se presenta en la superficie de los líquidos al comportarse como si fuera una membrana elástica.

Esta propiedad permite a algunos insectos como arañas y mosquitos caminar sobre la superficie del líquido.

Con otro clip se presiona cuidadosamente la superficie del agua.

Se llena el vaso con agua hasta su borde, y se coloca el clip en forma horizontal sobre la superficie del agua hasta que flote.

La tensión superficial de un líquido está asociada a la cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área. Esta definición implica que el líquido presenta una resistencia para aumentar su superficie.

En general, la tensión superficial disminuye con la temperatura, ya que las fuerzas de cohesión disminuyen al aumentar la agitación térmica.

Actividad 1.6 ¿Por qué flota el clip?

¿Qué se necesita?Un vaso de vidrio o poliestirenoAguaClips


¿Qué observas?

Competencias a desarrollar* Participa de manera colaborativa para resolver la situación problémica.* Realiza experimentos con la finalidad de explicar la tensión superficial.

Fig. 1.8 Mosquito sobre la superficie del agua.

Fig. 1.9 Atracción entre las moléculas de la superficie de un líquido.

Fig. 1.10 Clips flotando en la superficie de un líquido.


Solubilidad

La solubilidad es una propiedad física de las sustancias, la cual nos muestra la cantidad de soluto que se puede disolver en una cantidad dada de disolvente a una temperatura determinada.

El agua es un excelente disolvente, porque disuelve gran cantidad de sustancias. Debido a esta característica comúnmente se le denomina «disolvente universal». Consideramos que este término no debe seguirse empleando, ya que puede generar la «idea previa» de que el agua puede disolver cualquier sustancia y esto no sucede así. La capacidad disolvente del agua es una característica que permite el desarrollo de la vida acuática. En los seres vivos, es el medio donde ocurren las reacciones metabólicas y el transporte de gran cantidad de sustancias nutritivas, así como las de desecho.

Actividad 1.7 Agua dura y agua blanda

¿Qué se necesita?

*Participa de manera colaborativa para resolver la situación problémica.*Comprueba que la dureza del agua se debe a la presencia de iones calcio, magnesio o hierro.

2 envases de refresco de 600 mLAgua caliente (500 mL)Jabón de tocador1 cucharaSal de Epsom (MgSO4)

Jabón Jabón

Sal de Emp-son

Utiliza el mismo vaso con agua y espolvorea un poco de pimienta en polvo en la parte central de la superficie del vaso. Agrega unos gránulos de detergente en polvo y observa que sucede.

¿Qué conocimientos teóricos te permiten explicar este fenómeno?

¿Qué observas?


Fig. 1.10 Clips flotando en la superficie de un líquido.

Fig. 1.11 Modelo explicativo de la solubilidad del NaCl en agua.

Fig. 1.12 El oxígeno disuelto en el agua permite que se de la vida acuática.


¿Qué problemas causa la dureza del agua, tanto en el hogar como en la industria?

¿Cómo se puede ablandar el agua dura?

¿Qué sucederá, si en vez de jabón se utiliza detergente en el envase que contiene Sal de Epsom?

¿Qué sucede si en vez de Sal de Epsom se utiliza sal de cocina o azúcar?

¿Qué efecto producen los iones magnesio en el agua?

¿Cuáles son tus conclusiones finales?


Adiciona a cada envase de refresco 250 mL de agua caliente. Agrega un pedazo de jabón, de aproximadamente 1.5 cm de largo por 1 cm de ancho, a cada envase. A uno de los envases añada una cucharada de sal de Epsom, tapa los frascos y agítalos por un minuto.

¿Qué se observa?

¿Se forma espuma en el envase que contiene Sal de Epsom?


Propiedades químicas del agua

5. Formación de hidratos. El agua forma combinaciones complejas con algunas sales, denominándose hidratos. En algunos casos los hidratos pierden agua de cristalización cambiando de aspecto, y se dice que son eflorescentes, como le sucede al sulfato cúprico, que cuando está hidratado es de color azul, pero por pérdida de agua se transforma en sulfato cúprico anhidro de color blanco.

El agua es, quizá una de las sustancias más versátiles de la química, ya que puede actuar como ácido, base, ligando, agente oxidante y agente reductor.

Algunas de sus propiedades químicas son:

1. Formación de óxidos básicos. Los metales al reaccionar con el agua forma óxidos básicos.

2. Formación de hidróxidos. Los óxidos básicos al reaccionar con el agua forman hidróxidos.

3. Formación de óxidos ácidos (anhídridos). El carbono mineral (coque)calentado al rojo si se le hace pasar vapor de agua, se forma monóxido de carbono e hidrógeno gaseoso.

4. Formación de oxiácidos (oxácidos). Los anhídridos u óxidos ácidos reaccionan con el agua formando oxiácidos.

Los halógenos como el cloro y el bromo, reaccionan con el agua formando una mezcla de ácidos: oxiácidos e hidrácidos.

Fig. 1.13 Escultura de hierro.

Fig. 1.14 Óxido de calcio (cal).

Fig. 1.15 Bromo


Actividad1.8 De manera colaborativa organiza en un mapa conceptual la información sobre las propiedades de la materia, completa el mapa que se presenta a continuación.


3. Procesamiento de la información

1. El agua se contrae cuando se congela.

2. El agua es un líquido que al igual que el mercurio presenta una alta tensión superficial.

3. El agua que se condensa alrededor de un vaso con agua a baja temperatura, proviene del aire.

4. El agua disuelve sustancias no polares. 5. El agua de lluvia es la forma más pura del agua.

6. El agua hierve más rápido en la ciudad de México que a nivel del mar.

7. El agua que se evapora de ríos, mares, lagos y riachuelos, lo hace a una temperatura de 100 0C. 8. El agua de lluvia debido a la contaminación atmosférica, puede presentar un pH bajo.

9. Cuando el agua huele a huevo podrido, está contaminada con materia orgánica, azufre o pirita. 10. Se denomina agua blanda a aquella que por contener iones magnesio y calcio, dificulta que el jabón haga espuma.

11. El agua se congela a 00C, pero si se le adiciona cloruro de sodio evita que se congele.

12. Al hervir agua se descompone en hidró-geno y oxígeno.

Actividad 1.9 Después de adquirir y organizar la información, revi-sa de nuevo la actividad 1.1 y justifica tus respuestas.

Pregunta Correcta Incorrecta Justificación teóricaEl agua se dilata y su aumento de volumen se explica en función de los enlaces puentes de hidrógeno.


Actividad 1.10 Da respuesta a las siguientes interrogantes e indaga qué modelos y teorías te permiten explicar cada una de ellas.

1. Si se coloca un pedazo de hielo en un vaso con agua, al derretirse, ¿subirá el nivel del agua? ¿disminuirá? ¿o se mantendrá sin cambio? Explica:

4. Aplicación de la información

2. ¿Cómo lo comprobarías?

3. ¿Por qué se dice que al derretirse el hielo de los polos, el nivel del mar subirá?

4. La temperatura en el Gran Cañón oscila entre menos de 00 C y más de 400 C. Aun-que es una zona desértica, las grietas de las rocas a veces contienen agua. ¿Cómo ayudan estos cambios de temperatura y el agua en las grietas de las rocas a acelerar su desintegración?

a) El agua helada disuelve las rocas calientesb) El agua pega a las rocas entre síc) El hielo suaviza la superficie de las rocasd) El agua al congelarse se expande en las grietas de las rocas


5. Autoevaluación

Horizontales

2. Sustancia más importante de la tierra que se encuentra en forma líquida, sólida y gaseosa. 3. ¿Qué pasa con el volumen del agua cuando esta se congela? 5. Debido a esta propiedad, el agua sube desde la raíz hasta las hojas de las plantas. 7. Nombre que recibe el agua por contener iones magnesio y calcio. 9. Propiedad de los líquidos que permite que arañas y mosquitos caminen sobre su superficie 10. Enlaces intermoleculares que evitan que el agua se evapore fácilmente.

Verticales

1. Proceso que permite regular la temperatura corporal.4. La temperatura a la que hierve una sustancia, se le denomina punto de ... 6. La diferencia de electronegatividad entre el hidrógeno y el oxígeno en el agua, ocasiona que en su conjunto el agua sea de naturaleza ... 8. Nombre que recibe la fase en la que un líquido cambia al estado gaseoso.

El agua

Actividad 1.11 Resuelve el siguiente crucigrama


Total:

La siguiente lista de cotejo puede servir para autoevaluar tu nivel de desempeño, en los di-ferentes momentos de la realización de la secuencia didáctica: El agua y sus propiedades.

5. AutoevaluaciónCuando el estudiante es consciente de lo qué aprende, cómo aprende y para qué aprende, podemos decir que ha llegado a un nivel metacognitivo, y puede ser capaz de formarse autogestivamente.

Criterios

Manejo Conceptual

Procedimental

Actitudinal Valoral

Resuelve de manera correcta el cruci-grama.

Si

Problematización: Explora sus conoci-mientos previos

Define propiedades físicas como polari-dad, punto de ebullición, punto de fusión, solubilidad y propiedades químicas.

Adquisición y organización de la infor-mación: Da lectura al texto referido a las propiedades físicas y químicas del agua.

Indicadores

.

Se integra de manera eficiente al trabajo colaborativo.

Participa con respeto y tolerancia en el equipo.

Participa con responsabilidad en el cum-plimiento de las actividades.

Cuida de sí y del ambiente al utilizar sustancias químicas.

Procesamiento de la información: Da respuesta a las preguntas y justifica cada una de ellas.

Aplicación: Da respuesta a las interro-gan-tes planteadas.

Elabora el reporte de la actividad ex-perimental: La polaridad del agua y el jabón, midiendo el punto de ebullición, el fenómeno de capilaridad, ¿por qué flota el clip?, agua dura y agua blanda.

Indaga y define los tipos de agua.

Elabora un mapa conceptual con las ideas centrales retomadas del texto.

No

1

Puntos

1

0.5

0.5

1

1

1

1

1

0.5

0.5

0.5

0.5



Explorando tus conocimientos previos.

Actividad 1.12 De manera individual explora tus conocimientos previos

1. El agua es un elemento. F____ V____

2. Si el agua es renovable, entonces es inagotable. F____ V____

3. El 60% de la masa corporal de un adulto es agua. F____ V____

4. Se dice que el 97% del agua en el planeta es salada. F____ V____

5. El 98% del agua dulce se encuentra congelada en los polosy en forma de vapor.

F____ V____

6. La pérdida de humedad por evaporación directa y transpiraciónde las plantas, se le denomina evapotranspiración.

F____ V____

7. La cultura del cuidado del agua debe promoverse desde el hogar F____ V____

8. Brasil es el país con mayor disponibilidad de agua en el mundo. F____ V____

9. México es el país con mayor disponibilidad de agua en América Latina.

F____ V____

10. El sureste es la región donde más llueve en el país. F____ V____

11. La industria es el sector de mayor consumo de agua en el mundo F____ V____

1.2 ¿De cuánta agua disponemos?


1.2 El agua natural, ¿compuesto o disolución?El agua químicamente pura es un compuesto que se forma por la unión de los elementos hidrógeno y oxígeno. Sin embargo, el agua en su forma natural no existe químicamente pura, esto debido a la propiedad del agua de disolver a una gran cantidad de sustancias polares, orgánicas e inorgánicas.

Cabría entonces preguntarnos, ¿el agua natural es un compuesto o una disolución? Argu-menta tu respuesta.

1.3 ¿De cuánta agua disponemos?

Pudiera pensarse que el agua por ser un recurso renovable, no está en posibilidad de agotarse. Sin embargo, a través de las diferentes actividades que realizamos, la estamos contaminando y evitando su utilidad para el consumo humano. De seguir así, dentro de pocos años el agua será un recurso de seguridad nacional, como ya lo es en otros países.

Cuando se habla de disponibilidad de agua, no basta con conocer la cantidad que tenemos al alcance, sino es necesario saber cuál es su calidad.

2.Adquisición y organización de la información

La crisis del agua

Hacia el año 2025, aproximadamente 48 países, más de 2800 millones de habitantes, se verán afectados por la escasez de agua. Otros nueve países, inclusive China y Pakistán, estarán próximos a sufrir la falta de agua. Más allá del impacto del crecimiento mismo de la población, el consumo de agua dulce ha estado aumentando en respuesta al desarrollo industrial y agrícola, por lo que la demanda creciente de la población se ha triplicado de esa manera la extracción de agua se ha visto sobreexplotada. Además, el suministro de agua dulce del que dispone la humanidad se está reduciendo a raíz de una constante contaminación de los recursos hídricos; es preocupante y alarmante observar la descarga de aguas residuales a cuerpos de agua superficiales y la infiltración de agroquímicos a acuíferos. (Anaya, 2001)

Tomado de http://www.pnuma.org/recnat/esp/documentos/cap1.pdf


1.3.2 ¿De cuánta agua disponemos en México y en el planeta Tierra?

Si el 70% de nuestro planeta se encuentra cubierto por agua y ésta corresponde aproximadamente a 1,500 millones de kilómetros cúbicos, ¿por qué decimos entonces, que este recurso es escaso?

Por la sencilla razón de que el 97% de esa agua es salada y no utilizable para consumo humano. La reserva utilizable sólo corresponde al 3% restante, pero de ésta cantidad, el 98% se encuentra congelada en los polos o evaporada en la atmósfera. El resto se encuentra en los ríos, lagos, arroyos, manantiales, estanques, pozos, charcos, pantanos, lodazales, nieve y agua subterránea.

Fig.1.16 Glaciar

Fig. 1.17 Río Culiacán (foto de la Jornada: Leo Espinoza)

Océanos 97.2 Localización %

Atmósfera 0.001 Casquetes polares 2.15 y glaciares

Aguas subterráneas 0.67

Aguas superficiales 0.0171Fig.1.18 Volúmenes de agua en el planeta Tierra.

1.3.1 ¿De cuánta agua disponemos en el cuerpo humano?

La mayor parte del cuerpo humano es agua; biológicamente esto tiene gran importancia, ya que el agua es esencialmente el medio en el cual se realizan los procesos vitales. Un adulto contiene aproximadamente el 60% de su masa en agua, mientras que en los niños este porcentaje es mayor (75%) y en estado embrionario es de casi el 97%. El ser humano pierde diariamente entre 1.5 a 3 litros de agua a través de los riñones, piel, pulmones, ojos y aparato digestivo, en los siguientes procesos: orina, sudoración, aliento (exhalaciones), llanto y heces fecales.

El cuerpo humano, regula el aporte y eliminación de agua por el meca-nismo de la sed; cuando el nivel de agua celular disminuye, los recep-tores cerebrales detectan el cambio y ordenan por medio de impulsos nerviosos la baja de la eliminación de agua por riñones y saliva, lo que provoca sequedad bucal y deseos de beber.

Agua dulce en el planeta 25 millones de km3

Agua dulce disponible <1%

Porcentaje de agua dulce 47 %en el continente americano

Tabla 1.1 Distribución del agua en el planeta.

Tabla 1.2 Dispo-nibilidad de agua dulce en el pla-neta.


3. Concentración de la riqueza; el norte y el centro generan más del 80% del producto interno bruto (PIB) del país. Mientras que el sureste es muy rico en diversidad cultural y recursos naturales, pero pobre en la distribución de la riqueza.

¿Sabías que... para considerar que una zona sufre escasez de agua, ésta debe tener un abastecimiento anual por debajo de los 1.000 m3 por persona?

Agua disponible en México

México es un país en el que se presentan marcados contrastes sociales, políticos, culturales y económicos, que se evidencian en los siguientes ejemplos:

1. Escasez y abundancia de agua; más de las dos terceras partes del territorio mexicano son áridas o semiáridas, principalmente en el norte y el centro. En contraparte el sureste es abundante en agua.

2. Concentración de población; la mayor población se concentra en el centro y en el norte del país y por tanto, la de mayor demanda de agua.

Cálido subhumedoSecoMuy secoTemplado subhúmedoTemplado húmedo

Cálido humedo

Tipos de climas en México

El Financiero en línea

México, 27 de noviembre de 2008.- México atraviesa una problemática de baja disponibilidad de agua, pues en la década de los 50 existían 18 mil metros cúbicos por habitante al año y ahora sólo hay cuatro mil 400 metros cúbicos por persona para el mismo período, aseguró el director general de la Comisión Nacional del Agua (Conagua), José Luis Luege Tamargo.Al inaugurar el II Congreso Mundial del Agua y el Cambio Climático, el titular de la Conagua, subrayó que el fenómeno de la baja disponibilidad del vital líquido por habitante es reflejo de la destrucción de los ecosistemas y cuencas hídricas, por lo que es necesario trabajar en la prevención de esta situación y contribuir a los esfuerzos mundiales para solucionar esta problemática ambiental.En el encuentro, impulsado por la Federación de Colegios de Ingenieros Civiles de la República Mexicana (FECIC), que reúne a más de 400 expertos, investigadores y funcionarios relacionados con el tema del medio ambiente y el agua de todo el país, Puerto Rico y Estados Unidos, consideró urgente tomar las medidas adecuadas para detener el deterioro del medio ambiente y fomentar el desarrollo sustentable y una vida digna.

Tomado de http://www.elfinanciero.com.mx/


¿Sabías que ... en el estado de Sinaloa, cada diez años aproximadamente enfrentamos problemas de sequía? Sin embargo, el agua se derrocha en casa irresponsablemente, por la inexistente cultura del cuidado del agua. La población tiene la percepción de que si llega a diario, es porque existe en abundancia y sólo llega a valorar la magnitud del problema, cuando de la tubería no sale una sola gota de agua.

El agua dulce es un recurso demasiado escaso en la naturaleza, por ello, debe ser utilizado de manera racional en todos los ámbitos de nuestra vida. Concientizar sobre tal aspecto, es nuestro deber, desde la trinchera en que nos encontremos: el hogar, la escuela, la comunidad, el gobierno, etc. Es prioritario crear una cultura del cuidado del agua.

La cultura del cuidado del agua

Medidas para el cuidado del agua.

Revisa y repara las fugas de agua.

En el hogar:

No laves pisos, barre.

Si riegas el jardín, hazlo de tarde-noche.

Si lavas el carro, usa una cubeta o pistola reguladora.

Reduce el tiempo de baño.

Cierra las llaves mientras te enjabonas o rasuras.

Si el depósito del agua de tu WC es demasiado grande, coloca una botella llena de arena dentro de él, esto ayudará a ahorrar agua en cada descarga.

Recuerda que las medidas para ahorrar agua sólo surtirán efecto si se hacen de manera consciente y no por imposición. Analiza y discute en clase o en familia los beneficios que trae el cuidado del agua, no sólo en los aspectos económicos, sino principalmente para el ambiente.

¿Que otras medidas sugieres?

Actividad 1.13 De manera colaborativa y mediante una lluvia de ideas sugiere otras medidas para el cuidado del agua.



Actividad 1.14 De manera colaborativa organiza en un mapa conceptual la informa-ción sobre la disponibilidad del agua en nuestro cuerpo, en México, en el Planeta y la cultura del cuidado del agua.


¿Qué factores están provocando que cada vez exista menos disponibilidad de agua dulce en nuestro país y en el planeta Tierra?

¿Dónde y cómo se encuentra el agua en nuestro cuerpo?

¿Por qué debemos beber diariamente más de 2 litros de agua?

Actividad 1.15 De manera colaborativa da respuesta a las siguientes preguntas.

¿Qué medidas se pueden implementar para disminuir el consumo de agua en la industria y en la agricultura?


Fig. 1.19 El agua en nuestro cuerpo.


Actividad 1.16 En forma individual o colaborativa, lee deteni-damente la siguiente carta futurista, fue escrita en el año 2070. Analiza y expresa tu opinión sobre el contenido de la misma.

Carta escrita en el año 2070.

Ayer por la mañana, al levantarme, encontré bajo mi puerta un sobre extraño, el papel era grueso y gris, como una especie de «aleación» de papel y metal, no es rígido, no tiene estampilla pero mi nombre y dirección están claramente escritos; lo abrí con suma curiosidad, al extender las hojas, me extrañó que la letra, escrita a mano, me era familiar, y lo más sorprendente es la fecha y el contenido, el cual comparto con ustedes:

2070

Recuerdo que había muchos anuncios que decian «CUIDA EL AGUA», sólo que nadie les hacía caso; pensaban que el agua jamás se podía terminar. Ahora, todos los ríos, presas, lagunas y mantos acuíferos están irreversiblemente contaminados o agotados. Inmensos desiertos constituyen el paisaje que nos rodea por todos lados. Las infecciones gastrointestinales, enfermedades de la piel y de las vías urinarias, son las principales causas de muerte.

La industria está paralizada y el desempleo es dramático. Las fábricas desanilizadoras son la principal fuente de empleo y te pagan con agua potable en lugar de salario. Los asaltos por un bidón de agua son comunes en las calles desiertas. La comida es 80% sintética. Antes la cantidad de agua indicada como ideal para beber eran ocho vasos por día para una persona adulta.

Hoy sólo puedo beber medio vaso. La ropa es descartable, lo que aumenta la cantidad de basura; tuvimos que volver a los pozos ciegos (cámara séptica) como en el siglo pasado porque las redes de cloacas no se pueden usar por falta de agua.

La apariencia de la población es horrorosa, cuerpos desfallecidos, arrugados por la deshidratación, llenos de llagas en la piel por los rayos ultravioletas que no tienen la capa de ozono que los filtraban en la atmósfera.

Estamos en el año 2070, acabo de cumplir los 50, pero mi apariencia es de alguien de 85. Tengo serios problemas renales porque bebo muy poca agua. Creo que me resta poco tiempo. Hoy soy una de las personas más viejas en esta sociedad. Recuerdo cuando tenia 5 años. Todo era diferente. Había muchos árboles en los parques, las casas tenían bonitos jardines y yo podia disfrutar de un baño quedándome debajo de la ducha por una hora. Ahora usamos toallas humedecidas en aceite mineral para limpiar la piel.

Antes todas la mujeres mostraban sus bonitas cabelleras. Ahora debemos raparnos la cabeza para mantenerla limpia sin usar agua. Antes mi padre lavaba el coche con el agua que salía de una manguera. Hoy los niños no creen que el agua se utilizaba de esa manera.


Los científicos investigan, pero no hay solución posible. No se puede fabricar agua, el oxígeno tambien está degradado por falta de árboles lo que disminuyó el coeficiente intelectual de las nuevas generaciones.

Por la sequedad de la piel una joven de 20 años está como si tuviera 40.

No son de buena calidad, pero se puede respirar. La edad media es de 35 años.

Se alteró la morfología de los espermatozoides de muchos indivíduos. Como consecuencia hay muchos chicos con insuficiencias, mutaciones y deformaciones.

En algunos países quedaron manchas de vegetación con su respectivo río, que es fuertemente vigilado por el ejército.

El gobierno hasta nos cobra por el aire que respiramos,137 m3 por día por habitante y adulto. La gente que no puede pagar es retirada de las «zonas ventiladas», que están dotadas de gigantescos pulmones mecánicos que funcionan con energía solar.

Le hablo de la lluvia, de las flores, de lo agradable que era darse un baño y poder pescar en los ríos y en las represas, beber toda el agua que quisiese. Y lo saludable que era la gente.

Ella me pregunta, entonces, siento un nudo en la garganta. No puedo dejar de sentirme culpable, porque pertenezco a la generación que terminó destruyendo el medio ambiente o simplemente no tomamos en cuenta tantos avisos.

Se advertía de que había que cuidar el medio ambiente y nadie hizo caso. Cuando mi hija me pide que le hable de cuando era joven, describo lo bonito que eran los bosques.

El agua se volvió un tesoro muy codiciado, más que el oro o los diamantes. Aquí en cambio, no hay árboles porque casi nunca llueve, y cuando llega a registrarse una precipitación, es de lluvia ácida. Las estaciones del año están severamente transformadas por la pruebas atómicas y de las industrias contaminantes del siglo XX.

¡Como me gustaría volver atrás y hacer que toda la humanidad hubiera comprendido ésto, cuando todavía podíamos hacer algo para salvar nuestro planeta Tierra !

Ahora nuestros hijos pagan un precio alto. Sinceramente creo que la vida en la tierra, dentro de poco tiempo ya no será posible, porque la destrucción del medio ambiente llegó a un punto irreversible.

Documento publicado en la revista «Crónica de los Tiempos» de abril de 2002.


Reflexión escrita


Horizontales 3. Los enlaces intermoleculares que se forman entre las moléculas de agua se denominan enlaces puente de ... 5. Electrostáticamente, la molécula de agua es de naturaleza ...6. Cuál consideras que es el país con mayor disponibilidad de agua en el mundo. 11. Por su gran capacidad de disolver a las sustancias desde antaño se le conoce como disolvente 12. Este fenómeno es responsable de la resistencia que ofrecen las superficies de los líquidos a su rotura, asemejándose a una membrana elástica. 14. El agua que contiene iones magnesio y calcio se le conoce como «agua ... 15. De los 1577.8 km3 de agua que dispone México por precipitación anual, la mayor parte se pierde por ...

Verticales1. El término «agua regia» no significa que sea de Monterrey, sino que es una mezcla de ácidos nítrico y ...2. El 22 de marzo a nivel mundial se festeja el día de el ...4. ¿Cuál es el estado de la república mexicana en donde menos llueve?7. El átomo de hidrógeno unido a la molécula de agua pesada se le denomina... 8. El agua congelada de los casquetes polares, ¿es dulce o salada? 9. El 3% del agua mundial es agua dulce pero la cantidad disponible es muy poca, porque el 98% se encuentra en los ...10. El 70% de la superficie terrestre está cubierta de agua, pero de ese total, el 97 % es agua... 13. En México, una de las zonas geográficas que más llueve es el ...


5. Autoevaluación


1. La cantidad de agua contenida en el organismo humano es:

a) Menor en veranob) Mayor en inviernoc) Mayor en los niños y menor en los ancianosd) Aproximadamente un 60% en masa en adultos

2. ¿Consideras que los recursos hídricos en México son abundantes e inagotables?

a) Si, pues cuenta con ríos, lagos y mares, además con las lluvias copiosas, que han aumentado el caudal de los ríos.

b) No, pues están disminuyendo los mantos acuíferos por la sobreexplotación.c) Cierto, porque hay muchas presas que pueden almacenar el agua de las lluvias.d) No, pues con el incremento de la población existe mayor demanda de agua, y por lo

tanto escasez de dicho recurso.

3. Según la Organización de las Naciones Unidas (ONU), cada ser humano requiere de 50 L de agua por día, para su ingesta, cocinar, lavar y para el aseo en general. ¿Eso significa que el mayor consumo de agua en el mundo es para esos usos?

a) Si, pues ya somos más de 6000 millones de habitantes en el planeta.b) No, pues el 93% del consumo mundial de agua es para la agricultura y el 4% para la

industria.c) No, pues en el consumo de agua de los seres humanos existen fuertes desigualdades.d) Si, pues en el último siglo se triplicó la población mundial y aumentó un 600% el

consumo de agua.

4. El agua que se tiene disponible en el planeta para el consumo humano está disminuyendo pues:

a) Se ha elevado la temperatura global del planeta por el efecto invernadero, y el agua se está evaporando.

b) Se ha incrementado la contaminación del agua por el mal manejo de los desechos, además disminuye por el aumento de la población.

c) El agua disponible no ha disminuido, pues se mantiene en equilibrio, debido al ciclo hidrológico en la naturaleza.

d) El agua disponible no está disminuyendo, está aumentando por el deshielo de los polos.

Autoevaluación

Actividad 1.18 Da respuesta a las siguientes interrogantes


5. Autoevaluación

La siguiente lista de cotejo puede servir para autoevaluar tu nivel de desempeño, en los dife-rentes momentos de la realización de la secuencia didáctica: ¿De cuánta agua disponemos?

Total:

Criterios

Manejo Conceptual

Procedimental

Actitudinal Valoral


Problematización: Explora tus conoci-mientos previos

Define que es contaminación, contaminan-tes, tipos de contaminantes.

Explica la formas de contaminación del agua y sus implicaciones para la vida en el Planeta.

Adquisición y organización de la informa-ción: Da lectura al texto referido ¿a cuánta agua disponemos en el cuerpo, en el país y en el mundo?

Indicadores




Cuida de sí y del ambiente al utilizar sus-tancias químicas.

Aplicación: Da respuesta a las interro-gantes.

Autoevaluación: Da respuesta a las pre-guntas planteadas.

Elabora una reflexión escrita y emite tu opinión sobre la carta escrita en el año 2070.

Si No

Puntos

1

0.5

1

1

1

1

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

1

Procesamiento de la información: Ela-bora un mapa conceptual con las ideas centrales retomadas del texto.

1


1.3 La contaminación del agua y sus implicaciones

2. El cólera es una de las enfermedades producidas por la contami-nación del agua.

3. El cloro gaseoso es desde hace mucho tiempo la principal sustancia utilizada como desinfectante en el agua.

4. Los metales pesados presentes en las pilas no contaminan las aguas subterráneas.

5. Al menos el 80% de las enfermedades del mundo son causadas por el agua contaminada.

6. El cloro gaseoso puede reaccionar con el agua para formar HClO y HCl

7. Al crecimiento excesivo de plantas acuáticas por exceso de nutrien-tes, se le denomina eutroficación.

8. A los líquidos que se generan por la biodegradación de la materia orgánica, se les denomina lixiviados.

F____ V____

F____ V____

F____ V____

F____ V____

F____ V____

F____ V____

Explorando tus conocimientos previos.

Actividad 1.19 De manera individual explora tus conocimientos previos

1. La presencia de bacterias coliformes (por ejemplo, E. Coli) en el agua, no son perjudiciales para la salud humana.

F____ V____

F____ V____

¿Qué cuota de responsabilidad tenemos en la contaminación del agua?



El agua, en su estado natural, se encuentra generalmente como una disolución cuya composición está determinada por los compuestos químicos presentes en la litósfera, la atmósfera y la biósfera que están en contacto con ella, los cuales afectan sus propiedades físicas y químicas. Algunos compuestos que se encuentran disueltos en el agua, como los mi-nerales, son vitales para el metabolismo de vegetales y animales, y el agua constituye el medio por el cual estos organismos los adquieren y asimilan.

Se dice que el agua está contaminada cuando se incorporan a ella, sus-tancias químicas, microorganismos (bacterias, virus), residuos industriales y domésticos que deterioran su calidad, de forma tal, que ya no puede ser utilizada para usos industriales y domésticos.

Contaminantes del agua

Los contaminantes del agua suelen ser de tipo químico, biológico y físico. Los contaminantes químicos son de tipo orgánico e inorgánico y pueden estar disueltos o dispersos. Los de tipo orgánico provienen de los desechos domésticos, agrícolas e industriales, como heces fecales, disolventes, plagui-cidas, aceites y grasas. Los de tipo inorgánico, son sales metálicas solubles en agua (cloruros, sulfatos, nitratos y fosfatos), así como ácidos, bases y gases tóxicos disueltos (H2S, NH3, SO2, Cl2).

La contaminación del agua por metales pesados, como el plomo, cadmio, mercurio, entre otros, se presenta a menudo por la irresponsabilidad y falta de consciencia de arrojar las pilas eléctricas a la basura, en vez de depo-sitarlas en los contenedores de los centros de acopio. Si en tu localidad no existen estos centros, ponte las pilas y plantea a las autoridades municipales o educativas, la posibilidad de llevar a cabo este proyecto.

¡Ponte las pilas!

Otra fuente importante de contaminación del agua son los derrames frecuentes de petróleo en el mar, algunos producidos por accidentes de barcos petroleros como el Exxon Valdez (Alaska, 1989) o el Prestige (Galicia, 2002), estos desastres afectan la flora y la fauna marina, pero además afectan la vida de las comunidades costeras.

Las plataformas petroleras son también una fuente de contaminación permanente de los ecosistemas marinos.


En los contaminantes de tipo biológico, se tienen a las bacterias, virus, algas y plantas acuáticas. En los contaminantes de tipo físico, se pueden considerar a los sólidos y líqui-dos insolubles, espuma o calor (contaminación térmica). El calor puede ser considerado un contaminante, cuando las termoeléctricas o las fábricas vierten agua a elevada temperatura provocando que disminuya el oxígeno disuelto, afectándose así el aspecto del agua e inter-firiendo con las posibilidades de vida.

Formas de contaminación del agua

Fig.7 Aves cubiertas de petróleo

Fig. 1.20 Imáge-nes que muestran la contaminación en nuestros ríos.


Un caso reciente, es el ocurrido el día martes 20 de abril de 2010 en el Golfo de México, donde explotó una plataforma petrolera de los Estados Unidos de Norteamérica, frente a las costas de Louisiana. Los expertos medioambientales han expresado que este es uno de los desastres más dañinos que los ocasionados por el derrame del barco petrolero Ex-xon Valdez, ocurrido en 1989 cerca de las costas de Alaska, ya que los ecosistemas de miles de kilómetros de pántanos, islas y playas desde Louisiana a Florida, sufrirán graves daños. México evalúa los posibles daños a sus costas.

En nuestras comunidades un problema de contaminación frecuente, es el vertido de aceites de motor al suelo, en los talleres mecánicos, sin medir las consecuencias que esto trae consigo.

Otra forma común de contaminación del agua, se presenta al arrojar basura a los cuerpos de agua, esta mala costumbre se presenta mucho en las zonas rurales, un ejemplo palpable de ello, es la basura flotante que aparece en época de lluvia en el cañon del sumidero.

Fig.1.23 El Cañon del Sumidero agoni-zante por la basura.Fig.1.22 El Cañon del Sumidero limpio.

El vertido de aguas residuales urbanas sin tratamiento a los cuerpos de agua, como ríos, mares, lagos, generan contaminación. La materia orgánica, es degradada por las bacterias de manera natural, pero las cantidades son tan enormes que no alcanzan a degradarla. Ante esto, las aguas residuales deben recibir mínimamente un tratamiento primario antes de ser vertidas a los cauces naturales. El tratamiento primario consiste en la sedimentación de los materiales suspendidos (grasas y aceites) utilizando tratamientos físicos o físico-químicos, al finalizar el proceso, en ocasiones se somete a cloración para eliminar las bacterias.

La Profepa (Procuraduría Federal de Protección al Ambiente) ha empezado a aplicar la nor-matividad y a regular esto, de forma tal que en los talleres, el aceite debe ser almacenado o confinado en recipientes para ser reciclado y además colocar trampas para que el aceite no sea descargado en forma directa al drenaje.

¿Sabía usted que el aceite de motor que se desecha en un cambio de aceite puede contaminar hasta 4 mil metros cúbicos de agua dulce ?

Sin embargo, esta mala costumbre no es propia de las zonas rurales, se presenta también en las ciudades, la basura arrojada a la calle cubre las alcantarillas provo-cando inundaciones.

Desde tiempo atrás se viene contaminando el agua, hoy estamos llegando a un punto en el que el agua contaminada se ha vuelto tan peligrosa para la salud humana y las demás espe-cies, que las grandes empresas se han aprovechado, haciendo de esto un gran negocio, de forma tal, que el precio de un litro de agua purificada se equipara con el precio de la gasolina y hasta con el de la leche.

Fig. 1.21 Explosión de plataforma petrolera en el Golfo de México.



Actividad1.20 De manera colaborativa organiza en un mapa conceptual la información proporcionada sobre la contaminación del agua y sus implicaciones.



Actividad 1.21 Con la información adquirida, da respuesta a las siguientes preguntas:

¿Qué actividades humanas contaminan las aguas de los ríos, lagos y mares?

¿Qué actividades humanas pueden contaminar las aguas subterráneas?

¿Cuáles son los principales contaminantes del agua?

¿Qué enfermedades se producen por agua contaminada?

Las aguas subterráneas son las más difíciles de tratar, ¿qué medidas sugieres para evitar su contaminación?

Finalmente, ¿cuáles son las consecuencias de la contaminación del agua?

¿Qué tipo de tratamiento se le da en tu ciudad o comunidad a las aguas residuales?


Actividad 1.22 De manera colaborativa lee, traduce y reflexiona sobre las ideas centrales de esta texto escrito por Mikhail Gorbachev y que aparece en el libro Water. The drop of life, escrita por Peter Swanson.

WATER, LIKE RELIGION and ideology, has the power to move millions of people. Since the very birth of human civilization, people have moved to settle close to it. People move when there is too little of it. People move when there is too much of it. People journey down it. People write, sing and dance about it. People fight over it. And all people, everywhere and very day, need it.We need it for drinking, for cooking, for washing, for food, for sanitation, for industry, for energy, for transport, for rituals, for fun, for life. And it is not only we humans who need it; all life everywhere is dependent on water to survive.But we stand today on the brink of a global water crisis. Although certain parts of the world have abundant water resources, supplies of drinking water are inadequate in many regions. Let us acknowledge that access to clean water is a universal human right, and in so doing accept that we have the corresponding universal responsibility to ensure that the forecast of a world where, in 25 years ’time, two out of every three persons face water stress is proven wrong.Without water security, social, economic and national stability are imperiled. This is magnified where water is shared across borders-and becomes crucial where water stress exists in regions of religious, territorial or ethnic tension. Thus we are faced with a mighty challenge.Fortunately we have a history of meeting great challenges using imagination and our irrepressible capacity to adapt, and thousands of talented people around the world are already mobilized to the cause of preserving water for future generations.



Agua de la planta tratadora inviable para su usoCientíficos de la UAS que realizaron estudios en las instalaciones señalan que el resultado del proceso resulta demasiado contaminado, pues el sistema de tratamiento está desfasado

Culiacįn, Sinaloa.- El agua producto de la Planta de Tratamiento Norte, misma que es administrada, por la empresa de intereses extranjeros Degrémont, bajo el sello local de Tacsa, produce agua con un nivel de impureza que no es utilizable para el supuesto uso agrķcola al que estį destinada, siendo incluso un riesgo para la salud pśblica, afirma el investigador cientķfico de la Universidad Autónoma de Sinaloa, Guadalupe Llanes Ocańa. Sin embargo, las autoridades oficiales se contradicen al respecto, dejando dudas entre la población. Tiempos cumplidos. Inaugurada en 2001 la instalación fue entregada en operación al conglomerado de origen francés ante la supuesta ventaja de una tecnologķa viable y económicamente sustentable, argumentó Llanes Ocańa. «Llegan igual que en el pasado a engańarnos, vendiéndonos espejitos». El catedrįtico que ha trabajado por mįs de 10 ańos con los lodos del sedimento del complejo, asķ como su agua tratada y asegura que tanto el nivel de calidad con que se produce, como el tratamiento estįn fuera de la norma de calidad que deberķan alcanzar para este momento. «Lo que funcionó en aquel momento, estaba lejos de un nivel de calidad actual. La ciudad creció y las necesidades también y el municipio simplemente no puede hacer nada, no puede meter mano, por que tiene un contrato a 20 ańos». >Proceso poluto. Las aguas en Culiacįn son un 97 por ciento producto de la habitual actividad doméstica, y a pesar de que no hay residuos industriales, no deja de existir un problema grave, explicó el cientķfico. «Es la actividad de las seńoras en las casas, los desechos normales del ser humano y a lo mucho algunos talleres que descargan grasas y aceites. Son aguas residuales municipales como tales». El agua que ingresa desde la cańerķa de aguas residuales pasa por una serie de procesos de filtrado y de sedimentación para ser finalmente desinfectada con cloro lo que resulta en una maniobra sumamente agresiva para la ecologķa ademįs de ser ineficiente, aseveró Llanes, explicando que el quķmico separa la materia orgįnica liberando los bįsicos nitrógeno, fósforo y potasio, que son componentes presentes en los fertilizantes y responsables del crecimiento acelerado de las plantas regadas con el agua del dren Cedritos donde descarga la tratadora. «Pero hay algo muy malo, estį sumamente contaminada. Produce enfermedades de la piel, del estómago y de los ojos. Si puede que vean de repente unas plantas de maķz muy grandes, pero la gente que maneja esta agua se llena de ronchas y se les pone la piel roja. Hay nińos que juegan dentro, incluso hay gente que pesca «. Sin embargo el propio cloro estį incorporado en el lķquido lo que produce una mayor toxicidad en el agua, sea puro, o a través de Tricloramina (NCI3) que produce los hedores propios del dren, al igual que los sulfuros producto de ese choque quķmico. A esto se suma las descargas domiciliarias irregulares directas de los poblados marginales, pesticidas de pistas de aviones fumigadores, residuos de envases de agroquķmicos, los despojos de la ganadera Vizur y la basura arrojada. Hay una afectación a la producción camaronera una vez llegada el agua a Bahķa Santa Marķa, reside en la forma en que todo el ecosistema es golpeado al llegar esta contaminación, expresó.

Actividad 1.23 Lee el siguiente artículo periodístico sobre la problemática de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Norte, ubicada en Culiacán. Reflexiona sobre los diferentes puntos de vista, tanto del investigador como el de la gerencia de JAPAC y emite tu opinión.


El simple análisis sensible denota colores que van desde el grisáceo al verdoso, o incluso rojiza con la acumulación de fósforo, en las estaciones frías del año, produce espumas espesas al agitarse y tiene un mal olor característico. «En las noches es cuando se aprecia la peste con más fuerza y está compuesto de metano y ácido sulfhídrico producidos por el proceso de putrefacción de los elementos orgánicos». >Controversia. El presidente municipal, Carlos David Ibarra Félix quien reconociera la ineficiencia de la planta y de la empresa que la maneja a nivel internacional, señaló que el litigio que se mantiene con ésta, para tomar el control de las instalaciones antes de que venza el contrato. «En su momento fueron las mejores que se pudieron, ahora podemos generar mejores condiciones y generar un ahorro para la junta 186 millones a la junta por la pura tarifa 1, que es el financiamiento y cerca de 280 millones de pesos en la operación de la planta». De su parte el gerente general de Japac, Manuel Rocha García negó ninguna deficiencia en el agua , y señaló que es adecuada para su uso. «Al contrario, en las plantas de aguas residuales que opera la Junta de Agua Potable la norma para la cual fueron diseñadas. Estamos buscando que las plantas residuales sean certificadas con el ISO-9002 de parte de Profepa». Documento Japac recibe certificación ecológica de Profepa La Junta de Agua Potable y Alcantarillado de Culiacán, recibió de manos de a Procuraduría Federal de Protección al Ambiente, delegación Sinaloa, el certificado Industria Limpia, para tres de sus instalaciones de potabilización de agua, dentro del Programa Nacional de Auditoría Ambiental. El titular de la Profepa, Alejandro Camacho Mendoza, señaló que lo que se entregaba es un refrendo para las plantas de El Country, La Campiña y de La Isleta. «Esta última es nueva, ya que antes no se le había auditado para otorgar este documento», puntualizó. Científicos proponen una alternativa ecológica ante problemas de la planta El investigador de la Universidad Autónoma de Sinaloa, Guadalupe Llanes Ocaña, ha patentado un proceso de avanzada para la desinfección del agua de las plantas de tratamiento, sustituyendo el cloro comúnmente empleado por ozono, resultando en una alternativa ecológicamente viable basada en tecnología desarrollada en la entidad. El proyecto se desarrolló tras un concienzudo estudio de todas la plantas de la Japac, incluidas las de potabilización, pero en especial la norte, que es la de mayor problemática. «Esta es una debate.com.mx | Miguel Omar López | Actualizado: 14/08/2010 6:10:00

Fig. 1.24 Vista aérea de la Planta de Tratamiento de aguas residuales de Culiacán.


Competencia genérica«Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, considerando otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva».

Emite tu opinión:


5. Autoevaluación

Horizontales 2. Fenómeno que se presenta por el exceso de nutrientes en el agua. 3. Líquidos que se generan en la degradaciòn de la materia orgánica. 6. Aparte de las enfermedades parasitarias, esta es una enfermedad provocada por la contaminación del agua, 8. El derrame petrolero provocado por el barco Exxon Valdez en 1989, provocó daños a los ecosistemas de ... 9. Tipo de tratamiento que se utiliza para eliminar los sólidos suspendidos de las aguas residuales o mejor conocidas como aguas negras. 10. A las bacterias, virus y algas presentes en el agua se les clasifica como contaminantes de tipo ...

Verticales 1. Para determinar el grado de contaminación del agua por heces fecales, se hace un recuento de los microorganismos denominados ...4. Los lixiviados de rellenos sanitarios, como los metales pesados al filtrarse en el suelo, pueden llegar a contaminar las aguas ... 5. Cuando se incorporan al agua sustancias químicas y microorganismos que deterioren su calidad, se dice que el agua está... 7. A los contaminantes orgánicos e inorgánicos disueltos o dispersos en el agua se les clasifica como del tipo ...

La contaminación del agua



Actividad 1.25 Realiza una feria científica el día 22 de marzo para conmemorar el día mundial del agua. Para lo cual, se recomienda integrar equipos de alumnos que participen en la elaboración de pro-yectos relacionados con los siguientes ejes temáticos.

1. El agua, su composición y sus modelos de representación.2. El agua y sus propiedades físicas. a) Polaridad b) Solubilidad c) Presión de vapor c) Punto de ebullición d) Punto de congelación e) Capilaridad f) Tensión superficial3. El agua y sus propiedades químicas.3. La contaminación del agua4. El ciclo hidrológico del agua5. Los recursos hídricos en México y en el planeta (elaboración de mapas o maquetas).6. Cómo cuidar el agua

Proyecto integrador

FERIA DE LA CIENCIADía internacional del agua

en la Unidad Académica Preparatoria

Emiliano Zapata


La siguiente lista de cotejo puede servir para autoevaluar tu nivel de desempe-ño, en los diferentes momentos de la realización de la secuencia didáctica: La contaminación del agua y sus implicaciones.

5. Autoevaluación

Total:

Criterios

Manejo Conceptual

Procedimental

Actitudinal Valoral


Problematización: Explora sus conocimien-tos previos

Define que es contaminación, contami-nantes, tipos de contaminantes.

Explica la formas de contaminación del agua y sus implicaciones para la vida en el Planeta.

Adquisición y organización de la infor-mación: Da lectura al texto referido a la contaminación del agua.

Indicadores

.




Cuida de sí y del ambiente al utilizar sustancias químicas.

Procesamiento de la información: Ela-bora un mapa conceptual con las ideas centrales retomadas del texto.

Aplicación: Da respuesta a las interro-gantes

Autoevaluación: Reflexiona sobre el con-tenido de la carta del expresidente ruso Mikhail Gorbachev.

Reflexiona sobre la problemática de la planta de tratamiento de aguas residua-les de Culiacán.

Elabora el reporte de su proyecto inte-grador

Si No Puntos

1

0.5

0.5

0.5

1

1

1

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

1

1

Las disoluciones químicas 57

Unidad de aprendizaje 2Las disoluciones químicas



Unidad de aprendizaje 2

Las disoluciones químicas

Competencia de unidad

2.1Las disoluciones y sus componentes

Introducción

La mayor parte de las sustancias que encontramos en nuestra vida cotidiana, son mezclas. Algunas son de aspecto homogéneo y otras heterogéneo.

En esta unidad se abordarán las características de las disoluciones, en ellas centraremos nuestra atención, específicamente en las formas de expresar su concentración y sus propiedades coligativas.

Agua y sales minerales

Bióxido de carbono

Sol

Clorofila

Muchos procesos vitales que se realizan en plantas, animales y seres humanos, tienen lugar en disoluciones acuosas, como el plasma sanguíneo y la savia de los vegetales. Todas estas disoluciones tienen al agua como su componente principal. Sin embargo, existen muchas otras mezclas que contienen otro tipo de disolventes, como el aire, gasolina, bronce, acero.

En la vida diaria, son bastantes los productos comerciales que se venden como disoluciones, por ejemplo, los refrescos, el vinagre, agua de colonia, enjuague bucal, blanqueador, gasolina, anticongelante, vino, etc. Existen además otros tipos de mezclas, como las suspensiones, las emulsiones y los sistemas coloidales.

Fig.2.2 Ejemplos de disoluciones cotidianas

Determina en forma teórica y experimental la concentración de soluto presente en una disolución, destacando la importancia que tiene esta característica de las disoluciones en los diferentes ámbitos de la vida cotidiana.

Fig. 2.1 La fotosíntesis


1. Si disolvemos 50 gramos de azúcar en 200 mL de agua, y con un popote probamos la disolución de la parte de arriba, del fondo y de las paredes del recipiente… a) El sabor dulce será mayor en el fondob) El sabor dulce será mayor en la parte de arribac) El sabor será el mismo en todas partesd) El sabor dulce será mayor en las paredes del recipiente

2. Una disolución se puede clasificar como:a) Mezcla homogéneab) Mezcla heterogéneac) Suspensiónd) Coloide

3. Al componente que se disuelve en una disolución, se le conoce como:a) Disolventeb) Solutoc) Fase dispersanted) Dispersor

4. Cuando el azúcar se disuelve en el agua…a) Los cristales de azúcar ocupan los espacios entre las moléculas de aguab) Las moléculas de azúcar forman enlaces intermoleculares con las moléculas de agua c) Los cristales de azúcar desaparecen y la masa del agua permanece constanted) Los cristales adoptan una estructura menos compleja, volviéndose más ligeros

Actividad 2.1 Contesta de manera individual las siguientes preguntas para explorar tus conocimientos previos, posteriormente comenta con tus compañeros tus respuestas.

5. El siguiente dibujo muestra un vaso que contiene exactamente 60 g de agua y un reci-piente que contiene 6 gramos de azúcar. Si adicionamos el azúcar en el agua hasta que se disuelva, se obtiene una disolución transparente. ¿Cuál consideras que será ahora la masa del contenido del vaso?a) 60 gramosb) Entre 60 y 66 gramosc) 66 gramosd) menos de 60 gramos

1. Problematización¿Por qué no es recomendable utilizar agua a baja temperatura al preparar una «agua fresca»?


60 g de agua

¿? masa

6 g de azúcar


Las disoluciones y sus componentesUna disolución es una mezcla homogénea de dos o más componentes, que tiene la misma composición y propiedades en todas sus partes, de ahí el nombre de homogénea. Una vez disueltos los componentes, no se pueden observar, debido a que su tamaño es atómico, iónico o molecular. El término disolución no es sinónimo de desaparición, si al disolver el soluto sus partículas no se distinguen, es porque su tamaño es del orden de 0.1 a 1nm*. Los componentes de una disolución son el soluto y el disolvente.

*El nanómetro es la unidad de longitud que equivale a una milmillonésima parte de un metro, es decir 1 x 10-9 metros o 10-7centímetros.

Soluto. Es la sustancia que se disuelve y que generalmente se encuentra en menor cantidad en una disolución.Disolvente. Es la sustancia que disuelve al soluto y que generalmente se encuentra en mayor cantidad en una disolución.

Si preparamos una disolución de azúcar en agua, ¿cuál es el soluto y cuál es el disolvente?

1. Cuando ambos componentes presenten el mismo estado físico, se considerará como disolvente al que se encuentre en mayor proporción. Por ejemplo, el nitrógeno en el aire, alcohol de 96o y la aleación de Cu y Sn en el bronce.

¿Cuál es el soluto y cuál es el disolvente, si el alcohol es de 960 G.L?

¿Cuál es el soluto y cuál es el disolvente en el bronce, si el estaño se encuentra al 20%?

S i e l a i r e c o n t i e n e aproximadamente 79% de nitrógeno y el resto corresponde a ot ros gases. ¿Quién es el soluto y cuál es el disolvente?

Sin embargo, existen casos en los cuales esto no se puede considerar como un regla o norma, ya que la distinción entre soluto y disolvente es siempre convencional, como se observa en las siguientes situaciones:



2. Si uno de los componentes es sólido y el otro gaseoso, el sólido es el disolvente y el gaseoso es el soluto. Un ejemplo poco común es la disolución de hidrógeno en paladio.

HH

HHHH

Paladio

Pt

¿Cuál es el soluto y cuál es el disolvente, en este ejemplo?

3. En aquellos casos, donde la proporción sea la misma: 50% de soluto y 50% de disolvente, se considerará como disolvente al componente menos activo químicamente. Por ejemplo, en una disolución alcohólica de 50% de alcohol y 50% de agua, el disolvente será el agua y el soluto el alcohol.

4. Cuando uno de los componentes de la disolución es líquido y conserva su estado físico, se le considera como disolvente y al otro como soluto. Por ejemplo, en disoluciones acuosas azucaradas o salinas.

Un caso diferente al anterior, se presenta cuando el mercurio, que es un líquido, forma amalgama con la plata que es un sólido y al mezclarse forman una fase sólida. El estado líquido del mercurio no se conserva, por tanto, al mercurio se le considera como soluto y a la plata como disolvente.

AguaSal

Disolución salina

Disolución azucarada

Amalgama

Mercurio

Tipos de disoluciones

Pero en las disoluciones, las sustancias que participan pueden estar en cualquiera de los tres estados de agregación más comunes. Así encontraremos disoluciones: gas/gas; gas/líquido; gas/sólido; líquido/líquido; sólido/líquido y sólido/sólido, entre otras.

Generalmente al hablar de disoluciones, nos imaginamos aquellas formadas por un sólido disuelto en un líquido, porque son las que más utilizamos en la vida cotidiana.


El estado de agregación resultante de las disoluciones, generalmente depende del estado de agregación del disolvente, lo cual permite clasificarlas en disoluciones sólidas, líquidas o gaseosas, como se muestra en la siguiente tabla.

* Una disolución puede contener más de un tipo de soluto.

Es el tamaño de las partículas disueltas lo que le confiere algunas características a las disoluciones, y al mismo tiempo, lo que permite diferenciarlas de otros tipos de mezclas.

Características de las disoluciones

1. Una disolución es una mezcla homogénea de partículas sumamente pequeñas (átomos, iones, o moléculas).

2. Está formada por una sola fase: sólida, líquida o gaseosa.

3. Presenta la misma composición en cualquiera de sus partes, es decir es uniforme.

4. Una característica intrínseca de las mezclas es su composición variable.

5. Las disoluciones líquidas y gaseosas no sedimentan y permiten el paso de la luz sin dis-persarse.

SolubilidadLa solubilidad es una propiedad física que expresa la cantidad de soluto (gramos de sustancia) que se puede disolver en 100 gramos de disolvente a una temperatura determinada.

Componentes Estado de agregación de la disolución Disolvente Soluto*

Ejemplos más comunes

Gas Gas Gaseosa Aire; mezcla de propano y butano

Gas Líquido Gaseosa Agua en aire (aire húmedo)

Gas Sólido Gaseosa Humos muy finos

Líquido Líquido Líquida Vinagre;etilenglicol en agua

Líquido Sólido Líquida Agua de mar; agua azucarada

Líquido Gas Líquida Bebidas gaseosas (CO2 en agua)

Sólido Gas Sólida Hidrógeno gaseoso en Pd o Pt

Sólido Líquido Sólida Mercurio mezclado con plata

Sólido Sólido Sólida Aleaciones metálicas (bronce; latón, acero)

Tabla 2.1 Disoluciones líquidas, sólidas y gaseosas.


¿Sabías que ... en los mares polares existe abundante pesca, debido a que las bajas temperaturas permiten mayor solubilidad del oxígeno?

¿Sabías que ... la solubilidad del azúcar (C12 H22O11) es de 203.9 gramos por cada 100 gramos de agua a 20 0C?

La solubilidad puede también expresarse como la facilidad con la que una sustancia se disuelve en otra. Así, si se disuelve en grandes cantidades, se dice que la sustancia es muy soluble. Si se disuelve tan sólo una pequeña cantidad, la sustancia se dice que es moderada o ligeramente soluble; si no se disuelve ninguna cantidad apreciable, la sustancia se considera insoluble o inmiscible. En ocasiones se utiliza el término miscible para indicar que una sustancia líquida es soluble en otra, por ejemplo, el alcohol y el agua son miscibles.

Si observamos la gráfica, encontraremos que la solu-bilidad del nitrato de potasio, KNO3 es de 30 gramos por cada 100 g de agua, a 200C. Sin embargo, a 500C se pueden disolver 80 g de KNO3.

¿Sabías que ... la temperatura es un factor que influye generalmente en la solubilidad de las sus-tancias? En la vida cotidiana cuando se prepara una agua fresca, siempre se prepara con agua tibia o agua a temperatura ambiente. ¿Por qué no utilizamos agua a baja temperatura?

Mas

a de

sol

uto

que

se d

isue

lve

en 1

00 g

agu

a

20 g

40

60

80

100

120

140

20 40 60 80 100

AgNO3

NaNO3

KNO3

KCl

NaCl

Temperatura 0C

Problema resueltoSi se preparó una disolución saturada de KNO3 a 200C y se volvió a saturar a 500C en 100g de agua, ¿qué cantidad de nitrato de potasio cristalizará si la disolución saturada pasa de 500C a 200C?

Información necesariaConocer cuantos gramos de KNO3 en 100g de agua se disuelven a 200C y a 500C.

Estrategia

Si a 500C se disuelven 80 g de KNO3, si se enfría a 200C, solamente se disolverán 30g. Entonces la cantidad que no se puede disolver, cristaliza.Resolución

80g - 30g= 50g de KNO3

Fig. 2.3 Gráfica de solubilidad de algunas sustancias


Tabla 2.2 Solubilidad (gramos de soluto/100 g de disolvente)

Soluto 20 0C 50 0C

NaCl 36g 37g CuSO4 21g 42g

Azúcar 203.9g 260.4g

KClO3 7.4g 19.3g

33g 31g Li2SO4

La naturaleza del soluto y del disolvente

La polaridad de las partículas que participan en una disolución, es fundamental para determinar la solubilidad de las mismas.

Las moléculas de agua son polares y a ello se deben muchas de sus propiedades, como la de disolver a la mayoría de las sustancias inorgánicas.

Un disolvente polar disolverá sólo sustancias polares, asimismo, un disolvente no polar sólo disolverá a sustancias no polares .

El agua actúa como un excelente disolvente para los compuestos iónicos, debido a la fuerte atracción que existe entre los iones y las moléculas polares del agua, se dice entonces que se hidratan o solvatan los iones o moléculas. En la siguiente figura se muestra un modelo que busca representar a nivel submicroscópico la disolución del cloruro de sodio en agua.

Fig.2.5 Solvatación de los iones Cl- y Na+ por las moléculas de agua

Por otro lado, el agua es un mal disolvente de las grasas y las ceras, mientras que el benceno, éter etílico, disulfuro de carbono y cloroformo, son bue-nos disolventes para estas sustancias. No obstan-te, estos disolventes no polares son incapaces de disolver a los compuestos iónicos,

Existen algunos factores que influyen en la solubilidad de una sustancia en otra, como son la temperatura, la naturaleza del soluto y disolvente, la presión y otros que ayudan a reducir el tiempo de disolución como la agitación mécanica y el tamaño de la partícula.

Factores que afectan la solubilidad

Efecto de la temperatura

En la mayoría de los solutos sólidos aumenta su solubilidad en el líquido a medida que aumenta la temperatura. Sin embargo, existen excepciones donde el soluto se vuelve menos soluble a medida que aumenta la temperatura, véase la tabla 2.1 de solubilidad.

La solubilidad de un gas en un líquido disminuye generalmente a medida que se eleva la temperatura. Debido a esto, el bióxido de carbono sale vigorosamente de un refresco en épocas calurosas. Asimismo, al calentar agua empiezan a aparecer burbujas, debido a la disminución de la solubilidad del aire.

Fig. 2.4 Burbujas de CO2 en un refresco.

Fig. 2.4 Burbujas de aire en el agua.


La cantidad de CO2 que permanece en la bebida está determinada sólo por la presión parcial atmosférica normal del CO2. El exceso de CO2 disuelto abandona la disolución, causando la efervescencia.

¿Sabías que ... la ley de Henry tiene gran importancia para quienes practican el buceo a grandes profundidades. Al bajar a profundidades mayores, aumenta la presión sobre el cuerpo, provocando que la sangre de los buzos se sature con aire a alta presión: las células consumen el oxígeno, pero el nitrógeno se acumula. Si el buzo emerge a la superficie demasiado rápido, gran parte de ese nitrógeno se desprenderá en forma súbita y formará burbujas en el torrente sanguíneo. Éstas burbujas bloquean los capilares sanguíneos y limitan el flujo de sangre, causando aeroembolismo. El aeroembolismo (o de forma más precisa, el embolismo arterial por gas) ocurre cuando las burbujas de aire, que penetran en el torrente sanguíneo a través del tejido pulmonar dañado, bloquean la irrigación de una parte del cerebro, del corazón o de la médula espinal, provocando generalmente inconsciencia, parálisis (apoplejía) o la muerte.

Cuando el soluto es un líquido o un sólido, las variaciones de presión influyen poco en la solubilidad. Sin embargo, al formarse una disolución saturada de un gas en un líquido, la presión del gas desempeña un papel importante, puesto que determina la cantidad de gas que puede disolverse.

La solubilidad de un gas en un líquido es directamente proporcional a la presión parcial del gas que está sobre el líquido. Si se duplica la presión manteniendo constante la temperatura, el volumen de la fase gaseosa se reducirá a la mitad y la concentración de las moléculas gaseosas en la disolución aumentará, como se indica en la figura 2.6.

A esta ley se le conoce como la Ley de Henry, en honor de William Henry, que descubrió la relación entre presión y solubilidad de los gases en 1803.La ley de Henry se aplica en el llenado de botellas y latas de refrescos, las cuales antes de sellarlas se someten a presión con una mezcla de aire y CO2, saturada con vapor de agua. Por eso cuando el envase se abre y la presión se reduce, el gas escapa del líquido.

Efecto de la presión

Fig.2.6 Disolución de un gas en un líquido por aumento de presión.

Fig.2.8 Embotellado de refrescos.

Fig.2.7 Refresco en lata.

Fig.2.9 Buzos en las profundidades del océano.


Tamaño de la partícula

El tamaño de la partícula es tomado en cuenta, cuando el soluto es sólido y compacto. Así entre más finas sean las partículas del sólido, existirá mayor superficie de contacto entre el disolvente y el soluto, esto hará que aumente la velocidad de disolución. Si las partículas sólidas son grandes, la superficie de contacto se reduce y esto hace que la velocidad de disolución sea menor.

Como lo mencionamos al inicio, existen otros factores que ayudan a reducir el tiempo de disolución como la agitación mécanica y el tamaño del cuerpo material, siempre y cuando las sustancias que interaccionen sean de la misma naturaleza (polar o no polar).

Agitación

La agitación mecánica ayuda a una mayor interacción entre las partículas del soluto y del disolvente. Esto hace que el soluto se disuelva mucho más rápido en el disolvente, debido a que aumentamos la energía cinética de las partículas de dichas sustancias. Sin embargo, no hay que dejar de lado que ambas necesitan ser de la misma naturaleza para que se disuelvan.

Un ejemplo de este caso, puede ser la competencia comercial entre la compañia que produce el alkaseltzer y la sal de uvas picot. Su argumento comercial es que el polvo de sal de uvas picot se disuelve mucho más rápido que el alkaseltzer y elimina las agruras o la acidez con mayor rapidez. ¿Será cierto esto? ¿Tú que opinas?

Alkaseltzer Sal de uvas picot

Un ejemplo de esto, lo tenemos cuando le adiciona-mos azúcar al café o cuando preparamos una agua fresca.

Fig.2.10 Antiácidos comunes

Fig.2.11 Agregando azúcar al agua.



Actividad 2.2 De manera colaborativa elabora un mapa conceptual donde se rescaten los conceptos involucrados en los temas de disolución, tipos de disolución, solubilidad, factores que afectan la solubilidad


1. Identifica qué sustancia es el disolvente y cuál el soluto en las siguientes disoluciones.


Actividad 2.3 De manera colaborativa resuelve cada una de las situaciones problémicas.

Las disoluciones y sus componentes

Disolución

a) 2 g de aceite y 200 g de gasolina

Soluto Disolvente

b) Dióxido de carbono y agua (en refrescos)

c) 70 mL de alcohol isopropílico y 30 mL de agua

d) 25% de Sn y 75% de Cu

e) En una disolución de jugo de limón y agua

f) Al disolver un cubo de consomé en agua caliente

g) En una disolución de agua de mar

h) Agua clorada de una piscina

i) En una disolución de vinagre (ácido acético en agua)

1. Encuentra la solubilidad del nitrato de sodio, NaNO3 a 400C y a 600C.

Información necesaria

Para responder a esta pregunta, utiliza la gráfica de solubilidad de la página 64 (figura 2.3).

Problemas de solubilidad


2. ¿Cuál es la masa de los cristales que se forman si la disolución saturada de NaNO3 en 100g de agua se enfría de 600C a 400C. ¿Se necesita alguna información adicional para resolver el problema?

3. Determina cuantos gramos de KCl en 100g de agua se disuelven a 300C y a 600C. Para responder a esta pregunta, utiliza la gráfica de solubilidad de la página 64 (figura 2.3).

Indaga

5. La ley de Henry no se cumple para aquellos gases que reaccionan con el disolvente, como por ejemplo, el ácido clorhídrico o el amoniaco disuelto en agua. ¿Qué pasaría si en vez de duplicar la presión sobre el gas, esta se reduce a la mitad?

4. ¿Por qué en la actualidad, los tanques de buceo se llenan con una mezcla de helio-oxígeno en vez de la mezcla nitrógeno-oxígeno?


6. Indaga si en tu comunidad, estado, país o en el resto del mundo se han presentado muertes de buzos por problemas de aeroembolia.

7. Explica con ejemplos el significado de la expresión «lo semejante disuelve a lo semejante»

8. Explica si se puede predecir si una sustancia es soluble en agua con sólo conocer su fór-mula química y el tipo de átomos que lo constituyen.

9. Investiga qué propiedades del alcohol lo hacen soluble en agua.


Actividad experimental 2.4 Determina la solubilidad del cloruro de sodio

a) Determina la solubilidad de una sustancia para conocer la cantidad que puede ser disuelta a una temperatura dada.

¿Qué se necesita?

b) Utiliza el gráfico de solubilidad para determinar teóricamente la cantidad de soluto que puede disolverse y poder compararla con los resultados obtenidos en el experimento.


Pregunta de investigación¿Cuál será la solubilidad del cloruro de sodio (sal de cocina) a temperatura ambiente y a 500C?

Información necesaria

Realiza tus mediciones finales y anota todos tus datos y observaciones


Revisa la gráfica de solubilidad de la figura 2.3 (página 64) la solubilidad teórica del NaCl a temperatura ambiente y a 500C. Utiliza una regla para extrapolar los datos. Determina expe-rimentalmente si los datos se corresponden con los mostrados en la gráfica.

MaterialesDos vasos de ppCuchara

SustanciasSal de cocinaAgua

Soporte con varilla y aro Malla con asbestoMechero de BunsenTermómetroVidrio de reloPapel

Previamente se tara el vidrio de reloj (o papel) y se pesa la cantidad de sal que teóricamente se disuelve a la temperatura ambiente. Se añaden en 100 mL de agua la sal medida con anterioridad y se agita hasta lograr que se disuelva. Cuando ya no se disuelva más sal, esta se depositará en el fondo del vaso, esto significa que se ha formado una disolución saturada. Para las mediciones a 50 0C, primero se calienta el agua hasta esta temperatura, se retira del fuego y se procede en forma similar que para la temperatura ambiente.

Temperatura Datos Observaciones

T amb=

T 50 0C =

Teórico=

Experimental=

Teórico=

Experimental=


5. Autoevaluación


Horizontales

2. Cuando una persona al preparse un café, expresa que quedó «muy fuerte», «muy cargado», se refiere a que la disolución está muy ... 4. Si en un bronce, tenemos estaño al 20%, ¿que elemento químico es el disolvente? 6. En el aire, el disolvente es el ...9. Elemento químico que no puede faltar en una amalgama. 10. Cuando un soluto se agrega a un disolvente y este no se disuelve, se dice que es ... 11. A la sustancia que disuelve al soluto se le denomina ... 12. Esta propiedad expresa la cantidad de soluto que se puede disolver en 100g de disolvente a una temperatura determinada. 13. La solubilidad de un gas en un líquido disminuye si se aumenta la ...

Verticales

1. Una disolución es una mezcla ... 3. Término que expresa que una disolución contiene muy poca cantidad de soluto disuelto 5. A la sustancia que se disuelve en una disolución se le denomina ... 7. El fenómeno de El Niño ocasiona en las costas del Perú y el Ecuador, que los peces emigren al sur en busca de aguas frías, esto sucede porque disminuye la solubilidad del ...8. El que una sustancia sea soluble en otra, se explica por su ...

Las disoluciones y sus componentes


La siguiente lista de cotejo puede servir para autoevaluar tu nivel de desem-peño, en los diferentes momentos de la realización de la secuencia didáctica: Las disoluciones y sus componentes.

Autoevaluación

Criterios

Manejo Conceptual

Procedimental

Actitudinal Valoral



Define mezcla homogénea, disolución, soluto , disolvente y solubilidad.

Explica los factores que afectan la solu-bilidad.

Adquisición y organización de la infor-mación: Da lectura al texto referido a las disoluciones y sus componentes.

Indicadores

Elabora el reporte de laboratorio y mues-tra evidencias de su trabajo.





Procesamiento de la información: Elabora un mapa conceptual con las ideas centra-les retomadas del texto.

Aplicación: Identifica qué sustancia es el disolvente y cuál el soluto en algunas disoluciones.

Resuelve problemas de solubilidad y da respuesta a las interrogantes.

Si No Puntos

1

0.5

1

1

1

1

1

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

1

Total:




¿Qué importancia tiene conocer la concentración de una disolución?


1. La concentración de una disolución se puede definir como la cantidad de soluto disuelta en una cantidad de disolvente o de disolución.

2. Una disolución diluída contiene mucho soluto disuelto para la cantidad de disolvente presente en una disolución.

3. A la disolución que contiene menor cantidad de soluto del que puede ser disuelto a una temperatura determinada, se le conoce como no saturada.

4. Las disoluciones sobresaturadas contienen más soluto del que normalmente se puede disolver a una temperatura determinada, en cierta cantidad de disolvente.

5. Una disolución saturada contiene la cantidad exacta de soluto que se puede disolver en un cierto volumen de disolvente a una determinada temperatura.

6. El porcentaje en masa, es la forma más común de expresar la cantidad en gramos de soluto presentes en 100 gramos de disolución.

7. Si en un frasco, se indica que la concentración de alcohol etílico es de 700 G.L., su porcentaje en volumen es de 140 mL.

8. La concentración en partes por millón (ppm), se utiliza para expresar la presencia de pequeñas cantidades de soluto en disoluciones muy diluídas, tanto en la atmósfera, agua, suelo y el organismo.

9. La molaridad (M) se define como el número de moles de soluto conte-nidos en un litro de disolución.

10. La molalidad (m) se define como el número de moles de soluto por kilogramo de disolvente (no de disolución), esto es:

F____ V____

F____ V____

F____ V____

F____ V____

F____ V____

F____ V____

F____ V____

F____ V____

F____ V____

F____ V____

2.2 Formas de expresar la concentración de las disoluciones


Formas cualitativas de expresar la concentración de una disolución

En química se utilizan dos formas de expresar la concentración de una disolución: cualitativa o cuantitativa.

Imagina que alguien te entrega una botella y te dice: aquí está contenida una disolución acuosa de alcohol, con esa información puedes saber que la disolución contiene alcohol disuelto en agua, pero no en que cantidad; en otras palabras, no podrías saber la concentración, es decir, la cantidad de alcohol y de agua presente en esa disolución.

La concentración de una disolución se puede definir como la cantidad de soluto disuelta en una cantidad de disolvente o de disolución.

De manera cotidiana se utilizan términos cualitativos que describen o sugieren la concentración relativa de una disolución. Si observas las dos tazas de té negro que se muestran en la figura, ¿cómo describirías la concentración de ambas en términos cualitativos?

Los términos cualitativos que se utilizan para expresar la concentración de una disolución son: diluido, concentrado, saturado, no saturado y sobresaturado.

Disolución diluidaDisolución que contiene relativamente poco soluto disuelto, con respecto a la cantidad de disolvente presente en una disolución.

¿Cómo definirías a una disolución concentrada?

En conclusión, una disolución concentrada tiene más soluto que una disolución diluida, pero ninguna de las dos expresa la cantidad exacta del soluto presente en la disolución.


Fig.2.12 Disoluciones diluidas y concen-tradas de té de limón.


Disoluciones saturadas, no saturadas y sobresaturadas

Otra forma de expresar cualitativamente la concentración de una disolución, es mediante el uso de términos que sugieran la cantidad de soluto presente, con base al límite de solubilidad de esa sustancia, en cierta cantidad de disolvente.

Por ejemplo, al adicionar cloruro de sodio (sal de mesa) o azúcar (sacarosa) a un vaso con agua, al agitar los cristales desaparecen rápidamente, si seguimos agregando sal o azúcar llegaremos al límite en el que el sólido ya no se disuelve más, sino que se deposita en el fondo del vaso. Decimos que la disolución ha llegado a su punto de saturación.

Disolución saturada

Disolución que contiene la máxima cantidad o la cantidad exacta de soluto que se puede disolver en un cierto volumen de disolvente a una determinada temperatura.

Es importante citar la temperatura a la que se saturó la disolución, porque una disolución que está saturada a determinada temperatura, puede no estarlo a otra. Por ejemplo, si se disuelven 21 gramos de CuSO4 (sulfato de cobre II) en 100 gramos de agua a una temperatu-ra de 200C, decimos que está saturada, pero si se disuelve la misma cantidad de soluto a una temperatura de 350C, la condición de la disolución será no saturada.

Fig. 2.13 Disolución saturada de sulfato de cobre (II).

Disolución no saturada

Disolución que contiene menor cantidad de soluto del que puede ser disuelto a una temperatura determinada.

Fig. 2.14 Disolución no saturada de sulfato de cobre (II).

Una disolución no saturada, puede ser considerada como una diso-lución diluida o concentrada, dependiendo de la cantidad relativa de soluto disuelto en ella.

Disolución sobresaturadaLas disoluciones que contienen más soluto del que normalmente se puede disolver a una temperatura determinada en una cierta cantidad de disolvente, se conocen como sobresaturadas.

Las disoluciones sobresaturadas, son muy inestables, las perturbaciones como golpes, agitaciones o adición de un cristal «semilla», hacen que el soluto en exceso, cristalice y con facilidad regresen a su estado de saturación.

Fig.2.15 Disolución sobresaturada de sulfato de cobre (II).


¿Sabías que ... en el mercado se venden unos dispositivos que desprenden gran cantidad de calor y que son utilizados como compresas calientes para alivio temporal en inflamaciones musculares o lesiones como esguinces? Estos dispositivos consisten en pequeñas bolsas de plástico que en su interior llevan un líquido transparente y un pequeño círculo metálico. Cuando se ejerce una ligera presión sobre el círculo, el líquido del interior de la bolsa comienza a solidificarse muy rápidamente y a desprender gran cantidad de calor.

Para regenerar el sistema basta con calentarlo en agua hirviendo durante unos 10 o 15 minutos y dejarlo enfriar. De esta forma el dispositivo está otra vez dispuesto para ser utilizado.

¿Cómo funciona este dispositivo?

El líquido contenido en la bolsa de plástico es una disolución acuosa sobresaturada de acetato de sodio. Como ya se mencionó, una disolución sobresaturada es un sistema inestable que puede ser alterado fácilmente, en este caso la flexión del disco metálico, provoca la cristalización del acetato de sodio.

¿Sabías que…el Mar Muerto en realidad está muerto? Éste se denomina así, porque en él los peces y las plantas marinas tiene difícil existencia, debido a la gran concentración de sales disueltas en el agua. Las altas temperaturas generan que el agua se evapore rápidamente, aumentando la concentración de sales, lo que le confiere una alta densidad, provocando que los cuerpos floten y sea casi imposible hundirse en ella.

El Mar Muerto en realidad no es un mar, sino un lago que es aproximadamente diez veces más salado que los océanos.


¿Sabías qué...la cristalización se utiliza para obtener el azúcar? El azúcar de caña (sa-carosa) o azúcar común, es obtenido a partir del jugo de caña. En su fabricación se utiliza una serie de procesos fisico-químicos para quitarle las impurezas.

La caña que llega a la fábrica se transporta desde los cañaverales, se pesa en las básculas y se descarga en las mesas de alimentación. Utilizando picadoras se desfibran o rompen los tallos de la caña, y por medio de bandas transportadoras se conducen a los molinos, donde se extrae la sacarosa mediante un proceso que consiste en exprimir y lavar el bagazo. Éste sale del último molino y se puede utilizar como com-bustible o para fabricación de papel o paneles de aserrín comprimido.

La operación de cristalización consiste en la separación de un componente de una solución líquida transfiriéndolo a la fase sólida en forma de cristales que precipitan.

Tomado y adaptado de http://es.wikipedia.org/wiki/Azucar_de_caña

El jugo de caña proveniente de los molinos se alcaliniza, y posteriormente se clarifica por sedimentación y decantación de sólidos, lo cual permite obtener un jugo claro. En evaporadores al vacío, al jugo clarificado se le extrae hasta el 75% del agua. El concentrado obtenido pasa al proceso de cristalización, el cual se lleva a cabo en «tachos al vacío».

La cristalización del azúcar a nivel industrial es un proceso lento que se acelera introduciendo al tacho unos granos de polvo de azúcar finamente molido.

Cristales de alumbre

Cristales de sulfato de cobre pentahidratado

Cristales decloruro de sodio

Cristales de azúcar Fig.2.16 Cristales de diversas sustancias


Las formas cualitativas de expresar la concentración de las disoluciones, son útiles pero poco precisas, pues sólo indican de manera muy general, la cantidad relativa de soluto presente en la disolución. En muchas actividades de la vida cotidiana y también para procesos de interés científico se requiere conocer con precisión la concentración de soluto disuelta en el disolvente.

1. Porcentaje en masa 2. Porcentaje en volumen 3. Partes por millón 4. Molaridad 5. Molalidad

Formas cuantitativas de expresar la concentración de una disolución

Porcentaje en masa

Una forma común de expresar la concentración de una disolución de un sólido en un líquido, es en términos de porcentaje en masa. Generalmente se expresa como las partes de soluto presentes en 100 partes de disolución.

El porcentaje en masa se utiliza para expresar la cantidad en gramos de soluto presentes en 100 gramos de disolución.

Por ejemplo, una disolución acuosa de nitrato de plata al 2% que se emplea como disolución oftálmica para prevenir infecciones en el recién nacido, se prepara disolviendo 2 g de nitrato de plata en 98 gramos de agua o bien, 1 g de nitrato de plata en 49 gramos de agua.

Como la masa de la disolución se determina sumando la masa del soluto y la masa del di-solvente, entonces:

De ahí la importancia del uso de las siguientes expresiones cuantitativas:

Porcentaje en masa = del soluto

Masa del solutoMasa de la disolución

x 100

Porcentaje en masa = del soluto

Masa del soluto

Masa del soluto + Masa del disolvente

x 100

Fig.2.17 Atención a un recién nacido por un neonatólogo.


Porcentaje en volumenEl porcentaje en volumen se utiliza comúnmente para expresar la concentración de una di-solución que resulta de disolver un líquido en otro líquido, aunque puede ser utilizada para disoluciones gaseosas.

El porcentaje en volumen se utiliza para expresar la cantidad de mililitros de soluto pre-sentes en 100 mililitros de disolución.

Como el volumen de la disolución se determina sumando el volumen del soluto y el volumen del disolvente, entonces:

Porcentaje en volumen = del soluto Volumen del soluto + Volumen del disolvente

x 100Volumen del soluto

Porcentaje en volumen = Volumen del soluto

Volumen de la disoluciónx 100

¿Sabias que ... tanto en Estados Unidos como en Gran Bretaña y Rusia, se utiliza para especificar el contenido alcohólico los grados proof? Esta unidad cuantitativa-mente equivale al doble de los grados G. L. o % en volumen de la bebida. Por ejemplo, si un vo-dka tiene 1000 Proof, significa que posee 50 0G.L. o 50% en volumen de etanol.

¿Sabias que ... en las bebidas alcohólicas, las siglas 0G. L. son unidades que expresan cuantitativamente la cantidad de etanol en una bebida alcohólica? Las siglas 0G. L., se leen como grados Gay Lussac. Cuantitativamente 1 0G. L. es equivalente al 1 % en vo-lumen. De forma tal, que si en la etiqueta de una bebida alcohólica dice que contiene 40 0G. L., esta tiene 40 mL de etanol por cada 100 mL de la disolución (bebida alcohólica).


El alcohol y el cuerpo humano

En este artículo se analizan los efectos fisiológicos resultantes de la ingestión de alcohol etílico.

El alcohol es un depresor del sistema nervioso central. El sistema corporal es el más gravemente afectado por el alcohol (véase la tabla). El nivel en el que la función del sistema nervioso central se ve afectada, es directamente proporcional a la concentración de alcohol en la sangre.

Cuando se ingiere, el alcohol pasa del estómago al intestino delgado, donde se absorbe rápidamente en el torrente sanguíneo y se distribuye en todo el cuerpo. Debido a que se distribuye de manera rápida, el alcohol puede afectar el sistema nervioso central, incluso en pequeñas concentraciones. En bajas concentraciones, el alcohol disminuye las inhibiciones. Cuando la concentración de alcohol en la sangre aumenta, la respuesta de una persona a los estímulos disminuye notablemente, se habla mal, y se afecta el sentido del equilibrio. Con concentraciones mayores a 0.35 g/100 mL de sangre (la densidad del etanol es 0.83 g/mL), una persona puede caer en coma y morir.

La Asociación Médica Americana ha definido los niveles de concentración de alcohol en la sangre. Un nivel de deterioro para todas las personas se presenta a 0.04 g/100 mL de sangre. En la siguiente tabla se muestran los diferentes estados de intoxicación por la ingestión de alcohol.

Conozca más...

Estados de intoxicación alcohólica.

Concentración de alcohol en la sangreg/100 mL de sangre

Estado Síntomas clínicos

0.01 - 0.05 Subclínica Comportamiento casi normal.

0.03 - 0.12 Euforia Euforia leve, sociabilidad, locuacidad para hablar, aumento de la confianza en sí mismo, disminución de inhibiciones Disminución de la atención, el juicio y el control. Comienza el deterioro sensorial-motriz y la pérdida de eficiencia en cualquier prueba.

0.09 - 0.25 Emoción Inestabilidad emocional, pérdida de juicio crítico, deterioro de la percepción, la memoria y la comprensión. Disminución de reflejos. Disminución de la agudeza visual, de la visión periférica.Falta de coordinación motora sensorial; se afecta el equilibrio. Somnolencia.

0.18 – 0.30 Confusión Desorientación, confusión mental, mareos, estados emocionales exagerados, perturbaciones de la visión y de la percepción del color, forma, movimiento y dimensiones. Aumento del umbral de dolor. Aumenta la falta de coordinación muscular, dificultad para el habla, apatía y letargo.


0.25 – 0.40 Estupor Inercia general; se aproxima a la pérdida de funciones motoras. Disminuye notablemente la respuesta a los estímulos. Marcada falta de coordinación muscular, incapacidad para permanecer de pie o caminar. Vómitos, incontinencia, trastornos de la conciencia, sueño.

0.35 – 0.50 Coma Inconsciencia completa. Temperatura corporal anormal Incontinencia, deterioro de la circulación y la respiración. Posible muerte.

0.45 o más Muerte Muerte por paro respiratorio.

Absorción

El alcohol es absorbido por todas las partes del tracto gastrointestinal en gran parte por simple difusión a la sangre. Sin embargo, en el intestino delgado es más eficiente la absorción de alcohol. En un estado de ayuno, se acepta generalmente que el 20% al 25% de una dosis de alcohol se absorbe desde el estómago y el 75% a 80% es absorbido por el intestino delgado. Estas concentraciones pico de alcohol en sangre en personas en ayuno, se logra dentro de 0.5 a 2.0 horas, mientras que las personas sin ayuno, muestran concentraciones pico de alcohol en 1.0 hora, y en casos extremos arriba de 6.0 horas.

Distribución

El alcohol tiene una alta afinidad por el agua y se encuentra en los fluidos y tejidos del cuerpo en tanto contengan agua. El alcohol absorbido es rápidamente llevado por todo el cuerpo en la sangre y una vez que se completa la absorción, se produce un equilibrio tal, que la sangre en todos los puntos del sistema contiene aproximadamente la misma concentración de alcohol.

Eliminación

El hígado es el responsable de la eliminación - a través del metabolismo - del 95% de la ingestión de alcohol del cuerpo. El resto del alcohol se elimina a través de la excreción de alcohol en aliento, orina, sudor, heces, leche y saliva. El cuerpo utiliza diferentes rutas metabólicas en la oxidación del alcohol: de alcohol a acetaldehído, de acetaldehído a ácido acético y finalmente a dióxido de carbono y agua.

Las personas sanas metabolizan el alcohol a un ritmo bastante consistente. Como regla general, una persona eliminará una media copa 0.5 oz (15 mL) de alcohol por hora. Varios factores influyen en este tipo de velocidad. La velocidad de eliminación tiende a ser mayor cuando la concentración de alcohol en la sangre en el cuerpo es muy alta o muy baja. Los alcohólicos crónicos también pueden (dependiendo de la salud del hígado) metabolizar el alcohol en una tasa significativamente mayor que el promedio. Por último, la capacidad del cuerpo para metabolizar el alcohol tiende a disminuir con la edad.

Tomado y adaptado de www.intox.com/physiology.asphttp


Concentración en partes por millón (ppm)Este tipo de concentración se utiliza para expresar la presencia de pequeñas cantidades de soluto en disoluciones muy diluídas. Por ejemplo, los contaminantes en el aire, agua, suelo, residuos de plaguicidas y drogas en el organismo, por mencionar algunos.

La concentración en partes por millón (ppm), se expresa como las partes de masa de soluto presentes en un millón de partes de masa de disolución.

Concentración en partes por millón

Masa del solutoMasa de la disolución

x 106ppm=

Según la unidad utilizada, técnicamente 1 ppm podría ser:

Para ejemplificarlo veamos lo siguiente, si en una muestra de aceite para motor hay 20 ppm de Cu (cobre), entonces por cada millón de partes de aceite hay 20 de cobre.

En otras palabras, una ppm es una unidad de soluto disuelta en un millón de unidades de disolución.

Una regla muy práctica para calcular partes por millón es recordar que para disoluciones acuosas diluídas, su densidad es muy cercana a la del agua: 1g/mL

Por tanto, un kilogramo de una disolución acuosa diluída tendrá un volumen muy cercano a un litro. De esta manera:

¿Sabías que...la espectroscopía de absorción atómica es una técnica muy útil para analizar cualquier muestra que se encuentre en disolución. Su sensibilidad puede determinar concentraciones en partes por millón o en partes por billón. Se utiliza en el mo-nitoreo de sustancias tóxicas en personal expuesto a diferentes metales. En bioquímica nutricional para determinar la excreción de Ca, I y Se, por orina. En toxicología para determinar la pre-sencia de arsénico, mercurio y talio que pudieron ser ingeridos accidentalmente, con fines suicidas o criminales. En edafología para el análisis de suelos e identificar la presencia de Na, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn, entre otros. En bromatología para detectar la presencia de impurezas metálicas y no metálicas que entran en contacto con los alimentos. En el análisis del agua, para determinar su calidad por presencia de contaminantes. En la industria farmacéutica para monitorear el límite máximo de contaminantes tóxicos permitidos en un producto. En metalurgia para determinar la presencia de diversos elementos químicos.

1µg en un 1 gramo de disolución

1 partícula por cada millón de partículas en la disolución.

1 gramo por cada millón de gramos de disolución.

1 mL en 1 millón de mililitros de disolución

1mg en un 1 kilogramo de disolución

1 parte de soluto por cada millón de par-tes de disolución.

1 ppm =1 mg

1 L

Tabla 2.3 Partes por millón.


Ejemplo 1. Se determinó que una muestra de 5 g de aguas freáticas contenía 2.5 µg de Cd2+. Calcule la concentración en partes por millón de cadmio en el agua.Estrategia de solución: Se igualan las unidades, dado que 1µg = 1 x 10-6 g, entonces 2.5 µg = 2.5 x 10-6 g. Se utiliza la ecuación para determinar las partes por millón de Cd2+ .

Partes por millón Masa del solutoMasa de la disolución

x 106ppm=

Partes por millón 2.5 x 10-6 g x 106ppm= 0.5 ppm=5g

Comentario: Dado que la norma oficial mexicana NOM-127-SSA1-1994, establece que los límites permisibles de cadmio en agua para uso y consumo humano es de 0.005 ppm, los datos indican una fuerte contaminación por cadmio, la cuál puede ser producto de descargas industriales o desechos de minería.

Molaridad

En química, la molaridad (representada por M) es una forma de expresar la concentración, útil para realizar cálculos estequiométricos en disoluciones y se define como:

La unidad de concentración molar (M), tiene dimensiones de mol/L o mol. L-1

Mol de soluto (n) M = Litro de disolución (L)

Como preparar una disolución acuosa 1M

Para preparar una disolución acuosa 1M (uno molar), se mide primero un mol del soluto, y se vierte con cuidado al matraz volumétrico (matraz aforado de 1000 mL). En seguida se añade agua al matraz, dejándola resbalar cuidadosamente y agitando el matraz para acelerar la disolución del soluto. Una vez disuelto el soluto, se agrega más agua hasta llegar al nivel de aforo.En ocasiones no se necesita tanto volumen de la disolución, entonces para evitar el desperdi-cio, pérdida económica y posible contaminación, se busca utilizar la menor cantidad posible, por ejemplo, en la tabla 2.4


Al llenar el matraz aforado, debe hacerse procurando que la parte baja del menisco quede al ras de la línea de aforo.

Mol de soluto (n) Volumen de disolución (L) Concentración molar (n/L)

1 mol 1 litro 1 M

0.5 mol 0.5 litro (500 mL) 1 M

0.25 mol 0.25 litro (250 mL) 1 M

0.1 mol 0.1 litro (100mL) 1 M

0.05 mol 0.05 litro (50 mL) 1 M

500 mL250 mL

50 mL

1000 mL

Línea de aforo

Ejemplo 1.

El vinagre es una disolución acuosa de ácido acético, que además contiene algunos pigmentos y sustancias que le dan sabor, dependiendo de su fuente de origen (manzanas o uvas). El análisis de titulación de una muestra de vinagre comercial mostró que la disolución de ácido acético era 0.64 M. ¿Cuántos gramos de ácido acético (CH3COOH) se encuentran presentes en 473 mL de ese vinagre?

Estrategia de solución:

a) Primero se encuentran los mol de ácido acético presentes en los 473 mL de vinagre.

n= M x L n = 0.64 moles x 0.473 L= 0.3027 mol de ácido acético

b) Enseguida se convierten los mol de ácido acético a gramos.

Fig. 2.18 Matraces aforados de diferentes volúmenes.

Tabla 2.4 Concentración molar

= 18.0156 g de ácido acético60.052 g de ácido acético

1 mol de ácido acético0.30 mol de ácido acético x


Molalidad

Este tipo de concentración es útil para calcular las propiedades coligativas de las disoluciones, como la disminución del punto de congelación y la elevación del punto de ebullición, a temperaturas variables. Para sustancias no ionizadas, las propiedades coligativas de una disolución son directamente proporcionales a su molalidad.

La molalidad (m) se define como el número de mol de soluto por kilogramo de disolvente (no de disolución), esto es:

Nótese que se usa una m (minúscula) para concentraciones en molalidad, y una M (mayúscula) para molaridad. La diferencia entre molalidad y molaridad, está en que la molalidad es el número de mol de soluto por kilogramos de disolvente, mientras que la molaridad es el número de mol de soluto por litro de disolución.

Para preparar una disolución acuosa 1 molal, o 1m, se disuelve un mol de la sustancia en cuestión en un kilogramo de agua.

Dependiendo de la naturaleza de la interacción soluto-disolvente el volumen final de la disolución será mayor o menor de 1000 mL.

m=mol de soluto

kilogramo de disolvente

¿Cómo preparar una disolución 1m (uno molal)?

Por ejemplo, si se desea preparar una disolución 1m de cloruro de sodio (NaCl) es necesario disolver 1 mol (58.44 g = de cloruro de sodio en 1000 g de agua).

Se pesa 58.44 g de NaCl y se disuelven en 1000g de agua (1L).

Ejemplo 1

Una disolución que contiene 60% de etilenglicol y 40% de agua (en masa) protege un radiador contra la congelación hasta temperaturas de -12°C. ¿Cuál es la molalidad del etilenglicol en esta disolución?.

El componente principal de la mayor parte de las anticongelantes, es el 1,2-dihidroxietano conocido comúnmente como etilenglicol.

Solución:

Interpretando los datos tenemos que en 100 g de disolución, 60g corresponden al soluto y 40g al disolvente.

Para resolver el problema, se necesita convertir a mol los 60 g de etilenglicol y los 40 g de agua a kilogramos de agua.


0.9667 mol de etilenglicol m = = 24.1675 m 0.040 kg de agua

Mol de etilenglicol:

n=masa del soluto

masa molar del soluto

Kilogramos de agua:

Molalidad:

n=60 g de etilenglicol

62.068 g etilenglicol= 0.9667 mol de etilenglicol

40 g de H2O x1 kg de H2O

1000g de H2O = 0.040 kg de H2O



Actividad 2.7 De manera colaborativa elabora un mapa conceptual donde se rescaten los conceptos involucrados en el tema: formas de expresar la concen-tración de las disoluciones.


2. La salsa guacamaya es un producto de exportación 100% sinaloense, en ella como en otros alimentos, se utiliza benzoato de sodio al 0.1% como conservador. Si se desea preparar 500 gramos de disolución de ben-zoato de sodio al 0.1%, ¿cuánto soluto se debe utilizar? Benzoato de sodio

4. El nitrato de potasio (KNO3) se utiliza en la producción de ácido nítrico, pero también encuentra aplicación como fertilizante y pro-pelente en cohetes. Si la solubilidad de esta sustancia es de 30 gramos por cada 100 gramos de agua. ¿Cuál será el % en masa del soluto en una disolución saturada?

3. Si en la Salina de Guerrero Negro, Baja California, se evaporan 680 gramos de agua de mar y al término del proceso sólo queda un residuo salino de 110 gramos. ¿Cuál será el porcentaje en masa de la sal en esta disolución?

1. Si sólo contamos con la cantidad de 0.25 gramos de AgNO3 y deseamos preparar una diso-lución acuosa ¿qué cantidad de disolvente hay que utilizar para tener una disolución al 2%?


Actividad 2.8 Una vez adquirida y procesada la información aplí-cala para resolver en forma colaborativa las siguientes situaciones problémicas.

Porcentaje en masa

Fig.2.19 La guacamaya es una salsa de origen rosarense.

Fig.2.20 Salina en Guerrero Negro,B.C.S.

Fig.2.21 Sales de nitrato de potasio.


8. ¿Cuál es la cantidad de soluto presente en 300 gramos de una disolución de nitrito de sodio (NaNO2) al 8%?

6. El azúcar de mesa o azúcar común, es un disacárido de nombre sacarosa, formado por una unidad de glucosa y otra de fructosa. Un joven preparó una disolución azu-carada disolviendo 50 gramos de azúcar en 300 gramos de agua, al terminar su trabajo se preguntó, ¿cuál será el porcentaje en masa del azúcar en esta cantidad de agua?

7. El sulfato de cobre (II) es usado en el tratamiento del impétigo, dermatitis, dermatosis exudativas y lesiones sobreinfectadas de la piel. Si se desea preparar una disolución al 5% de sulfato cúprico (CuSO4), utilizando 500 g de agua ¿cuántos gramos de la sal se deben añadir?

5. El hidróxido de sodio se conoce comúnmente como sosa cáus-tica y se utiliza en la fabricación de jabones. Si se añaden 10g de NaOH (hidróxido de sodio) a 100g de disolución de NaOH al 20% en masa. ¿Cuál será el porcentaje en masa de la nueva disolución?

Fig.2.22 Hidróxido de so-dio en lentejas.

Fig.2.23 Fórmula gráfica de la sacarosa.

Fig.2.24 Sales de sulfato cúprico pentahidratado.

¿Sabías qué... el nitrito de sodio es un aditivo químico que se utiliza en la conservación, coloración y curación de las carnes?

Éste realza las propiedades organolépticas del alimen-to, como el sabor y el color, dándole una tonalidad de rojo a rosado, característico en ahumados, salchicas y jamones. Inhibe además el desarrollo de las bacterias, principalmente las que producen el botulismo (Clostridium botulinum). Pero se ha descubierto que su ingestión pro-duce cáncer en animales de laboratorio y podría causarlo también en humanos, ya que al reaccionar con aminas secundarias y terciarias produce nitrosaminas que son altamente carcinogénicas.


9. El permanganato de potasio (KMnO4) es un oxidante enérgico, en disoluciones acuosas se recomienda para tratamientos fungosos en los pies. Si se desea preparar un litro de disolución acuosa al 2% de KMnO4, ¿qué cantidad de dicha sal se debe agregar?

10. El yoduro de potasio (KI) es una sal cristalina cuya estructura es cúbica. ¿Cuál es el % en masa de este soluto en una disolución

que contiene 10 g de KI y 800 g de agua?

11. Para preparar un jarabe, se utilizaron 1000 g de agua y 100 g de glucosa (C6H12O6) , ¿cuál es el porciento de soluto en esta disolución?

12. El bicarbonato de sodio (NaHCO3) se utiliza como deodorizante, para limpiar metales, para neutralizar derrames de ácidos, en gastronomía y principalmente como antiácido. Cal-cule el % en masa del soluto de una disolución que contiene 25 gramos de bicarbonato de sodio en 100 mL de agua.

¿Sabías qué ... el lugol o solución de lugol es una disolución de yodo diatómico (I2) al 1% en equilibrio con yoduro de potasio (KI) al 2% en agua destilada? El lugol se em-plea como desinfectante y antiséptico. Además puede ser utilizado en la desinfección del agua en situaciones de emergencia. También se usa en prácticas de laboratorio para identificar polisacáridos como almidón y glucógeno, el cual en presencia de estos carbohidratos, vira a negro.

Fig.2.25 Cristales de perman-ganato de potasio.

Fig.2.26 Modelo de la red cris-talina del yoduro de potasio.

Fig.2.27 Jarabe para la tos.

Fig.2.28 Bicarbonato de sodio comercial.


1. En la etiqueta de tequila cuervo especial que se muestra, aparece la concentración en grados proof. ¿A cuántos grados G.L. y % en volumen corresponde esta?

0G.L. % en volumen

Made in México 86 Proof

Porcentaje en volumen

3. Una disolución de folmaldehído (CH2O) conocida como formol o forma-lina al 40% se utiliza por su poder germicida para embalsamar y preservar piezas anatómicas. Si se preparó 1 litro de disolución, ¿cuánto soluto se utilizó?

4. El porcentaje en volumen se usa con frecuencia para expresar la con-centración de reactivos acuosos comerciales. Si el ácido nítrico (HNO3)se vende como disolución al 70% ¿cuánto soluto y disolvente se debe utilizar para preparar 500 mL de disolución con esta concentración?

2. En la imagen se muestra una botella de alcohol etílico, el cual es utiliza-do como antiséptico en medicina. ¿A cuántos grados proof, corresponde su concentración?

PROOF

5. El vinagre comercial es una disolución acuosa de ácido acético (CH3COOH) al 4 %. ¿Cuánto ácido y cuánta agua se necesita para preparar 473 mL de esta disolución?

Fig. 2.33 Modelo molecular del ácido acético.

960

Fig.2.29 Etiqueta de Tequila Cuervo

Fig.2.30 Alcohol desnaturalizado.

Fig.2.31 Feto en formol.

Fig.2.32 Modelo molecular del ácido nítrico.

HO

O

O

N


6. La cerveza normalmente tiene una concentración de etanol al 6%, si una lata contiene 355 mL de cerveza, ¿qué volumen de alcohol ingiere una persona que consume un six-pack?

7. Una de las causas principales de las muertes por accidentes auto-movilísticos es el abuso del alcohol. Así que, si toma, no maneje y si maneja, no tome. Cuando el nivel de alcohol en la sangre llega al 0.7 % en volumen, puede provocar la muerte. Si un hombre con una masa corporal de 70 kg, contiene aproximadamente 6 litros de sangre, deter-mina cuántos mL de alcohol se encontrarán en la sangre si se alcanza esta concentración?

Fig. 2.34 Cerveza Pacífico en bote.

Fig. 2.35 El borracho en la lotería.


1. Al realizar el análisis de una muestra de una mina sinaloense se determinó que contenía 4.35 g de plata por tonelada de mineral, ¿a cuánto equivale en partes por millón dicha concentración?

2. Una concentración de 0.8 mg/L (0.8 ppm) de fluoruro es efectivo para prevenir la caries dental, ya que evita la desmineralización. El fluoruro puede aparecer de manera natural en el agua o puede ser agregado en cantidades controladas tanto en sal como en pastas dentales. La fluorosis se presenta cuando el contenido de fluoruro excede los niveles recomendados.

3. En raras ocasiones la concentración de fluoruro en el agua puede acercarse a los 10 mg por litro (10 ppm), dichas aguas deben ser desfluorizadas, para reducir el contenido de fluo-ruro a niveles aceptables. Si una muestra de agua contiene 2.5 mg de iones fluoruro (F-) en 500 mL de disolución, calcula las partes por millón del ion fluoruro en la muestra. Indica si es adecuada para la salud.

Partes por millón

4. El zinc es un elemento esencial para el crecimiento, pero concentra-ciones arriba de 5 mg/L de Zn2+ pueden ocasionar trastornos estoma-cales. En las comunidades rurales es frecuente utilizar recipientes de hierro galvanizado nuevos para preparar alimentos de bodas, quince años, etc., pero si no se tiene cuidado de lavar con agua caliente y vinagre el recipiente, éste al ser utilizado para la cocción de los ali-mentos, liberará zinc provocando diarrea en los comensales. Calcula las partes por millón de Zn2+ en una disolución acuosa que contiene 10 mg de zinc en 750 mL de disolución. Comenta si esta concentración puede causar efectos en la salud humana.

Fig. 2.36 Mineral

Fig. 2.37 Dientes daña-dos por la presencia de flúor en el agua potable.

Fig. 2.38 Una perso-na con diarrea siempre piensa en el WC más cercano.


5. Los iones magnesio y calcio le confieren cierta dureza al agua, sus sales se incrustan en los boilers y en la tubería de agua caliente, obstruyendo el paso del agua. Concentraciones arriba de 125 mg/L pueden provocar acciones laxantes (catárticas). La concentración de magnesio en agua puede variar de cero hasta cientos de mg/L dependiendo de la fuente natural de agua. Calcule las partes por millón (ppm) de magnesio contenidos en 2.5 L de agua de un ma-nantial que tiene 15 mg de magnesio.

6. El aluminio es el tercer elemento más abundante en la corteza terrestre, presente en minerales, rocas y arcillas. Esta amplia distribución permite la presencia del aluminio en prácticamente todas las fuentes naturales de agua como una sal soluble, como un coloide o como un compuesto insoluble. Se utiliza como floculizante en la potabilización del agua en forma de sulfato de aluminio (alumbre).

La Norma Mexicana para la calidad del agua potable establece un límite de 0.2 mg/L para el aluminio. Calcula las partes por millón (ppm) de aluminio contenidos en 1.5 litros de agua si tiene 0.2 mg de aluminio. Comenta si el valor obtenido está dentro de la norma.

Fig. 2.40 Floculización del agua con alumbre.

Fig. 2.39 Tubería obs-truída por sarro


1. Los valores normales de glu-cosa (C6H12O6) en la sangre se encuentran entre 70 y 105 mg por decilitro, valores bajos de 40-50 mg/dL indican una hipoglucemia y valores más altos de 128 se con-sideran hiperglicemia. Las perso-nas con niveles entre 100 y 128 mg/dL pueden tener prediabetes o una alteración de la glucosa en ayunas. La diabetes se diagnosti-ca típicamente cuando los niveles de glucemia en ayunas son de 126 mg/dL o mayores. Calcula la molaridad de la glucosa en san-gre, si el analizador de glucosa reporta un valor de 50 mg/dL.

2. Numerosos blanqueadores para lavandería contienen hipoclorito de sodio, NaClO o de calcio, Ca(ClO)2 como ingredientes activos. El cloralex, por ejemplo, contiene aproximadamente 52 g de NaClO por litro de disolución. ¿Cuál es la molaridad de esta disolución?

3. El ácido sulfúrico, H2SO4, es uno de los productos comerciales de mayor utilidad, con aplicaciones en productos, tales como: agroquímicos, detergentes, explosivos, agentes limpiadores y baterías electrolíticas para automóviles. Si el ácido en una batería ordinaria para automóviles es 5 M, ¿cuántos gramos de ácido sulfúrico hay en 500 mL de esta disolución?

Molaridad

Fig. 2.41 Medición de los niveles de glucosa en sangre.

Fig. 2.42 Hipoclorito de sodio en Cloralex.

Fig. 2.43 Acumulador


4. Calcular la concentración molar de etanol en una disolución acuosa que contiene 2.3g de etanol (C2H5OH) en 3.5 L de disolución.

5. Las disoluciones estándar de nitrato de plata se emplean para titular muestras que contienen ion cloruro. ¿Cuántos gramos de nitrato de plata se requieren para preparar 250mL de disolución estándar 0.2 M de AgNO3?

6. El ácido láctico es el responsable del sabor ácido del «jocoque» y del «yogurt». ¿Cuál será la molaridad de una disolución acuosa que contiene 40g de ácido láctico en 250 mL de disolución?

Molalidad

1. ¿Por qué se utiliza anticongelante en los radiadores de los motores en ciudades como Culiacán, donde el termómetro llega a registrar temperaturas mayores a los 400C?

2. Determina la molalidad (m) de una disolución preparada al disolver 5.25g de C2H5OH (etanol) en 50 g de agua.

Fig. 2.44 Alchol desnaturalizado.

Fig. 2.45 Matraz aforado para pre-parar disoluciones de concentración conocida.

Fig. 2.46 Fórmula gráfica del ácido láctico.


3. El hidróxido de calcio mejor conocido como cal apagada, se utiliza en construcción. Calcula la molalidad (m) de una disolución que contiene 30g de hidróxido de calcio, Ca (OH)2, en 100 mL de agua.

4. Determina la concentración molal de una disolución acuosa al 40% de cloruro de sodio.

5. Calcula el número de gramos de soluto necesario para preparar una disolución 0.6 m de alcohol etílico en 400 g de disolvente (H2O).

6. Calcula el número de gramos de agua que deben agregarse a 80g de glucosa (C6H12O6) para preparar una disolución 1.5 molal.

Fig. 2.47 Cal hidratada.


5. Autoevaluación

Horizontales

1. Cuando al calentar una disolución se disuelve mayor cantidad de soluto del que normalmente se puede disolver, al disminuir la temperatura, se tiene una disolución ... 3. Término que expresa que una disolución contiene muy poca cantidad de soluto disuelto. 4. Si se tiene una disolución azucarada a 20 grados centígrados que contiene 100g de azúcar en 100mL de agua, se dice que se tiene una disolución ... 6. Cuando una persona al prepararse un café, expresa que quedó «muy fuerte», o «muy cargado», se refiere a que la disolución está muy ... 7. Forma de expresar la cantidad de soluto presente en 100 g de disolución. 8. Este tipo de concentración se expresa como el número de moles de soluto presentes en un kilogramo de disolvente

Verticales

1. Cuando un soluto se agrega a un disolvente y este se disuelve, fácilmente se dice que es ... 2. Término que expresa la cantidad de soluto disuelto en cierta cantidad de disolvente. 5. Si a 20 grados centígrados sólo se disuelven 203.9g de azúcar en 100 mL de agua, se dice que la disolución está ...

Formas de expresar la concentración de las disoluciones



La siguiente lista de cotejo puede servir para autoevaluar tu nivel de desem-peño, en los diferentes momentos de la realización de la secuencia didáctica: formas de expresar la concentración de las disoluciones.

5. Autoevaluación

Criterios

Manejo Conceptual

Procedimental

Actitudinal Valoral


Problematización: Explora tus conoci-mientos previos.

Define disolución diluida, concentrada, no saturada, saturada, sobresaturada, concentración, porcentaje en masa, en volumen, partes por millón, molaridad y molalidad.Explica las formas cualitativas y cuanti-tativas de expresar la concentración de una disolución.

Adquisición y organización de la infor-mación: Da lectura al texto referido a las formas de expresar la concentración.

Indicadores

.






Aplicación: Resuelve problemas de por-centaje en masa.

Resuelve problemas de porcentaje en volumen.

Resuelve problemas de partes por millón.

Resuelve problemas de molaridad.

Resuelve problemas de molalidad.

Si No Puntos

1

0.5

0.5

0.5

0.5

1

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

1

1

1

0.5

Total:


Actividades previas

El alumno indagará las diferentes formas cualitativas de expresar la concentración y elabora fichas con la definición y las características de cada tipo de disolución, el concepto de solubilidad y los factores que afectan a la misma.

Materiales

Vaso de precipitado de 250 mL, cuchara, soporte con aro, mallas de alambre con asbesto, mechero de Bunsen, encendedor, trozo de franela (tela) y una balanza granataria.

Sustancias y mezclas de sustancias

Agua destilada y sal fina de mesa.

Procedimiento

En un vaso de precipitado de 250 mL agrega agua hasta la marca de 100 mL, luego pesa el contenido de una cucharada de sal de cocina, agrégala al agua y agita hasta su disolución total.

¿Qué tipo de disolución consideras que se formó? Explica por qué.________________________________________________________________________

¿Teóricamente cuánta cantidad de sal (NaCl) se puede disolver en 100 mL de agua a temperatura ambiente? ________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

Sigue pesando y añadiendo más sal, agita hasta que observes dificultad para que esta se disuelva, la cual se manifiesta por la presencia de pequeños cristales que se depositan en el fondo del vaso al dejar de agitar.

¿Qué tipo de disolución consideras que se formó? Explica por qué.________________________________________________________________________

Actividad experimental2.10 En forma colaborativa prepara dife-rentes tipos de disoluciones como, diluídas, no saturadas, satura-das y sobresaturadas.

Competencia a desarrollarPrepara disoluciones diluidas, concentradas, no saturadas, saturadas y sobresaturadas como forma de expresar cualitativamente la concentración de una disolución.


Enseguida, coloca el vaso con la mezcla sobre la malla de alambre con asbesto y procede a calentar. ¿Qué observas?________________________________________________________________________

Sigue pesando y añadiendo sal, agita y observa que sucede.

¿Qué tipo de disolución consideras que se formó?________________________________________________________________________

Continua calentando la disolución, enseguida retira el mechero y con ayuda de la franela baja el vaso, colócalo sobre la mesa y deja enfriar. ¿Qué observas? Anota todas tus observaciones ________________________________________________________________________

¿A que consideras que se debe lo anterior? Busca una explicación.________________________________________________________________________

Coloca el vaso de precipitado con la disolución, en un lugar oscuro, procurando no agitarlo. Observa la disolución cada 24 horas durante una semana. Anota los cambios que se presentan durante este tiempo.

¿Consideras que este proceso te pueda ser útil en tu vida diaria?________________________________________________________________________

Preguntas

¿Cómo defines los siguientes términos?

Disolución diluida________________________________________________________________________

Disolución saturada________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

Disolución sobresaturada________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________



Cloruro de sodio, alcohol etílico absoluto, sulfato de cobre y agua destilada.

Procedimiento

Hacer los cálculos correspondientes para determinar la cantidad de soluto necesaria para preparar las disoluciones que se indican a continuación:

Actividad experimental 2.11 En forma colaborativa prepara diferen-tes tipos de disoluciones de concentración conocida expresada como porcentaje en masa, porcentaje en volumen y en partes por millón.

Competencia a desarrollar

Prepara disoluciones de concentración conocida aplicando los conceptos de % en masa, % en volumen y ppm, como forma de expresar cuantitativamente la concentración de una disolución.

Actividades previas

El alumno indagará las diferentes formas cuantitativas de expresar la concentración de una disolución, el uso apropiado del matraz aforado y de la balanza granataria.

Materiales

4 matraces aforados de 100 mL, balanza granataria, pipeta, pizeta y calculadora.

Sustancia Vol. deseado Concentración Cantidad de solutoCloruro de sodio 100 mL 5 % m-m Sulfato cúprico 100 mL 1 % m-v Alcohol etílico 500 mL 2 % v-v Cloruro de sodio 1 L 500 ppm

Una vez determinada la cantidad de soluto que se requiere para cada caso, se procede a pesar cada una de las sustancias. Recuerda que debes considerar el peso del recipiente en que se coloca la sustancia para ser pesada.

Enseguida se agrega la sustancia a su respectivo matraz, se añade un poco de agua, se agita hasta disolución total, se vuelve a añadir agua hasta aproximarse a la marca de aforo y con ayuda de una pizeta, seguir agregando agua gota a gota hasta que la parte inferior del menisco coincida con la marca de aforo del matraz.


Se procede a tapar el matraz y con cuidado, sosteniéndolo con ambas manos, se agita para homogeneizar, haciendo girar el matraz. Repite este proceso para cada una de las disoluciones.

500 mL250 mL

50 mL

Explique por qué los matraces aforados son los más recomendables para preparar disoluciones valoradas.________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Preguntas

¿Qué cuidados se deben tener al momento de preparar las disoluciones y por qué?________________________________________________________________________________________________________________________________________________

¿Qué ventajas encuentras en las formas cuantitativas de expresar la concentración sobre las cualitativas?________________________________________________________________________________________________________________________________________________

¿Qué desventaja se presenta cuando se presenta la concentración de una disolución como diluida o concentrada?________________________________________________________________________________________________________________________________________________


Actividad experimental 2.12 En forma colaborativa prepara disolucio-nes de concentración conocida expresada en molaridad y en molalidad.


* Prepara disoluciones de concentración conocida aplicando los conceptos de molaridad y molalidad como forma de expresar la concentración de una disolución.

* Realiza los cálculos correspondientes para determinar la cantidad de soluto necesaria para preparar disoluciones molares y molales.

Actividades previas

El alumno indagará los siguientes términos: molaridad, molalidad, disolución molar y disolución molal, así como los cuidados que se deben tener al manejar sustancias corrosivas y cáusticas como el hidróxido de sodio conocido como sosa cáustica.

Materiales

Matraces aforados (100, 500 y 1000 mL), balanza, pizetas, pipetas, vasos de precipitado chicos y vasos de precipitado de 500mL.


Cloruro de sodio, cloruro de cobre (II), hidróxido de sodio, azúcar y agua destilada.

Procedimiento

Haga los cálculos correspondientes para determinar la cantidad de soluto necesaria para preparar las disoluciones que se indican a continuación:

Una vez determinada la cantidad de soluto que se requiere para cada una de las disoluciones, se procede a pesar las sustancias. Inicialmente se debe tarar el peso del recipiente en que se coloca la sustancia que va a ser pesada.

Sustancia Vol. deseado Concentración Cantidad de soluto

Cloruro de sodio 100 mL 1 MCloruro de cobre II 100 mL 0.1 MAzúcar (sacarosa) 500 mL 0.01 m


Enseguida se agrega la sustancia a su respectivo matraz, se añade un poco de agua y se agita hasta la disolución total. Se vuelve a añadir agua hasta aproximarse a la marca de aforo y con ayuda de una pipeta, se continúa agregando agua gota a gota, hasta que la parte inferior del menisco coincida con la marca de aforo del matraz.

Se procede a tapar el matraz, y con cuidado se sostiene con ambas manos, se agita para homogeneizar haciendo girar el matraz. Repite este proceso para cada una de las disoluciones.

Preguntas

Mencione los cuidados que se deben tener al momento de preparar cada una de las disoluciones.________________________________________________________________________________________________________________________________________________

¿Cuál es la diferencia entre la concentración molal y molar?________________________________________________________________________________________________________________________________________________

¿Qué tienen en común todas las formas cuantitativas de expresar la concentración?________________________________________________________________________________________________________________________________________________


¿Cómo preparar una disolución sobresaturada para el crecimiento de cristales?

Actividad 2.13 En forma colaborativa prepara una disolución sobre-saturada de una sustancia que te permita realizar el crecimiento de cristales.

Competencia a desarrollarPrepara disoluciones sobresaturadas de diversas sustancias para observar el efecto de la temperatura en la solubilidad y el proceso de cristalización.

1. Se adiciona al disolvente una cantidad mayor de soluto, que la que se necesita para tener una disolución saturada.2. Se calienta la mezcla y se agita para acelerar la disolución del soluto.3. Se filtra para eliminar impurezas y el exceso de soluto.4. Se deja enfriar el filtrado, cuidando de no mover demasiado el recipiente, pues de lo con-trario puede cristalizar.5. Se coloca un poco de la disolución en un cristalizador o caja de Petri, para formar cristales del sólido disuelto. Es necesario unos días para que se formen y aumenten de tamaño los cristales. Coloca la caja de Petri lejos de la luz solar.6. Una vez formados los cristales, se selecciona el de mejor estructura y se coloca amarrado de un hilo fino, enmedio de la disolución sobresaturada a temperatura ambiente.7. Se deja algunos días en reposo en un lugar oscuro para lograr el crecimiento del cristal o «semilla».

Medidas de seguridad

1. Manipula con precaución el material caliente. 2. Ten cuidado con la flama del mechero. 3. No pruebes las sustancias.4. Al término de la actividad lávate las manos.

Proyecto integrador

Las disoluciones sobresaturadas son difíciles de preparar a temperatura ambiente, pero se pueden realizar disolviendo y calentando sustancias como: el tiosulfato de sodio pentahidratado(Na2S2O3.5H2O), el sulfato de sodio (Na2SO4), acetato de sodio (CH3COONa), sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4.5H2O), alumbre o sulfato doble de aluminio y potasio AlK(SO4)2 , cloruro de sodio(Na Cl), azúcar (C12H22O11), entre otras.

Introducción



¿Qué aplicaciones en la vida cotidiana encuentran las propiedades coligativas?

2.3 Propiedades coligativas

2. La presión de vapor de una disolución siempre será mayor a la del disolvente puro.

4. Las propiedades coligativas no dependen del número de partículas.

1. La ósmosis, es el proceso fisicoquímico que consiste en el paso de las moléculas de agua, a través de una membrana semipermeable, de una disolución menos concentrada a otra de mayor concentración.

F____ V____

F____ V____

3. Las partículas del soluto no volátil en una disolución impiden la eva-poración del disolvente.

F____ V____

F____ V____

5. Cuando las moléculas de un líquido vencen la presión atmosférica, pasan a la fase de vapor.

F____ V____

6. El punto de ebullición de una disolución siempre será menor que la del disolvente puro.

F____ V____

7. El anticongelante en un radiador, hace que el agua aumente su punto de ebullición.

F____ V____

8. Una disolución inyectable es isotónica porque tiene la misma presión osmótica que la sangre, para evitar deformaciones de los glóbulos rojos.

F____ V____

9. Los neveros al agregar sal al hielo, hacen que el punto de congela-ción del agua disminuya.

F____ V____

10. Al adicionar sal a los frijoles cuando están hirviendo, provoca que disminuya el punto de ebullición.

F____ V____


Explorando tus ideas sobre propiedades coligativas


Propiedades coligativas de las disoluciones

La palabra coligativa, procede del latín colligare que significa, ligada, reunida o colectada o actuar de manera conjunta.

Las propiedades coligativas se definen como aquellas propiedades de las disoluciones que dependen del número de partículas de soluto por kilogramo de disolvente, es decir, depen-den de su concentración molal y no de la naturaleza de las partículas del soluto (sean éstas átomos iones o moléculas).

Las propiedades coligativas de las disoluciones, son: disminución de la presión de vapor, elevación del punto de ebullición, disminución del punto de congelación y presión osmótica.

Disminución de la presión de vapor

Cuando las moléculas de un líquido tienen la energía suficiente para vencer la presión atmos-férica (estando el líquido en un recipiente abierto), se dice que el líquido pasa a la fase de vapor. Si se coloca el líquido en un recipiente cerrado, es posible medir la presión ejercida por el vapor fomado a una determinada temperatura.

Se denomina presión de vapor, a la presión en la que las partículas de una misma sus-tancia en la fase líquida y de vapor pueden coexistir en equilibrio dinámico. Es decir, la velocidad de evaporación es igual a la de condensación.

Según la Ley de Raoult la presión parcial del disolvente en una disolución (PS) , está dada por el producto de la presión de vapor del disolvente puro (PD) y la fracción molar del disolvente en la disolución (X1).

El valor de la presión de vapor de una sustancia a una temperatura determinada, depende de la facilidad con que las partículas de la fase líquida pasen a la fase de vapor.

La presión de vapor del disolvente puro, siempre será mayor que el de sus disoluciones. Esta diferencia se debe, a que la cantidad de partículas del soluto no volátil en la disolución, impiden la evaporación de las partículas del disolvente, disminuyendo la presión de vapor de la disolución.

Así, la relación entre la presión de vapor de la disolución y la presión de vapor del disolvente puro depende de la concentración del soluto, esta relación se expresa por la Ley de Raoult.

PS= X1 PD Ecuación (1)



La fracción molar del disolvente ( X1) está dada por la ecuación (2):

Donde n1 es igual al número de mol del disolvente y n2 al número de mol de soluto.

De ahí que la ecuación (1) puede escribirse también como:

X1=n1

n1 + n2

ecuación (2)

PS= X1 PD ecuación (1)

PS= x PD

n1

n1 + n2

ecuación (3)

En una disolución que contenga sólo un soluto:

X1 = 1 - X2 ecuación (4)

Donde X2 es la fracción molar del soluto.

ecuación (5)X2= n2

n1 + n2

Por tanto, la ecuación (1) se puede escribir como:

PS= (1-X2) PD ecuación (6)

PS= PD - X2PD ecuación (7)

PD - PS = ∆P = X2PDecuación (8)

Así: ∆P = X2PD

Con esta expresión comprobamos matemáticamente que la disminución de la presión de vapor ∆P es directamente proporcional a la concentración del soluto presente (X2), medida en fracción molar.

Se denomina fracción molar a la relación que existe entre el número de moles de un componente y el número total de moles de la disolución.


Ejemplo 1: ¿Cuál es la presión de vapor de una disolución de H2SO4 al 60%? ¿Cuál es la disminución en la presión de vapor, si la presión de vapor del agua es de 31.8 mm de Hg a 300C?

Análisis y estrategia: Se necesita la ecuación de la ley de Raoult para deter-minar la presión de vapor de la disolución.

a) Si se conoce el valor de la presión de vapor del disolvente puro, (PD), entonces es ne-cesario calcular el número de moles de soluto y de disolvente, para determinar la fracción molar del disolvente. El único dato con que se cuenta, es el porcentaje en masa del soluto, 60%. De forma tal, que por cada 100 gramos de la disolución, se tienen 60g de H2SO4 y 40g de agua.

PS= X1 PD

Presión de vapor de la disolución

Es necesario determinar la fracción molar del disolvente

El valor de la presión de vapor del disolven-te puro, es el dato que se conoce.

b) Se calcula el número de moles de agua (n1) y de ácido sulfúrico (n2) en la disolución:

c) Por tanto, la fracción molar del agua, X1, está dada por:

X1=n1

n1 + n2

Mol de disolvente

Mol de soluto

Fracción molar del disolvente (agua)

n1= 40g x = 2.22 mol de agua1 mol 18.016 g

n2= 60g x = 0.6117 mol de ácido sulfúrico1 mol 98.086 g

X1=

2.22 mol

2.22 mol + 0.6117 mol = 0.7839

d) El dato de la presión de vapor del disolvente puro, se busca en la tabla 2.5 de la página 113. A 30 0C le corresponde una presión de vapor de 31.8 mm de Hg.

PS= X1 PD


Tabla 2.5 Presión de vapor del agua en mm de Hg a diferentes temperaturas.

T PD0C mm Hg

0 4.51 4.92 5.23 5.64 6.15 6.56 7.07 7.58 8.09 8.610 9.211 9.812 10.513 11.214 12.015 12.816 13.617 14.518 15.419 16.320 17.421 18.522 19.823 21.124 22.425 23.826 25.227 26.728 28.329 30.030 31.831 33.432 35.433 37.434 39.635 41.836 44.637 47.038 49.6

T PD0C mm Hg

39 52.440 55.341 58.342 61.543 64.844 68.245 71.846 75.647 79.648 83.749 88.050 92.551 97.252 102.053 107.254 112.555 118.056 123.857 129.858 136.059 142.660 149.361 156.462 163.763 171.364 179.365 187.566 196.067 204.968 214.169 223.770 233.771 243.972 254.673 265.774 277.975 289.176 301.477 314.1

T PD0C mm Hg

78 327.379 341.080 355.181 369.782 384.983 400.684 416.885 433.686 450.987 468.788 487.189 506.190 525.791 546.0592 566.993 588.694 610.095 633.996 657.697 682.0798 707.299 733.2100 760

100

200

300

400

500

600

700

mm de Hg

70 75 80 85 90 95 100 105 110

Presión de va-por del agua

Presión de vapor de la disolución azucarada al 30%

Temperatura 0C

Fig. 2.46 Gráfica de presión de vapor del disolvente puro y la disolución


Elevación del punto de ebullición

En la vida cotidiana la elevación del punto de ebullición puede ser percibida en la cocina, cuando el ama de casa cocina frijoles de la olla. ¿Cuándo adiciona la sal el ama de casa, a los frijoles? ¿Antes o después del cocimiento de los mismos? El momento propicio para adicionar la sal a los frijoles, es cuando el caldo está hirviendo y los frijoles se han cocido completamente. ¿Has observado que al adicionar la sal a los frijoles se detiene por completo la ebullición? ¿A qué atribuyes esto?

En términos macroscópicos podemos concluir que, la elevación del punto de ebullición de una disolución, es una consecuencia directa de la disminución de la presión de vapor de la disolución. Sin embargo, ambos factores se ven afectados por la presencia de un soluto no volátil.

Si la presión de vapor de una disolución siempre es menor que la del disolvente puro, entonces se requerirá una temperatura mucho más alta para alcanzar una presión de vapor de 1 atm. Por ejemplo, si el agua hierve a los 100 0C, una vez que constituya una disolución tendrá un punto de ebullición mayor de 100 0C.

El punto de ebullición de un líquido es la temperatura a la cual su presión de vapor es igual a una atmósfera (1 atm).

Ahora bien, ¿cómo explicar submicroscópicamente este comportamiento? En teoría, pode-mos decir que las interacciones entre las partículas (moléculas o iones) del soluto y las del disolvente dificultan la salida de las moléculas del disolvente, de la fase líquida a la fase de vapor. Evitando con ello un aumento en el número de partículas en la fase gaseosa, provo-cando una disminución en la presión de vapor de la disolución y por consiguiente un aumento en el punto de ebullición.

Disolvente puro Disolución

Fig. 2.47 Frijoles de la olla hirviendo.

Fig. 2.48 Visión submicroscópica de la disolución.


Como se puede deducir, la elevación del punto de ebullición es directamente proporcional al número de partículas de soluto por mol de moléculas de disolvente. Es decir,

∆Te α m

∆Te=Kem

donde ∆Te es la elevación del punto de ebullición, m es la concentración molal de la disolución y Ke es la constante molal de elevación del punto de ebullición.

Esta constante depende sólo del disolvente. En la tabla 2.6, se muestran los valores de Ke y Kc para algunos disolventes.

Disolvente Punto de ebulli-ción normal (0C)

Punto de congela-ción normal (0C)

Ke Kc

0C/m

Agua

Etanol

Tetracloruro de carbono

0C/m

Benceno

100 0.52 0 1.86

78.4 1.22 -117.3 1.99

76.8 5.02 -22.3 29.8

80.1 2.53 5.5 5.12

Ciclohexano 80.7 2.79 6.6 20.0

Para el caso del agua, la constante molal de elevación del punto de ebullición será de 0.52 0C/m, esto significa que una disolución 1m de cualquier soluto no volátil y no electrólito tendrá un punto de ebullición de 100.52 0C.

Investiga o indagaActividad 2.15 En forma individual investiga y da respuesta a esta pregunta, ¿qué pasaría si el soluto utilizado en la disolución es volátil o electrólito?

Tabla 2.6 Valores de las constantes de Ke y Kc.


Ejemplo 1: Calcula el punto de ebullición de una disolución acuosa de glucosa al 30% en masa.

Análisis y estrategia: Para resolver el problema se necesita determinar la concentración molal de la disolución y utilizar las siguientes ecuaciones:

a) El único dato con que se cuenta es el porcentaje en masa de la glucosa, 30%. De forma tal que por cada 1000 gramos, se tienen 300 g de glucosa y 700g de agua. Con estos datos se puede calcular la molalidad de la disolución.

∆Te=Kem

m= n/kg de disolvente

Punto de ebullición de la disolución= Punto de ebullición del disolvente + ∆Te

m= n

kg de disolvente=

0.700 kg de H2O

300 g de glucosa

180 g de glucosa

1 mol de glucosaX = 2.38 m

b) El dato de la molalidad nos permite determinar la elevación del punto de ebullición, sa-biendo que la constante molal de elevación del punto de ebullición del agua es 0.52 0C/m.

∆Te= Kem = (0.52 0C/m) (2.38 m)= 1.237 0C

c) Ahora sí estamos en posibilidades de calcular el punto de ebullición de la disolución.

Punto de ebullición de la disolución= Punto de ebullición del disolvente + ∆Te

Punto de ebullición de la disolución =100 0C + 1.237 0C

Punto de ebullición de la disolución =101.237 0C


Disminución del punto de congelación

Si la presión de vapor de un disolvente puro se altera al agregar un soluto, es lógico pensar que también se alteran tanto el punto de ebullición como el de congelación, pues ambos dependen de la presión de vapor.

Se ha encontrado que un mol de un soluto no electrólito disuelto en un kilogramo de agua, hace disminuir el punto de congelación del agua 1.86 °C. A este valor se le denomina constante molal de la disminución del punto de congelación del agua (Kc) y equivale a 1.86 °C/m.

¿Sabías qué ... la disminución del punto de congelación (conocido también como efecto crioscópico) se utiliza para elaborar mezclas frigoríficas o anticongelantes, disoluciones cuya temperatura de solidificación es menor que la del agua. Por ejemplo, la mezcla de hielo y sal permite la fabricación de nieve de garrafa y la mezcla de agua y etilenglicol en los radiadores de los automóviles evita la formación de hielo a temperaturas menores a 0°. Otra aplicación es, cuando durante el invierno se esparce sal sobre el hielo, tanto en calles, aceras o carreteras para fundirlo.

Investiga o indaga Actividad 2.17 En forma individual investiga y da respuesta a las siguientes preguntas.

1. Si un mol de soluto no electrólito hace disminuir la temperatura de congela-ción del agua, 1.86 0C. ¿Qué pasará si se utiliza un electrólito como el NaCl?

2. Si en vez de utilizar NaCl, se usa CaCl 2, ¿cuál será el efecto sobre el punto de congelación del agua?

La disminución del punto de congelación o descenso crioscópico se define como la diferencia entre el punto de congelación del disolvente puro (T0

c) y el punto de congelación de la disolución, Tc.

∆Tc =T0c - Tc


La disminución del punto de congelación es también directamente proporcional a la molalidad del soluto.

∆Tc αm

∆Tc=Kc .m

Donde ∆Tc es la disminución del punto de congelación, m es la concentración molal de la di-solución y Kc es la constante molal de la disminución del punto de congelación del disolvente.

Esta constante depende sólo del disolvente. En la tabla 2.6 se muestran los valores de Kc para algunos disolventes.

Ejemplo 1.

1. El etilenglicol (C2H6O2)es un soluto no volátil, utilizado en la fabricación de anticongelante para automóviles. Calcula el punto de congelación de una disolución concentrada que contiene 50% de etilenglicol en agua.

Análisis y estrategia: Para resolver el problema se necesita determinar la con-centración molal de la disolución y utilizar las siguientes ecuaciones:

a) El único dato que proporciona el problema, es el porcentaje en masa del etilenglicol, 50%. De forma tal, que por cada 1000 gramos de disolución, se tienen 500 g de etilenglicol y 500 g de agua. Con estos datos se puede calcular la molalidad de la disolución.

∆Tc=Kc .m

m= n/kg de disolvente

m= n

kg de disolvente=

0.500 kg de H2O

500 g de etilenglicol

62.068 g de etilenglicol

1 mol de etilenglicolX = 16.1113 m

b) El dato de la molalidad nos permite determinar la disminución del punto de congelación, sabiendo que la constante molal de la disminución del punto de congelación del agua es 1.86 0C/m.

∆Tc= Kc .m = (1.86 0C/m) (16.1113 m)= 29.967 0C

∆Tc =T0c - Tc


c) Ahora sí estamos en posibilidades de calcular el punto de congelación de la disolución.

Punto de congelación de la disolución = - 29.967 0C

Punto de congelación de la disolución= 00C - 29.967 0C

∆Tc =T0c - Tc

Tc =T0c - ∆Tc

La ósmosis es un fenómeno fisicoquímico que se presenta de manera natural en todos los sistemas vivos. Este proceso ocurre cuando las moléculas de agua se difunden a través de una membrana semipermeable, desde una disolución menos concentrada a otra de mayor concentración, o simplemente de una zona donde sólo existe disolvente puro, a otra donde se encuentra una disolución concentrada.

La ósmosis es un fenómeno biológico importante para la fisiología celular de los seres vivos, por ejemplo, las células sanguíneas como los glóbulos rojos, poseen una membrana semipermeable, la cual permite el paso de agua hacia el interior de la célula, pero impide el paso de moléculas o iones de mayor tamaño que el agua. Sin embargo, así como entran las moléculas del disolvente a través de la membrana semipermeable, también pueden salir.

Ósmosis

Caso 1: ¿Qué pasa con los glóbulos rojos si se colocan en una disolución hipotónica?

Una disolución es hipotónica respecto a otra, si tiene una presión osmótica menor a la disolu-ción más concentrada. Por tanto, si la disolución es hipotónica respecto al fluído intracelular, el agua entrará al glóbulo rojo, hasta que provoque su ruptura (hemólisis).

Fig. 2.49 Visión sub-microscópica del fenó-meno de ósmosis.

Disolución concentrada

Disolución diluida

Membrana semipermeable


b)a)

Entrada de agua al eritrocito Eritrocito con alto contenido de agua

Salida de agua del eritrocito

Caso 2: ¿Qué pasa con los glóbulos rojos si se colocan en una disolución hipertónica?

Una disolución es hipertónica respecto a otra, si tiene una presión osmótica mayor a la diso-lución menos concentrada. En este caso, si se colocan los glóbulos rojos en una disolución hipertónica respecto al fluído intracelular, el agua saldrá del glóbulo rojo, provocando un arrugamiento o contracción del mismo. A este fenómeno se le conoce como crenación.

b)a)Eritrocito crenado (arrugado).

Conozca más...sobre la transpiración en los árboles

Por lo general se explica la subida del agua desde el suelo hasta las hojas de las plantas, como un fenómeno atribuído sólo a la capilaridad. Sin embargo, la ósmosis juega tam-bién un papel fundamental en este proceso. Por ejemplo, en las hojas de las plantas se pierde agua por transpiración, la cual ocurre a través de los estomas, esto provoca que la concentración de solutos en la hoja aumente generando un gradiente de presión, lo cual impulsa la subida del agua a través de las raíces, tallos y hojas. El agua es absorbida a

través de las raíces

El agua ascien-de por tallo, ramas y hojas

El agua es transpirada a través de los estomas

Fig. 2.50 Hemólisis de los eritrocitos.

Fig. 2.51 Crenación de los eritrocitos.


¿Sabías qué... los callos de lobina se preparan ha-ciendo uso del proceso de ósmosis? La preparación de los callos de lobina, se inicia con los cortes del filete en pequeños trozos, los cuales se colocan en una bolsa que contiene solución salina (salmuera), enseguida se colocan en hielo o en el congelador durante unos minutos. Esto hace que se endurezca el callo y además provoque la salida de agua hacia la solución salina, ayudando a su endurecimiento. Es aquí donde se da la relación del fenómeno de ósmosis con los callos de lobina. Sólo resta darles una suave lavada, agregarles limón y chile al gusto y deleitar este sabroso platillo estilo sinaloense.

El término ósmosis inversa es una palabra familiar para muchas personas pero que la gran mayoría desconoce su significado. La ósmosis es un proceso en el que las moléculas del disolvente se difunden a través de una membrana semipermeable, desde una disolución menos concentrada a otra de mayor concentración.

Conozca más...sobre ósmosis inversa

La ósmosis inversa se ha venido utilizando en la plan-tas purificadoras de agua potable, pero empieza a encontrar utilidad en la desalinización de agua de mar para obtener agua potable, principalmente en aquellos pueblos cercanos al mar con problemas de sequía, desertificación y salinidad de sus suelos.

Cuando se aumenta la presión en la disolución de ma-yor concentración, se logra que el disolvente pase a través de la membrana semipermeable a la disolución de menor concentración. Este proceso es inverso a lo que ocurre en «situaciones normales», por ello, se le denomina ósmosis inversa.

Agua de marAgua potable

Presión

Membrana semipermeable



Actividad 2.15 De manera colaborativa elabora un mapa conceptual donde se rescaten los conceptos involucrados en el tema de propiedades coligativas de las disoluciones


1. Calcula la presión de vapor de una disolución que contiene 400 g de azúcar (C12H22O11) en 1000 g de agua a 25 0C. Consulta la tabla 2.5 para determinar la presión de vapor del agua a esta temperatura.

2. Calcula la presión de vapor de una disolución que contiene 50 g de glucosa (C6H12O6) en 120 g de agua a 25 0C. Consulta la tabla 2.5 para determinar la presión de vapor del agua a esta temperatura.


Actividad 2.16 Una vez adquirida y procesada la información, aplí-cala para resolver en forma colaborativa las siguientes situaciones problémicas.

Disminución de la presión de vapor


3. Calcula la presión de vapor de una disolución acuosa que contiene urea (NH2.CO.NH2) al 40% a una temperatura de 35 0C. Consulta la tabla 2.5 para determinar la presión de vapor del agua a esta temperatura.

4. Calcula la disminución de presión de vapor de una disolución que contiene 62 g de eti-lenglicol (C2H6O2) en 1000 g de agua a una temperatura de 40 0C. Consulta la tabla 2.5 para determinar la presión de vapor del agua a esta temperatura.


1. Calcula el punto de ebullición de una disolución que contiene 50 g de H2SO4 en 200 g de agua. (Consultar la tabla 2.6).

2. Calcula el punto de ebullición de una disolución acuosa de azúcar 2.4 m. (Consultar la tabla 2.6).

3. Calcula el punto de ebullición de una disolución que contiene 25 g de nitrobenceno (C6H5NO2) en 300 g de agua. (Consultar la tabla 2.6).

Elevación del punto de ebullición


4. ¿Por qué se detiene la ebullición cuando se agrega sal a los frijoles en el momento en que la mezcla está hirviendo?

5. Calcula el punto de ebullición de una disolución alcohólica que contiene 25 g de urea (NH2CONH2) en 250 g de etanol. (Consultar tabla 2.6 para la Ke del etanol)

6. Calcula el punto de ebullición de una disolución que contiene 350 g de etilenglicol (C2H6O2) en 450 g de agua. (Consultar la tabla 2.6).


1.Si a un litro de agua, se le adiciona un mol de cualquier soluto no electrólito y no volátil, la disolución se congelará a 1.86°C abajo de cero. Esta propiedad coligativa es utilizada por los neveros de «garrafa», ellos utilizan sal para disminuir el punto de congelación. Pero, ¿si en vez de sal se decidieran agregar azúcar, se tendría el mismo efecto?

2. Menciona algunas de las razones que se tienen para no utilizar azúcar en la disminución del punto de congelación de una disolución.

3. Calcula el punto de congelación de una disolución acuosa de azúcar, que tiene una concentración molal de 2.5 m. (Consultar la tabla 2.6).

4. Las propiedades coligativas de las disoluciones dependen del número de partículas de soluto, es decir, dependen de su concentración molal. De forma tal, que utilizando tus cono-cimientos químicos, ordena en forma creciente las siguientes disoluciones acuosas según el punto de congelación esperado: KCl, 0.4 m; HCl, 0.5 m; NaOH, 0.10 m; MgCl2, 0.5 m; C12H22O11, 0.3 m; CON2H4, 0.75 m; LiBr, 0.2 m, C6H12O6, 0.5 m. (No utlizar calculadora).

5. ¿Qué conocimientos químicos son necesarios para responder a la pregunta anterior?

Disminución del punto de congelación


6. Determina el punto de congelación de las disoluciones de la pregunta 4, haciendo uso de la calculadora y los datos de la tabla 2.6. Comprueba si el orden encontrado corresponde al esperado. Concentración molal, m

a) KCl 0.4 =

b) HCl 0.5 =

c) NaOH 0.10 =

d) MgCl2 0.50 =

e) C12H22O11 0.30 =

f) CON2H4 0.75 =

g) LiBr 0.20 =

h) C6H12O6 0.50 =

1. Existen muchos ejemplos que dan cuenta de la presencia de este fenómeno en la vida cotidiana. ¿Quién no ha observado que la naranja fresca al estar mucho tiempo a temperatura ambiente se enjuta, arruga o endurece su cáscara? Esto se debe a la pérdida de agua de la cáscara de la naranja, pero sólo bastaría con poner la naranja en agua para que recupere el agua perdida. ¿Cómo explicarías este fenómeno?

2. Los productores frutícolas generalmente utilizan cera para darle un recubrimiento a la fruta, ¿cuál es el propósito de tal acción?

3. Desde hace mucho tiempo, el hombre ha utilizado métodos para la conservación de alimen-tos, como la salmuera y el uso del azúcar, entre otros. ¿Cómo explicas el que las bacterias no puedan desarrollarse en alimentos salados o azucarados?

Ósmosis y presión osmótica


4.Un pepino encurtido se prepara colocándolo en salmuera, ¿por qué se arruga al estar en una disolución salina concentrada?

5. ¿Existe alguna relación entre el fenómeno de ósmosis y la recomendación a personas de avanzada edad, de no consumir alimentos con bastante sal? ¿Cómo explicarías la formación de edemas o hinchazón en piernas por consumo de alimentos salados?


Propiedades coligativas

5. Autoevaluación

Horizontales 3. Cuando las moléculas de un líquido tienen la energía suficiente para vencer la presión atmosférica, se dice que pasa a la fase de... 5. Se denomina así al proceso fisicoquímico que se presenta cuando las moléculas de agua, se difunden a través de una membrana semipermeable desde una disolución de menor concentración a otra de mayor concentración. 6. La presión de vapor de una disolución siempre será menor que la presión de vapor del ... 7. En la determinación de las propiedades coligativas, el tipo de concentración que mayormente se utiliza es la ...

Verticales1. El punto de ebullición de una disolución siempre será (mayor o menor) que el del disolvente puro. 2. Son propiedades que dependen del número de partículas de soluto presentes en la disolución. 4. A la disolución que tiene una presión osmótica menor que la disolución de mayor concentración, se dice que es ... 6. El punto de congelación del agua (disminuye o aumenta) al agregar un soluto. 7. Para que el punto de congelación del agua disminuya 1.86 grados centígrados, se debe disolver en un kilogramo de agua, un ... de soluto.



La siguiente escala de rango puede servir para autoevaluar tu nivel de desem-peño, en los diferentes momentos de la realización de la secuencia didáctica: Las propiedades coligativas

5. Autoevaluación

Criterios

Manejo Conceptual

Procedimental

Actitudinal Valoral



Define que son las propiedades coliga-tivas, presión de vapor, vapor, punto de ebullición, ósmosis y presión osmótica.

Explica cómo influyen las propiedades coligativas en la vida cotidiana.

Adquisición y organización de la infor-mación: Da lectura al texto referido a las propiedades coligativas.

Indicadores

.





Total:


Aplicación: Resuelve problemas de dismi-nución de la presión de vapor.

Resuelve problemas de elevación del pun-to de ebullición.Resuelve problemas de disminución del punto de congelación.

Resuelve problemas de ósmosis y presión osmótica.

Si No Puntos

1

0.5

0.5

0.5

1

1

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

1

1

1


1. ¿Cuál es la masa de Ca(OH)2 contenida en 1500mL de una disolución 0.0250 M de Ca(OH)2? Masas atómicas: Ca=40; O=16; H=1

Autoevaluación de la unidad temática 2

2. Calcular el punto de congelación de una disolución que contiene 8g de sacarosa (C12H22O11) en 100 g de agua. Kc=1.86 0C/m: Masa atómica: C=12

3. En el siguiente gráfico, se muestran las solubilidades del NaNO3 y del KNO3 en agua (en g de soluto/100g de agua) a distintas temperaturas (en °C) Entonces, de acuerdo al gráfico se puede afirmar que:

a) En el rango de 20 a 50°C es más soluble el KNO3 que el NaNO3 b) A 50°C, 200 mL de agua se saturan con 200 gramos de NaNO3 c) 100 mL de agua, saturada con NaNO3 a 50°C al enfriarla hasta los 20°C precipitará 10 gramos de NaNO3 d) A 20°C en 200 mL de agua se pueden disolver 60 gramos de NaNO3

4. Si una disolución acuosa al 2% (masa-volumen) de NaOH, tiene una densidad de 1g/cm3 ¿Cuál será la concentración molar de esta disolución? Masa molar: 40g


5. Linnus Pauling en 1970 sugirió que el ácido ascórbico (vitamina C) puede prevenir el resfriado común o al menos mitigar su severidad. La vitamina «C» (C6H8O6) es hidrosoluble. Para una disolución que contiene 60 gramos de ácido ascórbico disuelto en 150 gramos de agua, calcula el % en masa y la molaridad de dicha disolución.

6. En cada uno de los siguientes pares de sustancias, subraya cuál de ellas tiene mayor probabilidad de ser soluble en agua:a) ciclohexano o glucosa b) alcohol etílico o gasolinac) ácido clorhídrico o metano

7. La solubilidad del sulfato de manganeso monohidratado (MnSO4.H2O) en agua a 200C es de 70g por 100 mL. Para una disolución acuosa1.2 M de sulfato de manganeso monohidra-tado a 200C, determina la cantidad en gramos de esta sal y con base a los datos obtenidos concluye, si está saturada, insaturada o sobresaturada.

8. Determina cuántos gramos de sacarosa se deben agregar a 750 gramos de agua, para dar una disolución cuya presión de vapor sea 1.5 mm de Hg menor que la del agua pura a 300 C.

9. ¿Cuál es la presión de vapor a 300 C, de una disolución de sacarosa que contiene 300 g de azúcar disueltos en 500 g de agua?

10. Determina la presión de vapor a 200C, de una disolución acuosa que contiene 150.07 g de urea, disueltos en 1.75 kg de disolvente.


11. Una disolución que contiene 52.9 g de un compuesto, disuelto en 300 g de benceno, tiene una temperatura de congelación 4.3 0C debajo de cero. Calcula la masa molar del compuesto.

12. Calcula el aumento de la temperatura de ebullición y la disminución del punto de conge-lación de una disolución constituida por 200 g de tolueno disueltos en 900 g de benceno.

13. Un hidrocarburo obtenido de la hulla es el antraceno, cuya fórmula empírica es C7H5. Para determinar su fórmula molecular se disuelve 1g de antraceno en 60 g de benceno. La temperatura de ebullición de la disolución es de 80.26 0C. Calcula la masa molar y la fórmula molecular del antraceno.

14. Para comprobar si un sólido en polvo de color blanco, obtenido de un decomiso, era cocaína ( C17H21NO4 ), un criminalista disolvió 1.5 g de dicho polvo en 25 g de benceno. El punto de congelación de la disolución fue de 4.49 oC. ¿Consideras que era cocaína?

15.¿Cuántos litros de etilenglicol tienes que ponerle a un radiador de 6 L de capacidad, si la temperatura más fría que se alcanza en la región es de 5 0C bajo cero? La densidad del etilenglicol es de 1.11 g/mL.


Proyectos integradores

Actividad 2.18 De manera colaborativa utiliza los conocimientos adquiridos para construir un prototipo escolar que permita obtener agua dulce a partir de agua salada (agua de mar).

Actividad 2.19 De manera colaborativa utiliza los conocimientos adquiridos sobre la disminución del punto de congelación para elaborar nieve en casa o en el laboratorio.

Las disoluciones ácidas, básicas y neutras 137

Disoluciones ácidas, básicas y neutrasUnidad temática 3



Competencia de unidadDetermina la acidez, basicidad o neutralidad de una sustancia con base en sus propiedades macroscópicas, así como el uso de las diferentes teorías ácido-base para explicar y valorar la importancia del pH en la vida cotidiana y en el cuidado del ambiente.

1. ¿Qué sustancias o productos ácidos y básicos utilizas en casa?

Ácidos: ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Básicos: _________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

2. ¿Cuál es tu noción de ácido y de base?

Ácido: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Base: ___________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

3. ¿Qué tienen en común un ácido y una base?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Si se pudiera observar a través de una lupa a los componentes de un ácido y una base, ¿cómo se observarían? Dibuja submicroscópicamente dicha imagen.

Base

Actividad 3.1 De manera individual explora tus conocimientos previos sobre ácidos y bases, cuando hayas terminado, coméntalas con tus compañeros.

Explorando tus ideas sobre ácidos y bases

3.1 Ácidos y bases: propiedades macroscópicas

Ácido


7. ¿Cómo se forma el gas hidrógeno cuando un trozo de aluminio es agregado a un poco de ácido muriático?

5. Utiliza una representación simbólica que te permita explicar cómo se forma el ácido clor-hídrico a partir del cloruro de hidrógeno y el agua.

6. ¿El ácido clorhídrico es un compuesto o una mezcla?

8. ¿Con qué nombre común se le conoce al ácido clorhídrico?

9. Cuando una persona tiene agruras o malestar estomacal, ¿por qué utiliza bicarbonato de sodio?

10. ¿Cómo saber si una sustancia o producto químico es ácido, básico o neutro, sin nece-sidad de recurrir a su sabor?


11. ¿Cuál de las siguientes características identifica más a un ácido?a) fuertemente cáustico b) peligroso y dañino c) de sabor agrio d) corrosiva y explosiva e) todas las anteriores

12. ¿Cuál de las siguientes características identifica más a una base de Arrhenius?a) son covalentes b) son covalentes polares c) la presencia del grupo OH- d) la presencia iones H+ e) ninguna de las anteriores

13. ¿Cuando un investigador menciona el término «lluvia ácida», qué pretende comunicarnos?

14. La lluvia normal es ligeramente ácida porque ha absorbido un poco de dióxido de carbono del aire. La lluvia ácida es más ácida que la lluvia normal porque ha absorbido gases como óxidos de azufre y óxidos de nitrógeno. ¿De dónde vienen estos óxidos de azufre y óxidos de nitrógeno que hay en el aire?

15. Se les pidió a los estudiantes, construir un modelo para explicar el efecto de la lluvia ácida sobre el mármol. Inicialmente pusieron fragmentos de éste en vinagre toda la noche. El vinagre y la lluvia ácida tienen aproximadamente el mismo nivel de acidez. Observaron que cuando un fragmento de mármol se mete en vinagre, se forman burbujas de gas. ¿Se puede determinar la masa del fragmento de mármol seco, antes y después del experimento?

Un fragmento de mármol tiene 2.0 gramos antes de meterse en vinagre toda la noche. Al día siguiente, se extrae y se seca. ¿Cuál será la masa del fragmento de mármol ya seco?

a) Menos de 2.0 gramos b) Exactamente 2.0 gramos c) Entre 2.0 y 2.4 gramos d) Más de 2.4 gramos

16. Los estudiantes que realizaron el experimento anterior, también pusieron fragmentos de mármol en agua (destilada) pura toda la noche. Explica por qué los estudiantes incluyeron este paso en su experimento.


Las palabras ácido y base son términos que escuchamos frecuentemente en nuestra vida cotidiana, pero cuando se nos pregunta, qué ácidos y bases conocemos y cuáles son las diferencias existentes entre ambos, encontramos en ocasiones dificultad para expresarlo. En nuestro hogar tenemos productos químicos cuyas propiedades son básicas, ácidas o neutras, ¿cómo identificarlos?

Utiliza colorantes vegetales para identificar productos químicos de uso cotidiano como ácidos y bases en función de sus propiedades macroscópicas.

Competencia de la unidad

A un estudiante se le planteó que tratara de identificar qué productos químicos de su hogar presentan propiedades ácidas, básicas o neutras. Sus conocimientos previos le pueden lle-var a identificar a algunos, pero no a todos. Ha escuchado que existen diversos indicadores que le pueden ayudar en su tarea, ¿qué estrategias necesita establecer para resolver esta situación problémica?

Actividad 3.2 Resuelve de manera colaborativa la siguiente situa-ción problémica.


¿Cuáles consideras que pueden ser éstas? Mediante una lluvia de ideas colabora con tu equipo aportando las mejores ideas de solución.


1. Con la información que se te brinda, ¿qué otros colorantes vegetales a tu alcance pueden ser utilizados como indicadores ácido-base?

2. ¿Qué es un indicador ácido-base?

Debes tener en cuenta que el conocimiento actual es producto de la construcción social y que por tanto, es importante conocer la historia sobre la construcción de ese conocimiento. A con-tinuación te mostramos una breve semblanza de la historia sobre los indicadores ácido-base.

En el siglo XVII, para ser más exactos en 1664, Robert Boyle publicó su obra “The Experimental History of Colours” libro en el que da a conocer sus estudios sobre los indicadores ácido-base y sus aplicaciones prácticas. En ella se inicia el reconocimiento de ácidos y bases a través de los cambios de color de extractos de plantas. A partir de Boyle, el cambio de color del jarabe de violetas, sirvió para indicar la presencia de un ácido; en este momento se descubren los indicadores químicos. Años más tarde, Duclós llama “tornasol” (litmus), a un indicador extraído de líquenes, que le da un gran resultado. Casi cien años después, James Watt (inventor de la máquina de vapor), descubre que con la lombarda (col mo-rada) se produce uno de los mejores indicadores.

2. Adquisición y organización del conocimiento

En esta fase se busca relacionar tus conocimientos previos con la información nueva y re-visar, si ésta es suficiente para resolver la situación problémica.

www.heurema.com/QG/QG7/INDICADORESAB1.pdf

3. ¿A qué se debe el cambio de color en el indicador al colocarlo en una sustancia ácida o básica?

4. ¿Tiene alguna importancia en la vida cotidiana el conocer si un producto es ácido, básico o neutro?

Col morada

Fenolftaleína en presen-cia de una base

Actividad 3.3 Resuelve de manera colaborativa la siguiente situación problémica.


5. ¿Qué indicadores se utilizan en el laboratorio que no son del tipo casero como los que hemos mencionado?

6. Investiga cuáles son las propiedades macroscópicas de los ácidos y las bases:Ácidos:

1.

2.

3.

4.

Bases:

1.

2.

3.

4.

7. ¿Cómo definir entonces a un ácido y a una base?

Ácido:

Base:


Para que conozcas más...

Las antocianinas y su implicación en la coloración de las plantas.

Las antocianinas pertenecen al grupo químico denominado flavonoides que corresponde a una serie de pigmentos vegetales que son sustancias hidrosolubles, poseen grupos polifenólicos de bajo peso molecular. La hidrólisis de las antocianinas en medio ácido produce las agluconas coloridas o antocianidinas, generalmente representadas como cloruros, de las que se conocen tres tipos fundamentales: pelargonidina, cianidina y delfinidina, la diferencia principal se encuentra en el anillo lateral.

La mayoría de estos compuestos de origen natural se han obtenido ya por síntesis; parece ser que los más abundantes son los diglucósidos. Debido a su carácter anfótero pueden producir compuestos con los ácidos y con las bases. Los principales factores que influyen en el color de las flores se relacionan con la concentración de las antocianinas, su estado de agregación en disolución, los efectos de los valores de pH y la presencia o ausencia de copigmentos.

Las antiocianinas son sustancias que presentan una variedad de tonalidades que van desde el rojo hasta el azul o morado. El color varía en función del pH y de su estructura, algunas presentan o muestran en pH ácido, el color rojo, en pH básico, el color azul y en pH neutro, incoloro. Estas sustancias existen en las plantas superiores, en todos los tejidos incluyendo hojas, tallos, raíces, flores, frutos y semillas.

Las reacciones que se proponen por los cambios de pH de las antocianinas se presentan en la figura (Cram y Hammond, 1969, citado por Domínguez, 1990).

Debido a su poder antioxidante, a las antocianinas se les atribuyen propiedades biológicas como: ser antisépticas, antinflamatorias, antialergénicas y anticancerígenas. Científicos del Centro John Innes en el Reino Unido han venido realizando diversos experimentos con la finalidad de enriquecer y de aumentar el porcentaje de compuestos que fomenten la salud, en frutas y verduras de consumo habitual. Ellos han producido un tomate transgénico que contiene altos niveles de antocianinas, sustancias químicas que pueden proteger contra determinados cánceres y enfermedades cardiovasculares. La col morada es un vegetal que posee alrededor de 36 antocianinas las cuales son las responsables de su color característico. Debido a lo anterior se le han atribuido algunas aplicaciones en la salud, por ejemplo, para la prevención del Alzheimer, enfermedad que se ha relacionado con la producción en el cerebro de una proteína denominada beta-amiloide y que los antioxidantes llamados polifenoles (anthocyanins) ayudan a proteger el sano desarrollo del cerebro.

Fuentes de Información:

Domínguez, A.E. (1990) Antocianinas y colores vegetales. Revista Educación Química, volumen 1, número 2, Pág. 96.http://www.america.gov/st/health-spanish/2008/November/20081105104915gd0.5742151.htmlhttp://phindicadoresnaturales.blogspot.com/http://www.osteobiflex.com/vf/healthnotes/HN_Live/Spanish/Es-Supp/Flavonoids.htm


Actividad 3.4 Elabora un mapa conceptual con la información que se te proporciona.

Después de leer toda la información de las páginas anteriores, subraya aquellos términos que consideres relevantes, organízalos y relaciónalos a través de un mapa conceptual, algunos de ellos pueden ser: Robert Boyle, indicadores, ácido, base, The Experimental History of Co-lours, jarabe de violetas, líquenes, tornasol, James Watt, Col morada (lombarda), colorante vegetal, etc. ¡Tú encuentra los demás!



Actividad 3.5 Agrupa como ácidos o bases e indica los usos más frecuentes de los siguientes productos: vinagre, aspirina, vitamina C, jugo de limón, quitacochambre, jugo gástrico, amoníaco (base) limpiadores caseros, melox, leche de magnesia, bicarbonato de sodio, alkaseltzer, refresco carbonatado, leche, jugo de tomate, jugo de naranja, windex (limpiavidrios), enjuagues bucales, cerveza, hidróxido de calcio, etc.

Ácido Base Usos

El papel indicador de pH, permite mediante el vire de color, clasificar las sustancias como ácidas, básicas o neutras, así como también conocer el valor numérico de pH que le corres-

¿Qué estrategia de solución consensuaron para identificar a los ácidos y las bases?

Tornasol

Indicador Universal

Fenolftaleína

ponde, de acuerdo al color que aparece al contrastarlo con una escala usada como testi-go. El papel tornasol rojo o azul, es uno de los más utilizados en el laboratorio como indicador ácido-base. El de color azul se torna de color rojo-anaranjado en contacto con sustancias áci-das, y el de color rojo se torna de color azul en contacto con compuestos básicos. Sin embargo, se utilizan más las disoluciones de indicador universal, fenolftaleína y anaranjado de metilo.

Productos químicos usados en el hogar


Diseño del experimento

El diseño experimental es una propuesta que mediante un esquema de acciones nos permite seleccionar adecuadamente el procedimiento, las sustancias y los materiales necesarios para el logro de los objetivos planteados.

En nuestro caso, los objetivos son:

b) Identificar qué productos químicos utilizados en el hogar son áci-dos, básicos o neutros, contrastando los resultados obtenidos con la clasificación realizada anteriormente.c) Elaborar una escala de pH con las diferentes tonalidades de color que vayan del más ácido al más básico, de acuerdo al indicador vege-tal utilizado. Por ejemplo, los colores obtenidos al utilizar col morada como indicador, se presentan del rojo al verde, como se muestra en la figura.

Ácido Neutro Base

a) Preparar un indicador ácido-base a partir de colorantes vegetales.

Utiliza tapas de refresco con fondo blanco o tapones de garrafón para colocar en ellos, una muestra de cada producto químico a identificar. Asimismo utiliza un frasco gotero para añadir el indicador.

Se sugiere que cada equipo prepare un indicador ácido-base con vegetales diferentes (jamaica, col morada, cebolla morada, bugambilia, claveles, rosas rojas, etc.).

Se recomienda utilizar muestras diluidas de cada producto químico a identificar.

Los vegetales deben ser triturados (macerados) y colocados en alcohol etílico (etanol) en un frasco, dejarlos en reposo unos minutos y después filtrar la disolución (indicador).

Procedimiento

Cada equipo deberá elegir el procedimiento que considere más conveniente para llevar a cabo su propuesta de actividad experimental, así como los materiales y productos a identificar.

Materiales Productos químicos

1. 2.

3. 4.

5. 6.

7. 8.

9. 10.

11. 12.


Describe cómo se realizará la actividad experimental:

Una vez realizada la actividad, contrasta los resultados obtenidos ex-perimentalmente con la clasificación realizada anteriormente.

Elabora una escala de pH ordenando los pro-ductos del más ácido al más básico.

Registro de datos

1.

2.

Para la presentación del reporte de la actividad experimental te sugerimos tengas la precau-ción de tomar fotografías que evidencien el trabajo colaborativo y los resultados obtenidos.


3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

Producto químico NeutroBaseÁcido Color

En esta actividad necesitarás un recipiente más amplio que te permita introducir pedazos de papel filtro de mayor tamaño. Una vez seco el papel filtro puede ser utilizado como consideres más conveniente. Utiliza tu creatividad para elaborar artísticamente imágenes coloridas, colocando en el papel las disoluciones de los productos químicos que se utilizaron en la actividad experimental.

Actividad 3.6 Utiliza los conocimientos adquiridos de manera significativa, para elaborar papel indicador.


2. Con los conocimientos adquiridos da respuesta a la siguiente situación problémica:

Al calentar el matraz erlenmeyer en cuyo interior se encuentra azufre en polvo en presencia de oxígeno, se forma una sustancia gaseosa, que al reaccionar con el agua forma una nueva sustancia.

a) ¿Qué sustancia gaseosa se forma inicialmente?

Azufre + oxígeno Verbal:

Simbólico:

b) ¿Qué sustancia se forma cuando reacciona la sustancia gaseosa con el agua?

Verbal:

Simbólico:

c) ¿Cómo determinar la acidez o basicidad de la sustancia final que se produce cuando los gases pasan a través del agua?


5. Autoevaluación

Horizontales

2. Nombre del ácido que al ser diluido al 4% en agua, forma el vinagre, el cuál es utilizado ampliamente en la preparación de alimentos encurtidos. 4. El sabor agrio es una característica macroscópica que nos permite identificar a una sustancia...5. El cambio de color rojo a azul en el papel tornasol, es una propiedad macroscópica que nos permite identificar sustancias... 8. Científico del siglo XVII que definió e identificó a los ácidos y bases por sus propiedades macroscópicas. 9. Indicador utilizado para identificar sólo a las bases cuyo vire se da en el intervalo de pH 8.2-10, y su color característico es rosa fucsia. 10. Nombre común del ácido utilizado para eliminar el sarro en el hogar.

Verticales

1. Nombre común que se usa para nombrar a la sustancia básica utilizada en la limpieza de objetos metálicos, como odorizante y como antiácido en el hogar. 3. Término que se utiliza para designar a la sustancia que al colocarse en un medio ácido o básico, cambia de color. 6. Científico creador de la máquina de vapor que descubrió que la col morada es uno de los mejores indicadores naturales ácido-básico. 7. El médico fránces Duclós, obtuvo este indicador a partir de líquenes, cuya coloración es roja en medio ácido y azul en medio básico.

Ácidos y bases: propiedades macroscópicas

Actividad 3.7 En forma individual resuelve el siguiente crucigrama.


La siguiente lista de cotejo puede servir para autoevaluar tu nivel de desempeño, en los diferentes momentos de la realización de la secuencia didáctica: Ácidos y bases: propiedades macroscópicas.

5. Autoevaluación

Criterios

Manejo conceptual

Procedimental

Actitudinal Valoral

Resuelve de manera correcta el crucigrama.Elabora el mapa conceptual en forma coherente y jerarquizado.



Participa con responsabilidad en el cumplimiento de las actividades.

Usa en forma eficaz y responsable las nuevas tecnologías para adquirir información

Define a un ácido y una base en fun-ción de sus propiedades macroscó-picas.Define a un indicador con base a sus características

Usa indicadores naturales para identi-ficar a una base y un ácido, con base en el cambio de color.

Elabora indicadores naturales ácido-base en casa o en el laboratorio.

Clasifica como ácidos y bases a productos químicos utilizados en el hogar con base al cambio de color en el indicador.Elabora papel indicador y diseña figuras artísticas con los cambios ácido-base.

Resuelve la situación problémica planteada en la fase de aplicación.

Elabora el reporte de la actividad experimental y muestra evidencias de su trabajo.

Cuida de sí y del ambiente al utilizar productos ácidos y básicos .

Indicadores Si No Puntos

0.5

0.5

1

1

1

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

1

1

0.5

0.5

Total:


Competencia de la unidadUtiliza las teorías ácido-base para explicar la acidez o basicidad de una sustancia con base a los procesos de disociación e ionización.

Explorando tus ideas sobre acidez y basicidad

Actividad 3.8 De manera individual explora tus conocimientos previos sobre la acidez y basicidad, cuando hayas terminado, coméntalas con tus compañeros.

1. Un ácido desde la teoría de Arrhenius se define como toda aquella sustancia que libera iones hidrógeno (H+)

2. El siguiente conjunto de sustancias son todas básicas desde la teoría de Arrhenius: NaOH, NaHCO3, NH3.

3. Cuando al agua se le adiciona un ion hidrógeno (H+) se forma el ion hidronio (H3O

+).

4. Desde la teoría de Arrhenius una base se define como una sustancia aceptora de electrones.

5. El siguiente conjunto de sustancias son todas ácidas desde la teoría de Arrhenius: HCl, HNO3, H2SO4.

6. El producto de una neutralización desde la teoría de Arrhenius, siem-pre es una sal.

7. Un ácido desde la teoría de Brônsted-Lowry se define como aquella sustancia capaz de aceptar un protón, H+.

8. Una base para Brônsted-Lowry es aquella especie capaz de aceptar un protón.

9. El ion hidronio, es el ácido conjugado del agua.

10. El ion cloruro es la base conjugada del HCl(g).

F____ V____

F____ V____

F____ V____

F____ V____

F____ V____

F____ V____

F____ V____

F____ V____

F____ V____

F____ V____

3.2. Teoría ácido-base de Arrhenius


En la situación didáctica anterior, los ácidos y las bases fueron definidos en función de sus propiedades macroscópicas. Por ejemplo, los ácidos se definían como sustancias de sabor agrio, que cambian el papel tornasol azul a rojo y liberan hidrógeno cuando reaccionan con metales activos. Asimismo, las bases se definían como sustancias de sabor amargo y res-balosas (untuosas) y que cambian el papel tornasol rojo a azul.

Es hasta fines del siglo XIX cuando se empieza a definir a los ácidos y a las bases, en función de sus propiedades submicroscópicas. El primero en correlacionar las propiedades de los ácidos y las bases con la composición y estructura molecular, fue Svante August Arrhenius en 1884. Su propuesta estaba respaldada en los resultados de sus investigaciones experi-mentales realizadas con sustancias electrolíticas.

¿Sabías qué... un electrólito o electrolito es una especie química que disuelta o fundida conduce la corriente eléctrica?

¿Sabías qué... el término especie química se utiliza para referirse genérica-mente a los átomos, moléculas, iones o radicales?

Algo de historia...

Svante August Arrhenius (1859-1927) fue un científico sueco, quien en 1884 presentó en su tesis de doctorado la teoría de la disociación electrolítica, con la cual podía explicar cómo las disoluciones de ciertos compuestos pueden conducir la electricidad. En dicha teoría considera que las moléculas de los electrólitos se disocian en dos o más iones, y que la fuerza de un ácido o una base está en relación directa con su capacidad de disociación.

Sin embargo, investigadores extranjeros como Ostwald, Boltzmann y van’t Hoff reconocieron su teoría, y le ofrecieron su apoyo. En 1903, su entrega y perseverancia se vieron coronados al ser galardonado con el Premio Nobel de Química, por sus aportes al desarrollo de la química, con la teoría que una vez se le consideró no satisfactoria para una tesis doctoral.

Teoría ácido-base de Arrhenius

El comportamiento de los ácidos lo vinculó con la presencia de iones H+ (iones hidrógeno) en disolución acuosa y el de las bases con la presencia de iones OH- (iones oxhidrilo o hidróxido).

Su teoría fue fuertemente criticada por el jurado académico, quienes concedieron poca importancia a su trabajo.


Arrhenius definió a los ácidos y a las bases de la siguiente manera:

ÁcidoSustancia que se ioniza en agua para formar iones H+ (iones hidrógeno).

Son ácidos para Arrhenius: HCl, HNO3, H2SO4, HBr, HF, H2CO3, entre otros.

BaseSustancia que se disocia en agua para formar iones OH- (iones oxhidrilo).

Son bases para Arrhenius: NaOH, KOH, Ca(OH)2, LiOH, entre otros.

¿Sabías que... cuando un electrolito se disuelve en agua, pueden presentarse dos proce-sos muy similares? Ionización o disociación. Cuando la sustancia a disolverse, es cova-lente polar, se dice que se ioniza, porque se forman iones que antes no se encontraban presentes. En cambio, cuando se disuelve una sustancia iónica, se dice que se disocia, porque sólo se separan los iones que ya estaban presentes.

NaOH Na+(ac) + OH-

(ac)

DisociaciónIonización

HCl H+(ac) + Cl-(ac)

¿Sabias que ... los químicos de inicios del siglo XIX pensaban que los iones se producían por el paso de la corriente eléctrica? De ahí, el término electrolito que significa destruído por la electricidad. Fue Arrhenius quien al disolver sal en agua explicó que ésta se disocia en iones sin necesidad de utilizar la corriente eléctrica.




El profesor de química ha planteado un nuevo reto a sus estudiantes, ahora deberán com-probar experimentalmente si los productos químicos que identificaron como ácidos o bases son electrolitos o no electrolitos.

Alambre de cobre

Electrodos de grafitoLeds

Batería

Para comprobarlo deberán construir un circuito eléctrico, semejante al de la figu-ra. En forma colaborativa y a través de una lluvia de ideas, propongan la forma de construirlo. Si el equipo es de cinco integrantes, a cada uno le corresponderá traer mínimamente un componente del circuito y dos productos químicos de los utilizados al inicio.

2. Adquisición y organización del conocimiento

Por ello, cabría entonces preguntarnos, con respecto al experimento, ¿qué nombre reciben los dos electrodos que se utilizan en una disolución electrolítica?

En páginas anteriores revisamos la teoría de la disociación electrolítica de Arrhenius con la cual podía explicar cómo las disoluciones acuosas de ciertos compuestos pueden conducir la electricidad.


¿Por qué el grafito a pesar de tener enlaces covalentes conduce la electricidad?

¿Cómo definir a un electrolito fuerte y a otro débil?

De los compuestos utilizados, ¿cuáles son ácidos y bases de Arrhenius?

Actividad 3.10 En forma colaborativa ordena jerárquicamente en el mapa conceptual los siguientes conceptos o palabras: electrolito fuerte; electro-lito débil, ácidas, básicas, sí, no, teoría ácido-base, HCl, HNO3, electrolito, S.A.Arrhenius, no electrolito, iones hidrógeno H+, iones hidróxido OH-, disolución acuosa, sustancias, NaOH, KOH.



Actividad 3.11 Clasifica a las siguientes sustancias como ácidos y bases de Arrhenius, teniendo en cuenta las definiciones ácido-base de Arrhenius: HBr, H2SO4, NaHCO3, HIO4, H2S, NaOH, Ca(OH)2, Al(OH)3, , CO2, NH3, etc.

Sustancia Ácido de Arrhenius Base de Arrhenius No clasifica

Los ácidos y las bases que el estudiante conoce en secundaria y preparatoria generalmente son del tipo de Arrhenius, aunque algunos no pueden ser clasificados desde esta teoría. Sin embargo, la teoría de Svante August Arrhenius se sigue utilizando por su simplicidad, aunque presente ciertas limitaciones.


En la época de Arrhenius ya se conocía que al reaccionar el CO2 con el agua, se observaba cierta acidez en la disolución. También se conocía que el NH3 al reaccionar con el agua, su disolución presenta un comportamiento básico. ¿Y el agua es un ácido o una base? ¿Cómo pudo Arrhenius explicar esto desde su teoría?

Investiga cuáles fueron las ventajas y limitaciones de la teoría de Arrhenius.

Actividad 3.12. Da respuesta a los siguientes cuestionamientos.


5. Autoevaluación


Horizontales

3. Sustancia que al ionizarse en agua forma iones hidrógeno H+.4. Generador de corriente eléctrica continua, que utiliza la energía liberada en una reacción química. 7. Especie química que disuelta o fundida conduce la corriente eléctrica. 8. Se denomina así al conjunto de componentes eléctricos o electrónicos, conectados para generar, trasportar o modificar señales eléctricas o electrónicas. 9. Electrodo positivo en una celda electrolítica. 10. Sustancia que al disociarse en agua, forma iones oxhidrilo OH- (hidróxido).

Verticales

1. Sustancia ácida o básica que en disolución acuosa proporciona bastantes iones hidrógeno o hidróxido, lo que permite el paso de la corriente eléctrica. 2. Sustancia ácida o básica que al disolverse en agua proporciona pocos iones y por tanto, no permite una buena conducción de la energía eléctrica. 5. Científico sueco que en 1884, presentó en su tesis la teoría sobre la disociación electrolítica. 6. Es el electrodo negativo en un celda electrolítica.

Teoría ácido-base de Arrhenius


La siguiente lista de cotejo puede servir para autoevaluar tu nivel de desem-peño, en los diferentes momentos de la realización de la secuencia didáctica: La Teoría ácido-base de Arrhenius.

Autoevaluación

Criterios

Manejo Conceptual

Procedimental

Actitudinal Valoral


Usa en forma eficaz y responsable las nuevas tecnologías para adquirir infor-mación

Define a un ácido y una base desde la teoría de Arrhenius, con base a su com-portamiento submicroscópíco.

Define a una sustancia como electroli-to fuerte o débil.

Utiliza el circuito eléctrico para identificar a una sustancia como electrolito o no electrolito.

Construye un circuito eléctrico

Clasifica los productos químicos como electrolitos y no electrolitos.

Resuelve la situación problémica plan-teada en la fase de aplicación.

Indicadores

Elabora el reporte de la actividad ex-perimental y muestra evidencias de su trabajo.





Si No Puntos

1

0.5

1

1

1

1

1

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

1

Total:


3.3 NeutralizaciónDe acuerdo a la teoría de Arrhenius, un ácido reacciona con una base para formar una sal y agua. Esta reacción se dice que es de neutralización, porque el ácido neutraliza el efecto de la base y la base el efecto del ácido.

ácido + base sal + agua

Submicroscópicamente podemos explicar que en esta reacción hay un intercambio de partí-culas (iones) para formar nuevas especies. En realidad el ácido clorhídrico y el hidróxido de sodio, se encuentran en forma de iones. De la misma forma, en los productos el cloruro de sodio existe en forma de iones Na+, Cl- y el agua en forma molecular.

El cloruro de sodio es un compuesto conocido comúnmente como sal de cocina o sal de mesa. Se extrae en grandes cantidades por la evaporación de agua de mar o salmuera de lagos salados, aunque también puede ser extraída de minas de halita. Otra forma de obtener cloruro de sodio es haciendo reaccionar hidróxido de sodio y el ácido clorhídrico como se muestra en la ecuación anterior.



+ + H Cl Na O H O HH

Na Cl

¿Qué se necesita para obtener cloruro de sodio en el laboratorio? En forma co-laborativa y mediante una lluvia de ideas propongan la forma de prepararlo.

+ + +

H+ Cl- Na+ OH-


Precauciones que se deben tener al utilizar ácidos y bases fuertesLos ácidos minerales como el sulfúrico, el clorhídrico y el nítrico son muy corrosivos, destruyen los tejidos; al igual que algunas bases como el hidróxido de sodio y de calcio.Si de manera accidental cae en tu piel alguna de estas sustancias aplica bastante agua en la zona afectada, con la finalidad de diluir ya sea el ácido o la base. Posteriormente si tratas de neutralizar una base fuerte, se debe emplear un ácido débil como el vinagre o el ácido bórico, H3BO3; este último, sobre todo si el accidente ha ocurrido en los ojos. Así mismo, para neutralizar la quemadura de un ácido fuerte hay que usar una base débil como la leche de magnesia, Mg(OH)2 o el bicarbonato de sodio, NaHCO3.

Esta es una reacción de neutralización: ácido + base sal + agua

Algo importante que siempre debes tener presente:

¡Nunca le des de “beber” agua al ácido!

Esto significa que no debe agregarse agua al ácido, porque al caer ésta se calienta y evapora violentamente, pudiendo salpicar partes de tu cuerpo. Por ello, lo que se debe hacer para preparar una disolución ácida, es añadir lentamente el ácido al agua. Pero además, utilizar lentes de protección y bata.

2. Adquisición y organización del conocimientoAntes de iniciar con la actividad experimental, es necesario tener en cuenta las siguientes precauciones:

La ecuación nos muestra que tanto el ácido como la base tendrán concentraciones equimo-lares.

¿Qué significa equimolar?

¿Cuántos gramos de NaOH se necesitan para preparar una disolución 1M?

¿Es necesario preparar un litro de disolución para obtener una concentración 1M?

Si se desean preparar 10 mL de disolución de NaOH 1M, para evitar desperdicios y contaminación al ambiente. ¿Qué cantidades sugieres?

Actividad 3.15 Da respuesta a los siguientes cuestionamientos.


El cloruro de hidrógeno es un gas que al disolverse en agua, forma el ácido clorhídrico conocido como ácido muriático. Este ácido puede ocasionar daños severos a la salud humana, por eso debe evitarse el contacto con la piel, la mucosa, los ojos y la ropa, pues es una sustancia cuyos vapores son tóxicos, irritantes y corrosivos.

Una disolución concentrada de ácido clorhídrico contiene una pureza aproximada de 37% masa/masa, lo que significa que por cada 100g de disolución acuosa, 37g corresponde al HCl.

¿Cual será la concentración molar de 100 g de esta disolución?

¿A cuántos mL corresponden 100 g de disolución acuosa de HCl, si la densidad del HCl es de 1.19 g/mL?


Si la reacción de neutralización se lleva a cabo entre una disolución de hidróxido de sodio de concentración conocida y una disolución de ácido clorhídrico de concentración desconocida. Podemos calcular la concentración de la muestra problema, si medimos cuidadosamente el volumen utilizado de cada una de estas disoluciones en la neutralización.

A este proceso se le denomina titulación por neutralización y se utiliza analíticamente para determinar la concentración de una disolución a partir de otra disolución de concentración conocida.

A la disolución de concentración conocida se le denomina disolución estándar o patrón y a la otra, disolución problema.

¿En nuestro caso quién es la disolución estándar y la disolución problema?


Al neutralizar el ácido clorhídrico con el hidróxido de sodio, ¿cómo saber si ha ocurrido la neutralización, si ambas disoluciones al igual que los productos son incoloras?

Diseño del experimento

Como lo señalamos con anterioridad, el diseño experimental es una propuesta que mediante un esquema de acciones nos permite seleccionar adecuadamente el procedimiento, las sustancias y los materiales necesarios para el logro de los objetivos planteados. En nuestro caso, los objetivos son:

b) Titular la disolución problema mediante la reacción de neutralización para determinar su concentración molar.

a) Preparar la disolución estándar o patrón y determinar la concentración de la disolución problema.

Fenolftaleína

Disolución de HCl

Disolución de NaOH 1M

Para llevar a cabo una titulación, se nece-sita una bureta, como la que se muestra en la figura. Medir cuidadosamente los volúmenes de ambas disoluciones.

a) Se llena la bureta con la disolución va-lorada de hidróxido de sodio 1M.

b) Se miden 5 mL de disolución de HCl de concentración desconocida, y se colocan en un matraz o vaso de precipitado, al cual se le añaden unas gotas de fenolftaleína.

c) Se titula el HCl con el NaOH, añadiendo gota a gota y agitando hasta que el color cambie de incoloro a rosa fucsia.

d) Cuando vira la disolución, es decir cambie completamente a rosa fucsia, se mide el volumen de NaOH utilizado en la titulación.


Como la reacción que se lleva a cabo es:

Se puede observar que por cada mol de iones H+ reacciona un mol de iones oxhidrilo OH-. Por tanto, los mol de NaOH utilizados corresponden a los mol de HCl. Así, si los 5 mL de HCl reaccionan con 4.99 mL de la disolución 1M de NaOH, para alcanzar el punto de equivalencia, el número de mol de HCl debe ser 1.

La siguiente ecuación nos permite realizar los cálculos estequiométricos:

M1V1=M2V2

M1= Concentración molar de la disolución de HCl = ?

V1= Volumen de HCl = 5 mL

M2= Concentración molar de la disolución de NaOH = 1M

V2= Volumen de NaOH = 4.99 mL

Al despejar tenemos:

M1=M2V2

V1

M1=(1 M de NaOH) (0.00499 L de NaOH)

0.005 L de HCl= 0.998M de HCl

1. La acidez del estómago equivale aproximadamente a una disolución de HCl 0.02 M ¿Qué volumen de este ácido se neutralizará con 150 mg de un antiácido que contiene 60% de bicarbonato de sodio?


Actividad 3.16 Da respuesta a las siguientes interrogantes.


2. ¿Es redituable obtener cloruro de sodio en el laboratorio?

3. ¿Por qué es necesario utilizar un indicador en una titulación?

4. ¿Qué color se observa antes de la titulación en la disolución problema que se muestra en el experimento de la página 164?

5. ¿Qué color permanece después de la titulación de la disolución problema?

6. Si al titular una disolución ácida de 24.5 mL, estos neutralizan 75 mL de una disolución de NaOH de concentración 0.85M. ¿Qué concentración tiene dicho ácido?

7. ¿Cuál es la concentración molar de una disolución de hidróxido de magnesio Mg(OH)2 que al titularla con 3.6 g de ácido oxálico (en disolución acuosa) para formar oxalato de magnesio, (MgC2O4)?

8. ¿Cuál sería la concentración de NaOH en un producto quitacochambre (easy-off), si al titular una muestra de 2 mL se utilizaron 8 mL de una disolución 0.5 M de HCl.


Actividad experimental 3.17 En forma colaborativa realiza una titu-lación química de un vinagre comercial.


Determina la concentración de un producto comercial ya sea ácido o base a partir de su neutralización con una disolución de concentración conocida (solución patrón), utilizando la ecuación M1 V1=M2 V2.

Actividades previas

El alumno indagará los siguientes términos: titulación, neutralización, ácido, base, indicador, pH, pOH, propiedades y aplicaciones e implicaciones de los ácidos y las bases en la vida cotidiana.

Materiales

Soportes sin aro, buretas, pinzas para bureta, matraz Erlenmeyer, frasco gotero y vaso de precipitado de 100 mL.


Vinagre o disolución de ácido acético (problema), disolución de hidróxido de sodio 0.1 M (patrón) y un indicador de pH (fenolftaleína o anaranjado de metilo).

Nota: Si no cuenta con un indicador puede prepararlo a partir de flores de jamaica, bugambilia o col morada, como se indica en la actividad 3.3 de la página 148.

Procedimiento

1. Sujeta la bureta limpia y seca mediante unas pinzas a un soporte.

2. Agrega al vaso de precipitado poco más de la mitad de solución de NaOH 0.1 M.

3. Añade a la bureta unos 5 mL de la disolución patrón tratando de que se humedezca toda la bureta con el fin de ambientarla, abre la llave para que se lave la punta de ésta y tira la disolución.

4. Llena la bureta hasta el cero con la solución patrón (NaOH 0.1M) regulando con la llave, trata de que la punta quede llena.


7. Registra el gasto de solución de NaOH 0.1 M consumido durante la titulación.

8. Aplicando la fórmula M1 V1=M2 V2 donde M1 es la molaridad de la base y V1 el volumen de la base, M2 la molaridad del ácido y V2 el volumen del ácido. Determina la concentración de la solución molar del ácido acético (vinagre).

6. Coloca el matraz bajo la bureta, abre la llave de ésta y deja caer lentamente la disolución de NaOH sobre el ácido sin dejar de agitar circularmente el matraz, hasta que aparezca un color rosa (vire). En este momento se dice que se encuentra titulada la disolución.

Datos: Fórmula: Cálculos:

Conclusiones

Preguntas

¿Cuántos mililitros de NaOH 0.1 M se necesitaron para neutralizar los 10 mL de ácido acético?________________________________________________________________________

¿Cuántos mL de NaOH 0.1 M, se necesitarán para neutralizar 60 mL del ácido acético comercial utilizado? ________________________________________________________________________

¿Qué cuidados se deben tener en el manejo de los ácidos y de las bases?________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Agrega al matraz Erlenmeyer 10 mL de la disolución de ácido acético (vinagre) concentración desconocida (problema) y añade unas gotas de fenolftaleína.


Horizontales

2. Nombre IUPAC de la sal de cocina o sal de mesa. 4. Nombre que recibe la sal de roca de NaCl. 6. Nombre que se le da a la disolución de concentración conocida en una titulación.8. Sal de sodio utilizada comúnmente en el hogar para neutralizar ácidos fuertes.9. Palabra que se utiliza para denotar que tanto en reactivos como en productos participa un mismo número de mol.

Verticales

1. En el laboratorio se puede obtener cloruro de sodio, haciendo reaccionar hidróxido de sodio y ácido ... 3. Es el producto de la reacción entre un ácido y una base de Arrhenius. 5. El ácido clorhídrico se conoce comúnmente como ácido ... 7. Nombre que recibe el proceso mediante el cual se determina analíticamente la concentración de una disolución, a partir de otra de concentración conocida.

5. Autoevaluación


Neutralización


La siguiente lista de cotejo puede servir para autoevaluar tu nivel de desem-peño, en los diferentes momentos de la realización de la secuencia didáctica:La neutralización desde la teoría ácido-base de Arrhenius

Autoevaluación

Criterios

Manejo Conceptual

Procedimental

Actitudinal Valoral


Utiliza el indicador adecuado en la titu-lación por neutralización.

Explica el proceso de neutralización desde la teoría de Arrhenius.

Explica el proceso de titulación.

Resuelve la situación problémica plan-teada en la fase de problematización.

Indicadores

Elabora el reporte de la actividad ex-perimental y muestra evidencias de su trabajo.





Total:

Usa en forma eficaz y responsable las nuevas tecnologías para adquirir infor-mación sobre neutralización.

Prepara la disolución patrón o valorada y determina la concentración de la diso-lución problema.

Resuelve las situaciones problémicas planteadas en la fase de aplicación.

Si No Puntos

1

0.5

1

1

1

1

1

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

1


3.4 Teoría ácido-base de Brônsted-Lowry

¿Por qué la teoría ácido-base de Brônsted-Lowry es más incluyente que la de Arrhenius?

En 1923, Johannes N. Brônsted (1879-1947), químico danés y Thomas M. Lowry (1874-1936), químico inglés, propusieron en forma independiente una definición más general para los ácidos y las bases.


¿Cómo definen Brônsted-Lowry a los ácidos y las bases?


El siguiente texto está escrito en inglés y sintetiza el planteamiento de la teoría ácido-base de Brônsted-Lowry. Traduce y organiza la información en un mapa conceptual y encuentra respuesta a las preguntas anteriores.

The Brônsted-Lowry theory is the most generally used theory of acids and bases. Unlike the Arrhenius theory, almost any solvent medium is permissible. The major liability of the theory is that it restricts acids to proton-containing species. According to the Brônsted-Lowry theory, an acid is any species that can donate a proton, and a base is defined as a proton acceptor. An acid reacts with a base to form another acid and another base. For example, when HCl gas is placed in contact with water, hydrochloric acid is formed. The equation that summarizes the proton transfer is.

HCl(g) + H2O(l) H3O+

(ac) + Cl-(ac)

acid base hydronium ion

proton transfer

Actividad 3.19 Da respuesta a las siguientes interrogantes.


Actividad 3.20 Traduce el texto anterior, del inglés al español y subraya las ideas centrales.

Actividad 3.21 Elabora un mapa conceptual sobre la teoría de Brôns-ted-Lowry haciendo uso de las ideas centrales recuperadas del texto anterior.



En la transferencia del proton entre el HCl(g) y el agua H2O(l), ¿quién es el aceptor y quién el donador de protones? _______________________________________________________

En general una base conjugada es aquella especie que permanece después de que el ácido haya liberado un protón. El ácido conjugado de una base se forma cuando la base acepta el protón del ácido.

Las dos especies afines en cada operación de transferencia de protón se conocen como pares ácido-base conjugados.

En nuestro caso, la base conjugada del cloruro de hidrógeno es el ion cloruro (Cl-). Mientras que el ácido conjugado del agua es el ion hidronio (H3O

+).

En resumen:

Cuando un ácido transfiere un protón, se convierte en una base.

Cuando una base acepta un protón, se convierte en un ácido.

Un ácido fuerte da lugar a una base conjugada débil.

Un ácido débil da lugar a una base conjugada fuerte.

Por ejemplo:

Ácido fuerte Base conjugada débil

Base débil Ácido conjugado fuerte


Actividad 3.22 Identifica en las siguientes ecuaciones a las especies: ácido, base, ácido conjugado y base conjugada y da nombre a cada una de ellas.

1.

Ácido

Base

Ácido conjugado

Base conjugada

2.

3.

4.

Ácido

Base

Ácido conjugado

Base conjugada

Ácido

Base

Ácido conjugado

Base conjugada

Ácido

Base

Ácido conjugado

Base conjugada



Actividad 3.23 Da respuesta a las siguientes preguntas.

1. Una base de Brônsted-Lowry se define como:

a) Una especie química que dona un ión hidrógeno durante una reacción química.b) Una especie química que acepta un ión hidrógeno durante una reacción química.c) Una especie química que dona el máximo el máximo número de iones hidrógeno.d) Una especie química que acepta el máximo el máximo número de iones hidrógeno.

2. ¿Cuál de los compuestos de la siguiente ecuación es considerada una base desde la teoría de Arrhenius?

a) H2SO4 b) Ca(OH)2 c) CaSO4 d) H2O

3. ¿Cuál de los compuestos de la ecuación anterior es una sal?

a) H2SO4 b) Ca(OH)2 c) CaSO4 d) H2O

4.¿Consideras que puede ocurrir la reacción inversa entre el ión hidronio (H3O+) y el ión

cloruro (Cl-), actuando el ión hidronio (H3O+) como un donador de protones al ion cloruro,Cl-.

5. Escriba la ecuación para la transferencia del primer protón en una reacción ácido-base entre el ácido fosfórico, H3PO4(ac) y el ion nitrito, NO2

-.

+

6. ¿Cuáles son las semejanzas y diferencias entre la teoría ácido-base de Arrhenius y la de Brônsted-Lowry?


5. Autoevaluación


Horizontales 3. Una especie aceptora de protones en la teoría ácido-base de Brônsted-Lowry, es considerada como... 5. La base conjugada del cloruro de hidrógeno es el ... 6. La única diferencia entre un ácido y su base conjugada, es el ........... transferido

Verticales

1. Para Brônsted-Lowry, una especie donadora de protones debe ser considerada como ... 2. El ácido conjugado del agua, es el ... 4. Es el único disolvente permitido por la teoría de Arrhenius como medio para efectuar la reacción ácido-base.

Teoría ácido base de Brônsted-Lowry


La siguiente lista de cotejo puede servir para autoevaluar tu nivel de desem-peño, en los diferentes momentos de la realización de la secuencia didáctica: La Teoría ácido-base de Brônsted-Lowry

Autoevaluación

Criterios

Manejo Conceptual

Procedimental

Actitudinal Valoral


Problematización: Da respuesta a las interrogantes.

Define ácido y base desde la Teoría de Brônsted-Lowry..

Explica la la Teoría de Brônsted-Lowry..

Adquisición y organización de la informa-ción: traduce texto en inglés al español.

Indicadores

Proyecto integrador:Elabora el reporte del ¿Donde quedó tu hueso? y muestra evidencias de su trabajo.





Total:

Elabora un mapa conceptual con las ideas centrales retomadas del texto en inglés.

Procesamiento de la información: Iden-tifica a los ácidos, bases y pares conju-gados de Brônsted-Lowry.

Aplicación: Resuelve las situaciones problémicas planteadas.

Si No Puntos

1

0.5

1

1

1

1

1

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

1


Proyecto integrador

Realiza una pequeña investigación sobre la acción de los ácidos y las bases sobre huesos de pollo, para comparar los daños ocasionados por algunos productos químicos a nuestra dentadura.

Actividad 3.25 ¿Dónde quedó tu hueso?

Utiliza diversos productos de uso cotidiano, como: coca-cola, ácido muríatico, puré de tomate, jugo de limón, quitacochambre, windex, cloralex, jugo de naranja, agua, etc.

Consigue frascos pequeños de vidrio transparente, para colocar en cada uno de ellos un producto químico. Sumerge en ellos un hueso de pollo sin residuos de carne (completamente limpio).

Observa qué pasa con cada hueso durante una semana en cada uno de los productos. Lleva un registro de tus observaciones diarias. Elabora un reporte de tu trabajo, donde comuniques tus resultados.

Bibliografía

American Chemical Society (2005) Química. Un proyecto de la ACS.

Brown, T.L., LeMay, E.H., Bursten, B.E., (2004). Química la Ciencia Central. México.Pearson.

PrenticeHall Hispanoamericana, S.A.

Burns R., A. (2004). Fundamentos de Química 1. México. Pearson.

Chan, M.E. y Tiburcio, A. (2000) Guía para la elaboración de materiales orientados al aprendizaje autogestivo, Innova, U de G.

Chang, R. (2007) Química. China.Mc Graw Hill.

Cruz, J. et al (2010) Química Cuantitativa I. México.DGEP-UAS

Cruz, J. et al (2000) Química Analítica. México.DGEP-UAS

Dingrando L., Gregg K., Hainen, N., Wistrom. (2005). Química, materia y cambio, Colombia.

Mc. Graw Hill. Domínguez, A.E. (1990) Antocianinas y colores vegetales. Revista Educación Química,

volumen 1, número 2, Pág. 96.

Garritz, A., Gasque L., Martínez A. (2005). Química Universitaria. Pearson, México.

Kotz, J. C., Treichel, P.M., Weaver, G.C. (2005). Química y reactividad química, México,

Thomson.

Marzano, R.J. y Pickering, D. J. (1999) Dimensiones del aprendizaje ManuaI para eI maestro.

México. ITESO. Pinto, G. et al (2006) Química al alcance de todos, Pearson-Alambra

Swanson, P. (2001) Water: The Drop of Life. Companion to the Public Television Series.USA.

http://www.correodelmaestro.com/anteriores/2000/diciembre/2nosotros55.htm julieta fierro y consuelo doddoli Correo del Maestro Núm. 55, diciembre, 2000

http://kataix.umag.cl/wiki/index.php/images/1/14/Peces_verdes

http://app1.semarnat.gob.mx/dgeia/estadisticas_2000/informe_2000/04_Agua/4.2_Balance/index.shtml

http://www.iesalandalus.com/materiales/Bio_Geo/asignaturas/ACT_4ESO/equipo_2/inicio_E2.htm

http://images.google.com.mx/Rincon-C/Curiosid

Fuentes electrónicas consultadas

http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/images/ency/fullsize/18029.jpg

http://images.google.com.mx/imgres?imgurl=http://upload.wikimedia.org/

http://www.cimit.cl/images/INVESTIGACION1.jpg

http://www.vitalis.net/actualidad79.htm

http://www.un.org/spanish/waterforlifedecade/background.html

http://water.usgs.gov/gotita/mqanda.html

www.fondear.org/.../a_004.jpg

http://www.seed.slb.com/qa2/FAQView.cfm?ID=1166&Language=ES

http://www.correodelmaestro.com/anteriores/2000/diciembre/2nosotros55.htm julieta fierro y consuelo doddoli Correo del Maestro Núm. 55, diciembre, 2000

http://kataix.umag.cl/wiki/index.php/images/1/14/Peces_verdes

http://app1.semarnat.gob.mx/dgeia/estadisticas_2000/informe_2000/04_Agua/4.2_Balance/index.shtml

http://www.iesalandalus.com/materiales/Bio_Geo/asignaturas/ACT_4ESO/equipo_2/inicio_E2.htm

http://images.google.com.mx/Rincon-C/Curiosid

www.vaxasoftware.com/indexes.htm

http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/images/ency/fullsize/18029.jpg

http://images.google.com.mx/imgres?imgurl=http://upload.wikimedia.org/

http://www.cimit.cl/images/INVESTIGACION1.jpg

http://www.vitalis.net/actualidad79.htm

http://www.un.org/spanish/waterforlifedecade/background.html

http://water.usgs.gov/gotita/mqanda.html

www.fondear.org/.../a_004.jpg

www.vaxasoftware.com/indexes.htm

www.pnuma.org/recnat/esp/documentos/cap1.pdf

www.elfinanciero.com.mx/

http://www.debate.com.mx/eldebate/Articulos/ArticuloPrimera.asp?IdArt=10105763&IdCat= 6087

http://es.wikipedia.org/wiki/Azucar_de_caña

www.intox.com/physiology.asphttp

http://old.iupac.org/goldbook/CT01038.pdf

http://www.biografiasyvidas.com/biografia/a/arrhenius.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Svante_August_Arrhenius

http://www.osteobiflex.com/vf/healthnotes/HN_Live/Spanish/Es-Supp/Flavonoids.htm

http://www.seed.slb.com/qa2/FAQView.cfm?ID=1166&Language=ES

http://www.america.gov/st/health-spanish/2008/November/20081105104915gd0. 5742151. html

http://phindicadoresnaturales.blogspot.com/

ANEXOS: Rúbrica.

MB

Pres

enta

ción

Estr

uctu

ra

El d

iseño

pre

sent

a lo

s sig

uien

tes e

lem

ento

s:

intr

oduc

ción

, des

arro

llo y

co

nclu

sione

s.

Pres

enta

todo

s lo

s ele

men

tos.

(1)

No

pres

enta

al

men

os u

n el

emen

to.

(0.9

)BAS

PECT

OS

CRIT

ERIO

SIN

DICA

DORE

SN

o pr

esen

ta

al m

enos

dos

el

emen

tos.

(0.8

)

SIN

SN

o pr

esen

ta o

rigin

alid

ad

ni e

stru

ctur

a de

man

era

adec

uada

su tr

abaj

o. (0

.7)

Reda

cció

n

Sigu

e re

glas

gr

amati

cale

s

Las i

deas

pr

esen

tan

orde

n y

cohe

renc

ia. (

1)

Las i

deas

se

pres

enta

n co

n ci

erto

ord

en.

(0.9

)

Las i

deas

se

pres

enta

n en

form

a in

adec

uada

. (0.

7)

Las i

deas

pre

sent

an

cier

to o

rden

y

cohe

renc

ia. (

0.8)

Ort

ogra

fíaSi

n fa

ltas d

e or

togr

afía

No

pres

enta

fa

ltas d

e or

togr

afía.

(1)

Pres

enta

una

o

dos f

alta

s de

ort

ogra

fía.

(0.9

)

Pres

enta

de

tres

a

cuat

ro fa

ltas d

e or

togr

afía.

(0.8

)

Pres

enta

más

de

cuat

ro

falta

s de

orto

grafí

a.

(0,7

)

Expo

sició

n

Dom

inio

del

te

ma

Se e

xpon

e el

tem

a de

fo

rma

clar

a y

efici

ente

.Se

exp

one

el te

ma

con

calid

ad y

cl

arid

ad. (

3)

Se e

xpon

e el

tem

a co

n cl

arid

ad p

ero

poca

dom

inio

de

l tem

a. (2

.5)

Se o

bser

va p

oco

do

min

io d

el te

ma.

(2

)

No

se o

bser

va

dom

inio

del

tem

a.

(1.5

)

Org

aniza

ción

de

la

expo

sició

n

Los e

xpos

itore

s m

uest

ran

orga

niza

ción

.Se

mue

stra

ex

cele

nte

orga

niza

ción

. (3

)

Se m

uest

ra

buen

a or

gani

zaci

ón.

(2.5

)

Se m

uest

ra c

iert

a de

sorg

aniza

ción

. (2

)

Se m

uest

ra u

na c

ompl

eta

deso

rgan

izaci

ón. (

1.5)

Tiem

po

El e

quip

o uti

liza

el

tiem

po re

glam

enta

do.

El e

quip

o uti

liza

de m

aner

a ex

cele

nte

el ti

empo

br

inda

do p

ara

su

expo

sició

n.(1

)

El e

quip

o se

ex

cede

has

ta

5 m

inut

os

del ti

empo

es

tabl

ecid

o pa

ra su

ex

posic

ión.

(0

.9)

El e

quip

o se

ex

cede

en

más

de

5 m

inut

os

del ti

empo

es

tabl

ecid

o pa

ra

su e

xpos

ició

n.

(0.8

)

El e

quip

o se

exc

ede

en

más

de

10 m

inut

os d

el

tiem

po e

stab

leci

do p

ara

su e

xpos

ició

n. (0

.7)

Tota

lRúb

rica

para

eva

luar

exp

osic

ione

s en

equ

ipo

Química Cuantitativa II, se terminó de imprimir en el mes de diciembre de 2011, en los talleres de servicios editoriales once rios s.a. de c.v., Río Usumacinta No.821, Tel. 7-12-29-50. Col. Industrial Bravo, Culiacán, Sin.

La edición consta de 3000 ejemplares.

Documents

Química cuantitativa II - uaprepasemi.uas.edu.mxuaprepasemi.uas.edu.mx/...Quimica_Cuantitativa_II.pdf · II, se busca promover, no sólo la actividad individual, sino el trabajo