Docentes Claudio CifuentesElizabeth Navarrete

BioqumicaUnidad II

TEORA DE SOLUCIONES Qumica

Objetivo especfico:

Describir las etapas de la teora de soluciones de acuerdo a la competencia del Tcnico en Enfermera

Contenidos:

Definicin de conceptos utilizados en solucionesMedidas volumtricas y sus conversionesMedidas de pesaje y su conversionesClculo de soluciones

Criterios de evaluacinDefine conceptos Describe etapas de preparacin de solucionesRealiza clculo y preparacin de soluciones

QUIMICA GENERALLa qumica es el estudio de la materia y los cambios que ocurren en ellaEs una de las ciencias bsicasY adems es la evolucin de la alquimia. Los alquimistas empezaron con la qumica orgnica y continuaron despus con la qumica inorgnica.

www.poemas-del-alma.com/blog/mostrar-poema-19297

QUIMICA GENERAL Habitualmente se dice que la qumica es una ciencia difcil por ser una disciplina con un vocabulario muy especializadoSin embargo su lxico se reconoce fcilmente: el agua y el aceite no se mezclan, el uso del bicarbonato de sodio en la elaboracin del pan, una olla a presin para disminuir el tiempo de coccin www.mdp.edu.ar/

QUIMICAMtodo cientfico:investigacinDatos cualitativosDatos cuantitativosinterpretacinTEORIA: Es un principio unificador que explica un conjunto de hechos o las leyes basadas en esos hechos

www.bioygeo.info/ApuntesFQ3.htm

LA MATERIALa materia es todo lo que existe en el Universo y est compuesto por partculas elementales. Es todo lo que ocupa espacio y tiene masaEs materia: la pizarra, un libro, un cuadernoNo es materia: la bondad, la belleza, el amor (inmateriales)

SUSTANCIAS PURAS

COMPUESTOSELEMENTOSSon las sustancias puras que se pueden separar en otras mas sencillas, pero al hacerlo dejan de ser ellas mismasPor ejemplo el azcar: al calentarla salen dos sustancias nuevas: el agua y el azcar, pero el azcar ya no es azcarTIPOSSon las sustancias puras que no se pueden separar en otras mas sencillasHay mas de 100 diferentes en la naturaleza. Estn ordenados en la tabla peridica y cada uno tiene un smbolo.

Solucin o disolucinMezcla homognea de dos o ms sustancias presentes en proporciones variables

Solucin o disolucinHomognea: en ella se aprecia una sola fase; la composicin es la misma en cualquier punto de la disolucinLas sustancias que la forman mantienen sus propiedades qumicasLa disolucin adquiere propiedades fsicas propias y distintas a las de sus componentes

Sal en agua

SolucionesLas soluciones se pueden clasificar en: inicasmoleculares

Soluciones inicasel soluto es electrolito y el solvente es polar, mezcla conductora de electricidad por la formacin de iones

sal + agua (NaCl + H2OH2O + Na + Cl)

Soluciones molecularesse forman entre aquellas sustancias no electrolitos y solventes apolares. Las molculas del soluto no se disocian y estn rodeadas por el solvente.

Concentracincantidad de soluto que se disuelve con un disolvente, en una solucin

SolutoSustancia de la solucin que se encuentra en menor cantidad. En las soluciones comunes, generalmente corresponde a la parte slida.

SolventeSustancia de la solucin que se encuentra en mayor cantidad. En las soluciones comunes, generalmente es agua destiladaAgua destilada=disolvente universal

SOLUTO+DISOLVENTE DISOLUCIN

Preparacin de una solucin

A partir de un soluto slido:

Pesar el soluto en una balanzaVaciar a matrz aforado Disolver con solventeEnrasarHomogenizar

SOLUTO SLIDO Y DISOLVENTE LQUIDO

SOLUTO LQUIDO Y DISOLVENTE LQUIDO

Condiciones de seguridad

OBSERVAR SIEMPRE LAS INDICACIONES DE PELIGROSIDAD EN LA ETIQUETA DEL REACTIVO

NO TOCAR EL REACTIVO CON LAS MANOS, USAR ESPATULA O PROPIPETA

LAVAR MANOS AL INICIO Y AL TERMINO DEL PROCESO

CONCEPTOS UTILIZADOS EN SOLUCIONESSuspensin (mezcla heterognea)Disolucin (mezcla homognea)SolutoSolventeReaccin exotrmicaReaccin endotrmicaConcentracin de una disolucin

MezclaAgregacin de sustancias sin interaccin qumica entre ellas.

Mezcla heterogneaSuspensionesColoidesLos componentes individuales estn fsicamente separados y pueden observarse como tales

Mezcla heterogneaCuando un componente sedimenta lentamente en el otro que es un lquido, forman una suspensinEjemplo: agua con tierra

Suspensiones

Son mezclas que poseen partculas mayores que 10 de dimetro, por ello son visibles solo al microscopio

Dichas partculas son atradas por la fuerza de gravedad, sedimentando y por consiguiente, tienden a separarse del solvente.

Suspensiones

Mientras mayores sean las partculas, mayor ser la velocidad de sedimentacinSangre: sedimentan los elementos figurados en el plasma (VHS) mezcla de arena y agua

Mezcla heterogneaDilucionesLos componentes individuales estn unidos y no pueden observarse como talesEstos componentes se pueden recuperar por procedimientos fsicos o mecnicos

Proceso fsicoes aqul en el que no cambia la estructura interna de las sustanciasEjemplos: filtracin, fusin, evaporacin o destilacin

Proceso qumicoes aqul en el que cambia la estructura interna de las sustanciasejemplo: combustin

Separacin de mezcla heterognea por procedimientos fsicos o mecnicos:

Decantacin: al usar un embudo de decantacin, el lquido de mayor densidad queda al fondo del recipiente y se puede separar

Separacin de mezcla heterognea por procedimientos fsicos o mecnicos:

Sedimentacin: se deja reposar la mezcla para que las partculas ms pesadas se vayan al fondo

Separacin de mezcla heterognea por procedimientos fsicos o mecnicos:

Centrifugacin: se acelera el proceso de sedimentacin haciendo girar rpidamente la mezcla en una centrfuga, provocando la acumulacin de slidos en el fondo

Separacin de mezcla heterognea por procedimientos fsicos o mecnicos:

Filtracin: se hace pasar la mezcla a travs de un papel filtro colocado en un embudo, el cual retiene la parte slida

Separacin de mezcla heterognea por procedimientos fsicos o mecnicos:

Tamizado: se debe hacer pasar la mezcla por tamices (coladores) o rejillas de tamaos diferentes, permitiendo la separacin por tamaos de las partculas slidas

Separacin de mezcla heterognea por procedimientos fsicos o mecnicos:

Separacin magntica: se hace pasar la mezcla por un campo magntico que separar las partculas segn su actividad magntica

Mezcla homogneaDisolucin: el aspecto y la composicin son iguales en todas las partes de la misma

Mezcla homogneaSe pueden separar mediante procedimientos trmicos, con calor, que implican provocar cambios de estado de la materia en al menos uno de sus componentes

Separacin de mezcla homognea por procedimientos trmicosEvaporacin: calentamiento a sequedad; al evaporarse el solvente se recupera el soluto. No se puede usar si los solventes son inflamables

Separacin de mezcla homognea por procedimientos trmicos

Cristalizacin: consiste en dejar evaporar muy lentamente el solvente, a temperatura ambiente

Separacin de mezcla homognea por procedimientos trmicosDestilacin: se pone la mezcla a separar en un destilador conectado a un refrigerante, por cuyas paredes externas circula agua fra. Permite recuperar el soluto al condensar los vapores en el refrigerante y el solvente queda en el baln de destilacin

Separacin de mezcla homognea por procedimientos QUIMICOSCromatografa: se usa para separa los componentes de una mezcla homognea gracias a la diferente solubilidad o capacidad de distribucin que tienen las sustancias que la componen.La fase fija y la fase mvil se van separando al pasar la mezcla por una resina, una columna cromatogrfica o un papel especial, diferencindose por colores.

CLASIFICACIONPROPIEDADESSal comnCompuestoHomognea y decomposicin constanteSal comn y arenaMezcla comnHeterognea y decomposicin variableSal comn disuelta en aguaDisolucinHomognea y decomposicin variable

Disoluciones:Mezclas homogneas de dos o ms sustancias

La sustancia presente en menor cantidad se llama soluto y es la sustancia disuelta La sustancia presente en mayor cantidad recibe el nombre de disolvente

solutopuede ser:un gasun lquidoun slido

disolventepuede ser: un gasun lquidoun slido

DisolucionesSlidasLquidasGaseosas

DISOLUCIONCARACTERISTICAEJEMPLOGaseosaGas en gasAireLquido en gasAire hmedoSlido en gasIodo sublimado en aireLquidaGas en lquidoAgua carbonatadaLquido en lquidoAlcohol y aguaSlido en lquidoSal comn en aguaSlidaGas en slidoHidrgeno en paladioLquido en slidoMercurio en cobreSlido en slidoBronce

DisolventeSustancia lquida que disuelve a otra sustancia en una forma elementalnormalmente est presente en mayor cantidad

Solubilidad

Es la masa mxima de soluto que puede ser disuelta en una masa de solvente

Solubilidad

Algunos lquidos, como el agua y el alcohol, pueden disolverse entre ellos en cualquier proporcin. En una disolucin de azcar en agua, puede suceder que, si se le sigue aadiendo ms azcar, se llegue a un punto en el que ya no se disolver ms, pues la disolucin est saturada.

Solubilidad

si el solvente puede disolver al soluto, la solucin est insaturada establesi el solvente no disuelve ms al soluto, la solucin est saturada medianamente estable si el solvente es forzado a disolver an ms soluto la solucin est sobresaturada inestable

Unidades para expresar Solubilidad

Gramos: unidades de masaMililitros: unidades de volumen

Solubilidad

En la mayora de las sustancias, la solubilidad aumenta al aumentar la temperatura del disolvente

Factores de Solubilidad

son las variantes en el proceso que pueden modificar la solubilidad de un soluto en el solvente respectivoTemperaturaNaturaleza QumicaPresin

Temperatura

Si el solvente es lquido y el soluto es slido, un incremento de la temperatura har que aumente la solubilidad del soluto.

Reaccin exotrmicareaccin qumica que desprende energa

Reaccin endotrmicareaccin qumica que absorbe energa

Unidades de ConcentracinLa cantidad de soluto disuelta en una determinada cantidad de disolvente se expresa mediante unidades de concentracin

masa

m = v d

Donde:m : masa medida en [ g ]v : volumen medido en [ ml ]d : densidad medida en [ g / ml ]

Ejemplo:Un lquido de densidad 1,2 [ g / ml ] , ocupa un volumen de 60 [ ml ] Calcula su masa

m = 60 1,2 = 72 [ g ]

Densidad

masadensidad = ------------ volumen

Porcentaje Masa Masa (% m/m) (% p/p)

Es la masa de soluto que est contenida en 100 g de solucin Masa de soluto x 100% m/m = ---------------------------------- Masa soluto+Masa solvente

Ejemplo1

Se disuelven 12 g de cloruro de sodio (NaCl) en 200 g de agua. Calcule el % masa masa del NaCl.Se puede observar que el soluto es la sal y el solvente es agua, entonces aplicando la relacin anterior 12 x 100 1200% m/m = ---------------- = ------------ = 5,66 12 +200 212

Ejemplo 2

Se tiene una solucin de Cloruro de Aluminio al 30% m/m: determinar los gramos de soluto y de solvente que presenta la solucin.En primer lugar hay que recordar que una solucin presenta la siguiente relacin: Solucin = Soluto + SolventeSi una solucin se encuentra al 30% m/m, significa que presenta 30 gramos de soluto en 100 gramos de solucin, por lo tanto aplicando la relacin anterior queda:Solucin = Soluto + Solvente 100g 30g 70g

Porcentaje Masa Volumen (% m/v)(% p/v)

Es la masa de soluto que se encuentra en 100 ml de solucin

Masa soluto x 100%m/v = ------------------------ Volumen solucin

Ejemplo 1

Se disuelven 13 g de Cloruro de aluminio en 215 ml de solucin. Calcular el porcentaje peso volumen de la sal.

13 x 100% m/v = ---------- = 6,04 215

Ejemplo 2

Determinar el % m/v de una solucin que presenta 65 g de CuSO4 (sulfato cprico) disueltos en 170 ml de solucin.

65 x 100% m/v = ------------- = 38,23 170

Porcentaje Volumen Volumen (% v/v)

Es el volumen de soluto que se encuentra en 100 ml de solucin. Los volmenes no son aditivos, es decir, no deben ser sumados (slo podemos hacerlo cuando las densidades sean iguales)

Volumen soluto x 100%v/v= ------------------------------- Volumen solucin

Ejemplo 1

Se disuelven 40 ml de alcohol en agua, resultando 200 ml de solucin. Calcular el porcentaje volumen volumen de la solucin hidroalcohlica.

40 x 100% v/v= -------------- = 20 200

Molaridad (M)

Es la cantidad de moles de soluto que se encuentran en un litro de solucin

gramos solutoM = ---------------------------------------------- MM de soluto x volumen de solucin (L)

Ejemplo 1

Se disuelven 40 g de NaOH en agua hasta completar 400 ml de solucin. La MM del NaOH es de 40 g/mol. Calcular la molaridad del hidrxido de sodio.

40M = ------------ = 2,5 Molar 40 x 0,4

Molalidad (m)

Es la cantidad de moles de soluto que estn disueltos en 1000 g (1 kg) de solvente.

gramos solutom= ------------------------------- MM soluto x kg solvente

Ejemplo 1

Se disuelven 20 g de K2S04 en 200 g de agua. Calcular su molalidad (m). La masa molar del sulfato de potasio es de 174 g/mol.

20m= ----------- = 0,574 molal 174 x 0,2

Partes por milln (ppm)

Se define como los miligramos de soluto disueltos en 1000 ml 1 litro de solucin.

X mg soluto 1000 ml solucin Nota: 1 g = 1000 mg

Ejemplo 1

Calcular la concentracin en ppm de una solucin que contiene 0,85 g de KNO3 disueltos en 670 ml de solucin.transformar los gramos a miligramos 1 g 1000 mg. 0,85 g X mg. X= 850 mg

Teniendo los miligramos calculados, es posible realizar la regla de tres: X mg KNO3 1000 ml solucin 850 mg KNO3 670 ml solucin

850 mg KNO3 x 1000 ml solucinX = -------------------------------------------- = 1268,65 ppm 670 ml solucin

Unidades de medida

Unidades de medidaVolumenPesoTemperaturaLongitudSuperficieEnergaPotencia

Unidades de medidaVOLUMEN: espacio que ocupa un cuerpo en el universo

Unidades de volumen:1 litro (L)=10 decilitros1 litro (L)=100 centilitros1 litro (L)=1000 mililitros (ml)

Unidades de medidaVOLUMEN

1metro cbico(m) = 1.000 dm 1decmetro cbico(dm) = 1.000 cm 1centmetro cbico(cm) = 1.000 mm

1000 cm= 1 L1000 ml = 1 L1cm=1cc= 1 ml

Unidades de medidaPESO

1 Tonelada(T)= 1000 kilogramos1 kilogramo (Kg) = 1000 gramos1 gramo(g) = 100 miligramos (mg)

Soluciones de uso habitual en Laboratorios y Hospitales

Solucin de Suero Fisiolgico:

Pesar 9 gramos de Cloruro de Sodio(NaCl)Depositar en vaso de precipitado Agregar una pequea cantidad de agua destiladaAgitar con bagueta hasta disolver el solutoVerter disolucin en matraz de 1000 ml. con ayuda de embudoCon pizeta arrastrar los residuos del vaso y el embudo hacia el matraz

Agregar ms agua destilada al matraz hasta lnea de aforoTapar el matraz.Para homogenizar la solucin, invertir varias veces el matraz con movimientos suaves

Suero fisiolgico= cloruro de sodio o sal comn al 0.9 % o al 9 %o

SOLUCIONES

Para descontaminacin de material:

solucin al 0.5% de clorosumergir material contaminado por 5 minutos

SOLUCIONES

Para descontaminacin de superficie con derrames de fludos corporales:

solucin al 0.5% de clorodejar actuar por unos minutos y retirar

SOLUCIONES

Para limpieza y desinfeccin de superficies:

solucin al 0.1% de clorodejar actuar por 10 minutos y remover el exceso, no enjuagar

Dilucin de una solucin

El trmino dilucin implica hacer menos concentrada una solucin.

Si mantenemos la cantidad de moles constante, podremos afirmar que:Un aumento del volumen implica una disminucin de la concentracin (el denominador se hace muy grande).Una disminucin del volumen implica un aumento de la concentracin (el denominador se hace muy pequeo). V x C = V x C

V x C = V x C

C = Concentracin V = Volumen

EjemploPrepare 2 litros de una solucin al 0,5% de Cloro a partir de una solucin de Cloro comercial que tiene 2,5% de Cloro activo (Ver etiqueta del envase)

V x C = V x C 2000 ml x 0.5% = X ml x 2,5 %

2000 x 0.5 X = ----------------- = 400 ml 2.5

Debo sacar 400 ml de Cloro concentrado (que tiene 2.5 % de cloro activo) y debo diluirlo hasta una concentracin de 0.5%

Mido con una probeta 400 ml de cloro concentradoLo vaco a un matrz aforado de 2000 mlDiluyo hasta el enrase o aforo con agua destilada

Trabajo en equipoSeleccin Mltiple Instrucciones: elige la respuesta correcta

Cmo mediras 2,5 ml de agua?

Con una probeta de 30 ml de capacidad Con una pipeta de 2 ml de capacidadCon una pipeta graduada de 5 ml de capacidad

Slo una de las siguientes frases es cierta:

El embudo de vidrio puede usarse para separar mezclas homogneas Los embudos de decantacin sirven para separar lquidos miscibles Con una propipeta y una pipeta se puede aspirar cido sulfrico

Para medir 200 ml de agua qu emplearas?

Un vaso de precipitado de 600 ml Un matraz aforado de 200 ml Un vaso de precipitado de 200 ml

Para medir la masa de un objeto slido emplearamos:

Una balanza y Un desecador Una probeta Un vidrio de reloj

Indica cul de los siguientes materiales es innecesario para preparar una disolucin:

Matraz aforado Pizeta Vaso de precipitado Escobilla Mortero con mazo

Respuesta correctas

Cmo mediras 2,5 ml de agua?: OKCon una pipeta graduada de 5 ml de capacidad

Slo una de las siguientes frases es cierta: OKCon una propipeta se puede aspirar cido sulfrico

Para medir 200 ml de agua, qu emplearas:OKUn matraz aforado de 200 ml

Para medir la masa de un objeto slido emplearamos:OKUn vidrio de reloj

Indica cul de los siguientes materiales es innecesario para preparar una disolucin:OKEscobilla

COLUMNA ACOLUMNA B1Masa7% m/m2Fraccin molarMolalidad3Moles de soluto en 1000 ml solucinmg soluto en 1000 ml solucin4g/ mm%m/m x 5% m/vMoles6ppmDilucin7C x V = C x V x V87 g de soluto en 100 g solucin Molaridad9Moles de soluto en 1000 g solventexn=x,l+xB

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