Taller específico ¨Solubilidad¨




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títuloTaller específico ¨Solubilidad¨
fecha de publicación08.03.2016
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INSTITUCIÓN EDUCATIVA FÉLIX DE BEDOUT MORENO
Educamos en el ser y el conocer con respeto y compromiso”
TALLER ESPECÍFICO ¨Solubilidad¨


CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
GRADO 7°

Estándar:
Establezco relaciones entre las características microscópicas y macroscópicas de sustancias y mezclas y sus propiedades físicas y químicas que las constituyen.
Competencias:

  1. Estructurar las relaciones entre los conceptos: sustancia, mezcla, solubilidad, y su utilización en la resolución de problemas.

  2. Identificar y usar adecuadamente el lenguaje de la química: fórmulas químicas relativas y moleculares y sus respectivos nombres químicos.

  3. Sustentar mis respuestas con diversos argumentos.

  4. Registrar mis resultados en forma organizada y sin alteración alguna.

  5. Realizar mediciones con instrumentos y equipos adecuados a las características y magnitudes de las sustancias y sus propiedades y expresos en las unidades correspondientes.


INDICADOR DE DESEMPEÑO:

  1. Diferencio sustancia y mezcla desde la interacción con la colección de los materiales y las modificaciones que realizo.

  2. Diferencio una solución de una mezcla heterogénea desde la interacción con la colección de los materiales y las modificaciones que realizo.

  3. Diferencio los componentes de una solución: soluto y solvente en un contexto de temperatura y presión

  4. Establezco la relación entre los conceptos: sustancia, mezcla, solubilidad

  5. Identificar y usar adecuadamente el lenguaje de la química: fórmulas químicas relativas y moleculares y sus respectivos nombres químicos.


SOLUBILIDAD
Recordemos que hemos preparado diferentes mezclas, unas heterogéneas como: el cloruro de sodio (ac) Na Cl (ac) y cloruro de sodio sólido Na Cl (s) {NaCl (ac), NaCl(s)}; sulfato de cobre pentahidratado acuoso

Cu SO4 · 5H2O (ac) y sulfato de cobre pentahidratado sólido Cu SO4 · 5H2O(s) ,

{ Cu SO4 . 5H2O (ac) , Cu SO4 · 5H2O(s)}; octazufre sólido ortorrómbico S8 (ortoh) y limadura de hierro Sólida

{ S8(s) , Fe (s)}: Otras homogéneas como: etanol acuoso C2 H5 OH (ac), cloruro de sodio acuoso

Na Cl (ac) , sulfato de cobre pentahidratado acuoso Cu SO4 ·5H2O (ac).
¿Diferencio una sustancia de una mezcla? Si___ No___

Argumento:___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
¿Diferencio una mezcla homogénea de una mezcla heterogénea? Si___ No___

Argumento:___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Recordemos que una mezcla homogénea es llamada también Solución y corresponde a que toda la cantidad de soluto está disuelta en el solvente.
¿Qué entiendo por soluto?:______________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________
Y ¿qué entiendo por solvente?___________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Enuncia dos situaciones cotidianas de cada caso:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Es importante destacar que las soluciones tanto en los procesos biológicos como en los procesos industriales se preparan según las necesidades del trabajo a realizar. De otra parte, el aire que respiramos es una solución gaseosa. También el aire puede ser una mezcla heterogénea según el contexto atmosférico. El análisis de los datos de la tabla 10 nos permite percibir la composición del aire seco al nivel del mar, la tabla 11 indica la composición del aire en Medellín se detallan las sustancias que resultan de la combustión del diesel utilizado por el parque automotor de servicio público en la ciudad de Medellín, los cuales constituyen los principales contaminantes del aire, representado en un 58%.

Tabla 10. Composición del aire seco al nivel del mar1


Gas { N2`, O2 , Ar, CO2 , Ne, He, Kr, Xe}

Composición (% en volumen)

Nitrógeno N2

78,03

Oxígeno O2

20,99

Argón Ar

0,94

Dióxido de carbono CO2

0,033

Neón Ne

0.0015

Helio He

0,000524

Kriptón Kr

0,00014

Xenón Xe

0,000006



Tabla 11. Composición del aire en Medellín2Inscribirmei


Gas{ N2`, O2 , Ar, CO2 , Ne, He, Kr, Xe, CO, NO2, orgánicos volátíle NO2 }

Composición(% en partes por millón)

Monóxido de carbono CO

71

Dióxido de nitrógeno NO2

11

Compuestos orgánicos volátiles

17

Dióxido de Azufre SO2

1


En las mezclas homogéneas (soluciones) hemos percibido que la capacidad de disolver un soluto en un solvente tiene un límite máximo. Este límite máximo se conoce como solubilidad y se explicita como la máxima cantidad de soluto disuelto en 100,00 gramos de solvente a una temperatura específica. La solubilidad se designa con la letra ese mayúscula S: g de soluto disuelto/100 g de solvente.
Nótese que la S expresa una relación de composición de una solución: máxima cantidad de soluto disuelto en 100,00 gramos de solvente
Por ejemplo: a) la solubilidad a 25ºC del NaCl ( s ) es 35,00g/100,00g de agua significa que es la máxima cantidad de NaCl (s) disuelto en 100,00 g de H2O. b) la solubilidad a 25ºC del CuSO4· 5H2O es ~35,00g/100,00g de agua significa que es la máxima cantidad de CuSO4· 5H2O sólido disuelto en 100,00 g de H2O.
Avancemos en los significados:
Cuando la composición de la solución corresponde a la magnitud de la relación de solubilidad o a una cantidad proporcional a ésta, se afirma que la solución es saturada. Por el contrario cuando la cantidad de soluto disuelto es menor al que se puede disolver en los 100 gramos de agua o en una cantidad proporcional, nombramos a esta solución Insaturada. Pero cuando la cantidad de soluto disuelto, es un poco mayor al que se puede disolver en los 100,00 gramos de agua, nombramos a esta solución Sobresaturada. Se enfatiza que una solución sobresaturada requiere prepararse en unas condiciones especiales de control de la variable de temperatura.
La tabla 12 presenta la SNaCl a 25ºC y varios casos de soluciones. Analiza los datos planteados e infiere la clase de solución.
Tabla 12: Solubilidad de NaCl y clase de solución3



SNaCl

35,00g/100,00g

ml H2O

g NaCl disuelto

Clase de solución

100,00

35,00




100,00

23,40




100,00

35,80




50,0

17,50




50,0

6,30




30,0

10,50




30,0

6,76




30,0

11,06




200,0

70,00




200,0

35,70




250,0

87.50




250,0

57,80






Las tablas 13 y 14 listan la solubilidad en H2 O(l) de varias sustancias a temperatura determinada.
Para estos datos responde las siguientes preguntas:


  1. ¿Qué puedes concluir respecto a la variación de la solubilidad del cloruro de sodio sólido NaCl(s) con el aumento de la temperatura?

  2. ¿Qué puedes concluir respecto a la variación de la solubilidad del sulfato de cobre pentahidratado CuSO4· 5H2O(s) con el aumento de la temperatura?

  3. ¿Qué puedes concluir respecto a la variación de la solubilidad de la sacarosa C12H22O11(s) con el aumento de la temperatura?

  4. ¿Qué puedes concluir respecto a la variación de la solubilidad del Carbonato de Calcio CaCO3(s) con respecto al aumento de la temperatura?

  5. Nota que los solutos antes nombrados son sustancias en fase sólida a temperatura ambiente, ¿Qué puedes concluir con respecto a la variación de la solubilidad de dichos sólidos al aumentar la temperatura?



Tabla 13: Solubilidad de algunas sustancias


Sustancias

S(g de soluto/ 100,00g

De H2 O) 0ºC

S(g de soluto/ 100,00g

De H2 O) 25ºC

S(g de soluto/ 100,00g

De H2 O) 40ºC

S(g de soluto/ 100,00g

De H2 O) 50ºC

S(g de soluto/ 100,00g

De H2 O) 100ºC

Cloruro de sodio

Na Cl


35,7


35,00


38,00







39,12

Sulfato de cobre pentahidratado

Cu SO4 . 5H2O


31,6

~ 35,00






203,3

Etanol

C2 H5OH



soluble


soluble









soluble

Sacarosa

C12H22O11


soluble



soluble









soluble

Carbonato de

Calcio CaCO3




0,0014








0,0018 (75ºC)

Dióxido de carbono

CO2

171,3 (ml)

(90,1ml) 20º C










Dioxígeno

O2 (g)

4,89 ml







2,46 ml




Dinitrógeno

N2 (g)

2,33 ml




1,42 ml








Tabla 14: Variación de la solubilidad del CO2 con respecto a la temperatura4



Sustancia

0 ºC

20 ºC

25 ºC

40 ºC

60 ºC

CO2(g)

171,3 ml

90,1 ml










CO2(s)







0,145




0,058

CO2(l)

0,348(g)




0,097(g)









  1. ¿Qué puedes concluir respecto a la variación de la solubilidad del N2(g) con el aumento de la temperatura?




  1. ¿Qué puedes concluir respecto a la variación de la solubilidad del CO2 respecto a la variación de la temperatura en cada una de las fases?




  1. ¿Qué puedes concluir respecto a la variación de la solubilidad del O2 respecto a la variación de la temperatura?




  1. Nota que los solutos antes nombrados son sustancias en fase gaseosa a temperatura ambiente, ¿Qué puedes concluir con respecto a la variación de la solubilidad de dichos sustancias en fase gaseosa al aumentar la temperatura?




  1. ¿Qué puedes concluir respecto a la variación de la solubilidad de las sustancias sólidas y gaseosas anotadas con el aumento de la temperatura?



ACTIVIDADES DE CONSOLIDACIÓN 1


  1. En las mezclas que preparaste define ¿cuáles son homogéneas (soluciones) y cuáles son heterogéneas? Justifica__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________




  1. En la tabla 15 se detalla el listado de las mezclas que has preparado. Indica el soluto y el solvente de cada una


Tabla 15: Clasificación de mezclas preparadas en el aula




Mezclas

Preparadas


Clase






Soluto



Solvente



Solubilidad


Homogénea


Heterogénea



















2.0 ml de Etanol C2H5OH(l) y 2.0 ml de agua líquida H2O(l)
















2.0 ml de Etanol C2H5OH(l), y 5.0 4,0 ml de agua líquida H2O(l)
















1.0 g Cloruro de sodio NaCl(S) y 10.0 ml agua líquida H2 O(l)
















4.0 g Cloruro de sodio NaCl(S) y 10.0 ml agua líquida H2O( l )
















2.0 g de Sulfato de cobre pentahidratado CuSO4·.5H2O(s) y 10.0 ml de agua líquida H2O(l)
















4.0 g de Sulfato de cobre pentahidratado CuSO4·.5H2O(s) y 10.0 ml de agua líquida H2O(l) .
















1.0 g de octazufre S8(orth) y 0.1 g de limaduras de hierro Fe(s )



















  1. Preparar:




  1. Una solución saturada a partir de 20,0 ml de agua líquida H2O(l) y cloruro de sodio sólido NaCl(s). Según el dato de la solubilidad ¿Cuántos gramos de cloruro de sodio sólido NaCl (s) vas a requerir?______ La mezcla es ¿Homogénea? Si__ No __ ¿Heterogénea? Si___ No___


Justifica___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________


  1. Una mezcla a partir de 20,0 ml de agua líquida H2O(l) y cloruro de sodio sólido NaCl(S) en 1,0 g menos que la cantidad anterior. ¿Cuántos gramos de cloruro de sodio sólido NaCl(s)

Requieres? ________La mezcla es ¿Homogénea? Si__ No __ ¿Heterogénea? Si ___No___
Justifica___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________



  1. Una mezcla de 20,0 ml de agua líquida H2O (l) y una de cantidad 2,0 g mayor que el primer caso de cloruro de sodio sólido NaCl(s). ¿Cuántos gramos de cloruro de sodio sólido NaCl(s) requieres?_______ La mezcla es ¿Homogénea? Si_____No____ ¿Heterogénea? Si ___No___


Justifica______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ACTIVIDADES DE CONSOLIDACIÓN 2
En la tabla 15 se detallan distintas situaciones químicas, analiza y complétala.

Tabla 15: Mezcla [NaCl, H2O] a T,P constante


Gramos de

solvente

H2 O (l)

Gramos de

Soluto

NaCl (S)

Gramos de

Mezcla

Solución

Saturada

Solución

Insaturada

Mezcla

heterogénea


Fases




Solubilidad S

10,0

3,5



















20,0

7,0



















30,0

10,5



















15,0

2,0



















15,0

5,0



















23,0

6,0



















35,0

14,0












































ACTIVIDADES DE TRANSFERENCIA


  1. La tabla 16 detalla los datos experimentales de la solubilidad en H2O(l) del nitrato de potasio sólido KNO3(s) a temperatura ambiente. Para esta información:




  1. ¿La cantidad de solvente varía? ¿La del soluto varía?

  2. Analiza como varía la solubilidad con el aumento de la temperatura.

  3. Construye un gráfico de S vs T.

  4. Lee en el gráfico dos datos nuevos e incorpóralos a la tabla de datos.

  5. Escribe conclusiones.


Tabla 16: Datos experimentales de SKNO35



Muestra 0.01 g de KNO3

SKNO3



TºC

2.00 g KNO3/5,00 ml H2O

24

4.00 g KNO3/5,00 ml H2O


46

6.00 g KNO3/5,00 ml H2O


62

8.00 g KNO3/5,00 ml H2O


78


  1. La siguiente gráfica muestra la solubilidad de distintas sustancias en función de la temperatura


Gráfica 16 Solubilidad en agua de AgNO3,NaNO3,KNO3, KCl, NaCl




  1. A una temperatura de 30ªC ¿Cuál de los solutos presenta la mayor solubilidad?

  2. una temperatura de 30ªC ¿Cuál de los solutos presenta la menor solubilidad?

  3. En qué rango de temperatura cloruro de potasio KCly cloruro de sodio NaCl tienen solubilidad similar?

  4. A qué temperatura el nitrato de potasio KNO 3 y el nitrato de sodio NaNO3 tiene similar solubilidad?

  5. En qué rango de temperatura tienen solubilidad diferente?

  6. A 0ª C Cuál de los solutos presenta mayor solubilidad? ¿Cuál menor?

  7. ¿Qué puedes concluir respecto a la variación de la solubilidad con la temperatura para cada uno de los solutos? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________



AUTOEVALUACIÓN


  1. ¿Qué he aprendido acerca del concepto de solubilidad?

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________¿Cómo explicarías a tus compañeros de clase?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


  1. Construye un mapa conceptual con los conceptos: soluto, mezcla homogénea, sustancia, solvente, mezcla heterogénea, solución. Solubilidad, KNO3(ac), C2 H%OH(ac), NaCl, [KSO4(ac), K2SO4(ac)]


Evaluación: La tabla 17 detalla clases de soluciones de acuerdo a la fase:vGaseosa, líquida y sólida. Completa con símbolos químicos la columna de la derecha.
Tabla 17: Clases de soluciones y algunos ejemplos



Clase


Estado físico de los componentes



Ejemplos


Símbolos Químicos para representar la solución




Soluto

Solvente










Gas

Gas

Aire, gas natural (metano, Etano, y otros gases)




Gaseosa

Líquido

Gas

No existe







Sólido

Gas

No existe






















Gas

Líquido

Bebidas gaseosas; oxígeno en agua




Líquido

Líquido

Líquido

Gasolina, (varios hidrocarburos); Vinagre













(ácido acético en agua)







Sólido

Líquido

Suero salino(sal en agua), agua de mar






















Gas

Sólido

Hidrógeno en platino




Sólido

Líquido

Líquido

Amalgama dental ( mercurio en plata)







Sólido

Sólido

Bronce (estaño en cobre), Acero ( carbono













En hierro), aleaciones.








1Chang Raymon, Química, Novena Edición.

Mc Graw Hill, 2007



2 www.contaminaciónenMedellín.gov.com

3 Index merk.

Hambook CRC

4 Hambook CRC

5 www.datos experimentales del nitrato de potasio.com


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