Practica No. 3 Operaciones fundamentales de laboratorio III, Determinación de la masa




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títuloPractica No. 3 Operaciones fundamentales de laboratorio III, Determinación de la masa
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3. Desarrollar fórmulas propias y efectuar la preparación del balanceado nutricional, a partir de la compra de las sales básicas, quelatos, etc. en un comercio especializado. En éste caso, se debe disponer de una balanza de precisión, instrumento para la medición de pH, una mini-moledora que es necesaria para procesar la mayoría de las sales que generalmente vienen presentadas en forma de cristales o piedras, algún elemento que sirva para deshidratar las sales con alto contenido de humedad, una mezcladora que permita una mezcla homogénea incluso de los elementos menores, que suelen estar presentes en pequeñísimas cantidades y otros elementos adicionales.

Obviamente, ésta última variante queda reservada para los cultivadores comerciales que dispongan de un establecimiento de cierta envergadura.

Materias Primas

El material esencial para la preparación de las soluciones hidropónicas, está representado por un grupo de sales inorgánicas que contienen uno o varios de los elementos que requieren las plantas para su crecimiento. Como éstas necesitan del aporte de una veintena de elementos, es necesario entonces, realizar una combinación de distintas sales en diferentes proporciones, a fin de que en la mezcla obtenida se encuentren presentes todos los nutrientes imprescindibles para la planta.

Es necesario destacar, que en toda formulación hidropónica es imposible lograr una solución nutricional óptima, o sea, que cubra exactamente todos los requerimientos de la planta, en las diversas condiciones ambientales y en los diferentes estado de desarrollo, puesto que depende de una serie de variables imposibles de controlar, tales como: temperatura, humedad, duración del día, intensidad de la luz, especie de la planta, variedades, estado de desarrollo y edad, tipo de cultivo (de hoja, fruto, raíz, bulbo, tallo, flores), etc.

Por lo tanto, la formulación hidropónica consiste en la obtención de un cóctel de nutrientes lo más aproximado posible al óptimo requerido por la planta, dejando librado a la propiedad que tienen éstas, de seleccionar los elementos que necesitan para vivir, a efectuar las correcciones periódicas de acuerdo a los cambios que se produzcan en las condiciones ambientales o en la propia estructura de la planta.

Hay que tener en cuenta, que la capacidad que tiene la planta de obtener los elementos minerales de la solución en una proporción determinada a sus necesidades, es limitada. Para que ello pueda ocurrir con normalidad, la planta debe encontrar esos elementos, también en una proporción determinada, ya que por encima de ciertos valores, comienza un proceso de intoxicación y por debajo de ellos, se produce un fenómeno de desnutrición, provocando, tanto uno como el otro, la muerte de la planta.

En la tabla siguiente se indican las principales materias primas que se emplean para la preparación de las soluciones nutritivas.

Materias Primas para Hidroponia

FUENTES FORMULA

Sulfato de amonio (NH4)2SO4

Sulfato de potasio K2SO4

Sulfato de magnesio MgSO4

Sulfato de calcio CaSO4

Sulfato de hierro FeSO4

Sulfato de cobre CuSO4

Sulfato de zinc ZnSO4

Sulfato de manganeso MnSO4

Sulfato de cobalto CoSO4

Silicato de sodio Na2SiO3

Nitrato de potasio KNO3

Nitrato de calcio Ca(NO3)2

Nitrato de amonio NH4NO3

Nitrato de magnesio Mg(NO3)2

Fosfato monocálcico CaH2PO4

Fosfato monopotásico KH2PO4

Fosfato monoamónico NH4H2PO4

Fosfato diamónico (NH4)2HPO4

Cloruro de potasio KCL

Acido bórico H3BO3

Molibdato de amonio (NH4)6Mo7O24

Quelato de hierro

Quelato de zinc

Quelato compuesto

Urea

La lista precedente se puede enriquecer con otros productos aptos para la elaboración de soluciones nutritivas para hidroponía, tales como los Ácidos Fosfórico y Nítrico que se presentan en estado líquido, el Nitrato de Cobre, el Silicato de Sodio que contiene Sílice y Sodio, entre otros.

Calidad de la Materia Prima

Las sales que normalmente se pueden adquirir en nuestro país, no son elaboradas especialmente para hidroponía, sino por el contrario, son productos cuyo destino es el uso en diversas ramas de la industria, que en la mayoría de los casos nada tiene que ver con al cultivo de plantas, por lo que con frecuencia se pueden presentar los siguientes problemas:

a) Suelen contener elevados y diferentes grados de impurezas.

b) Muchas sales suelen contener altos índices de humedad.

c) La mayoría de las sales hidropónicas son solubles en agua a temperatura corriente, pero varias de ellas son o bien insolubles o parcialmente solubles en agua.

Para solucionar estos problemas, es importante recurrir a la provisión de sales importadas de países que las producen con altos grados de pureza y mantener la provisión en aquellos comercios que mantengan la calidad.

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE AGRONOMIA

AREA DE CIENCIAS

SUBAREA DE CIENCIAS QUIMICAS Nombre Ludwing Rafael Escobar Leiva

LABORATORIO DE QUIMICA GENERAL Carnet 201015094

AUX. Alejandro Ruiz Día y jornada Viernes Matutina

ENSAYO SOBRE LAS SOLUCIONES

INTRODUCCION

En química, una solución o disolución (del latín disolutio) es una mezcla homogénea, a nivel molecular de una o más especies químicas que no reaccionan entre sí; cuyos componentes se encuentran en proporción que varía entre ciertos límites.

Toda disolución está formada por una fase dispersa llamada soluto y un medio dispersarte denominado disolvente o solvente. También se define disolvente como la sustancia que existe en mayor cantidad que el soluto en la disolución. Si ambos, soluto y disolvente, existen en igual cantidad (como un 50% de etanol y 50% de agua en una disolución), la sustancia que es más frecuentemente utilizada como disolvente es la que se designa como tal (en este caso, el agua). Una disolución puede estar formada por uno o más solutos y uno o más disolventes. Una disolución será una mezcla en la misma proporción en cualquier cantidad que tomemos (por pequeña que sea la gota), y no se podrán separar por centrifugación ni filtración.

Un ejemplo común podría ser un sólido disuelto en un líquido, como la sal o el azúcar disuelto en agua (o incluso el oro en mercurio, formando una amalgama)

CARACTERÍSTICAS DE LAS SOLUCIONES

Son mezclas homogéneas

La cantidad de soluto y la cantidad de disolvente se encuentran en proporciones que varían entre ciertos límites. Normalmente el disolvente se encuentra en mayor proporción que el soluto, aunque no siempre es así. La proporción en que tengamos el soluto en el seno del disolvente depende del tipo de interacción que se produzca entre ellos. Esta interacción está relacionada con la solubilidad del soluto en el disolvente. Una disolución que contenga poca cantidad es una disolución diluida. A medida que aumente la proporción de soluto tendremos disoluciones más concentradas, hasta que el disolvente no admite más soluto, entonces la disolución es saturada. Por encima de la saturación tenemos las disoluciones sobresaturadas. Por ejemplo, 100g de agua a 0ºC son capaces de disolver hasta 37,5g de NaCl (cloruro de sodio o sal común), pero si mezclamos 40g de NaCl con 100g de agua a la temperatura señalada, quedará una solución saturada.

Sus propiedades físicas dependen de su concentración: a) Disolución HCl (ácido clorhídrico) 12 mol/L Densidad = 1,18 g/cm3

b) Disolución HCl (ácido clorhídrico) 6 mol/L Densidad = 1,10 g/cm3

Sus componentes se separan por cambios de fases, como la fusión, evaporación, condensación, etc.

Tienen ausencia de sedimentación, es decir al someter una disolución a un proceso de centrifugación las partículas del soluto no sedimentan debido a que el tamaño de las mismas son inferiores a 10 Angstrom (ºA).

El hecho de que las disoluciones sean homogéneas quiere decir que sus propiedades son siempre constantes en cualquier punto de la mezcla. Las propiedades que cumplen las disoluciones se llaman propiedades coligativas.

CLASIFICACIÓN DE LAS SOLUCIONES

POR SU ESTADO DE AGREGACIÓN Y POR SU CONCENTRACIÓN

Sólidas ; Sólido en sólido: aleaciones como zinc en estaño (latón);

Gas en sólido: hidrógeno en paladio;

Líquido en sólido: mercurio en plata (amalgama).

No saturada; es aquella en donde la fase dispersa y la dispersan té no están en equilibrio a una temperatura dada; es decir, ellas pueden admitir más soluto hasta alcanzar su grado de saturación. Ej.: a 0ºC 100g de agua disuelven 37,5 NaCl, es decir, a la temperatura dada, una disolución que contengan 20g NaCl en 100g de agua, es no saturada.

Líquidas líquido en líquido: alcohol en agua;

Sólido en líquido: sal en agua (salmuera); gas en líquido: oxígeno en agua

Saturada: en esta disolución hay un equilibrio entre la fase dispersa y el medio dispersarte, ya que a la temperatura que se tome en consideración, el solvente no es capaz de disolver más soluto. Ej.: una disolución acuosa saturada de NaCl es aquella que contiene 37,5g disueltos en 100g de agua 0ºC.

Gaseosa : gas en gas: oxígeno en nitrógeno;

Gas en líquido: gaseosas, cervezas;

Gas en sólido: hidrógeno absorbido sobre superficies de Ni, Pd, Pt, etc. | Sobre saturada: representa un tipo de disolución inestable, ya que presenta disuelto más soluto que el permitido para la temperatura dada. Para preparar este tipo de disolución se agrega soluto en exceso, a elevada temperatura y luego se enfría el sistema lentamente. Esta disolución es inestable, ya que al añadir un cristal muy pequeño del soluto, el exceso existente precipita; de igual manera sucede con un cambio brusco de temperatura.

* En función de la naturaleza de solutos y solventes, las leyes que rigen las disoluciones son distintas.

* Sólidos en sólidos: Leyes de las disoluciones sólidas.

* Sólidos en líquidos: Leyes de la solubilidad.

* Sólidos en gases: Movimientos brownianos y leyes de los coloides.

* Líquidos en líquidos: Tensión interracial.

Gases en líquidos: Ley de Henry.

Por la relación que existe entre el soluto y la disolución, algunos autores clasifican las soluciones en diluidas y concentradas, las concentradas se subdividen en saturadas y sobre saturadas. Las diluidas, se refieren a aquellas que poseen poca cantidad de soluto en relación a la cantidad de disolución; y las concentradas cuando poseen gran cantidad de soluto. Es inconveniente la utilización de esta clasificación debido a que no todas las sustancias se disuelven en la misma proporción en un determinada cantidad de disolvente a una temperatura dada. Ej: a 25ºC en 100g de agua se disuelven 0,000246g de BaSO4. Esta solución es concentrada (saturada) porque ella no admite más sal, aunque por la poca cantidad de soluto disuelto debería clasificarse como diluida. Por ello es más conveniente clasificar a las soluciones como no saturadas, saturadas y sobre saturadas.

CONCENTRACIÓN

En química, la concentración de una disolución es la proporción o relación que hay entre la cantidad de soluto y la cantidad de disolvente, donde el soluto es la sustancia que se disuelve, el disolvente la sustancia que disuelve al soluto, y la disolución es el resultado de la mezcla homogénea de las dos anteriores. A menor proporción de soluto disuelto en el disolvente, menos concentrada está la disolución, y a mayor proporción más concentrada es ésta.

El concepto de concentración se refiere a la composición de una solución o, secundariamente, de una mezcla homogénea (por ejemplo, una aleación de metales). Una solución (o disolución) es una mezcla cuyos componentes forman una sola fase. Se reconocen dos tipos de componentes: el solvente es el componente predominante en una solución y un soluto es un componente que se encuentra en menor cantidad. Por concentración se entiende la cantidad de soluto contenida en una cantidad del solvente o de la disolución. Los criterios para expresar cuantitativamente una concentración son, principalmente, masa, volumen y cantidad de materia (moles).

En el análisis químico son de particular importancia las "unidades" de concentración, y en particular dos de ellas: la molaridad y la normalidad.

La concentración de una disolución puede expresarse en términos cualitativos o en términos cuantitativos.

Los términos cualitativos o empíricos aparecen cuando se usan expresiones como, por ejemplo, la limonada está "muy diluida" o "muy concentrada".

Los términos cuantitativos son cuando la concentración se expresa científicamente de una manera numérica muy exacta y precisa. Algunas de estas formas cuantitativas de medir la concentración son los porcentajes del soluto (como los usados en la introducción), la molaridad, la molalidad, y partes por millón, entre otras. Estas formas cuantitativas son las usadas tanto en la industria para la elaboración de productos como también en la investigación científica.

Ejemplos

El alcohol comercial de uso doméstico, por ejemplo, generalmente no viene en una presentación pura (100% alcohol), sino que es una disolución de alcohol en agua en cierta proporción, donde el alcohol es el soluto (la sustancia que se disuelve) y el agua es el disolvente (la sustancia que disuelve el soluto). Cuando la etiqueta del envase dice que este alcohol está al 70% V/V (de concentración) significa que hay un 70% de alcohol, y el resto, el 30%, es agua. El jugo de naranja comercial suele tener una concentración de 60% V/V, lo que indica que el 60%, (el soluto), es jugo de naranja, y el resto, el 40% (el disolvente), es agua. La tintura de iodo, que en una presentación comercial puede tener una concentración 5%, significa que hay un 5% de iodo, (el soluto), disuelto en un 95% de alcohol, (el disolvente).

Concentración en términos cualitativos

La concentración de las disoluciones en términos cualitativos, también llamados empíricos, no toma en cuenta cuantitativamente (numéricamente) la cantidad exacta de soluto y disolvente presentes, y dependiendo de su proporción la concentración se clasifica como sigue:

Diluida o concentrada

A menudo en el lenguaje informal, no técnico, la concentración se describe de una manera cualitativa, con el uso de adjetivos como "diluido" o "débil" para las disoluciones de concentración relativamente baja, y de otros como "concentrado" o "fuerte" para las disoluciones de concentración relativamente alta. En una mezcla, esos términos relacionan la cantidad de una sustancia con la intensidad observable de los efectos o propiedades, como el color, sabor, olor, viscosidad, conductividad eléctrica, etc, causados por esa sustancia. Por ejemplo, la concentración de un café puede determinarse por la intensidad de su color y sabor, la de una limonada por su sabor y olor, la del agua azucarada por su sabor. Una regla práctica es que cuanto más concentrada es una disolución cromática, generalmente más intensamente coloreada está.

Dependiendo de la proporción de soluto con respecto al disolvente, una disolución puede estar diluida o concentrada:

* Disolución diluida: Es aquella en donde la cantidad de soluto está en una pequeña proporción en un volumen determinado.

* Disolución concentrada: Es la que tiene una cantidad considerable de soluto en un volumen determinado. Las soluciones saturadas y sobresaturadas son altamente concentradas.

Insaturada, saturada o sobresaturada

La concentración de una disolución puede clasificarse, en términos de la solubilidad. Dependiendo de si el soluto está disuelto en el disolvente en la máxima cantidad posible, o menor, o mayor a esta cantidad, para una temperatura y presión dadas:
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