Liceo Galvarino Riveros CárdenasDepartamento de QuímicaAsignatura: QuímicaNivel: Segundo Medio

GUÍA DE QUÍMICA NM2 Soluciones (Parte 2)

Nombre: Curso: Fecha:Contenido: SolucionesObjetivos: 1. Explicar el comportamiento de soluto y solvente en función de la estructura química de sus moléculas.Actividad: Resolución de Guía con ítems de respuesta breve.Evaluación: Autoevaluación.Contacto: pablo.costa@usach.cl

Te invito a leer y analizar con detención la imagen de la izquierda...

1. ¿Qué opinión tienes de los dos mensajes

presentados?.........................

2. ¿Cuál te gusta más? ¿Por qué? ..................................................................

3. ¿Cómo estás mirando las situaciones que enfrentas hoy?............

Miremos la vida con optimismo, no es fácil, pero tampoco es imposible.

¿De qué depende que una substancia se disuelva en otra? (es decir, que dos substancias formen una solución)

En la guía anterior, se indicó que para que una mezcla tenga las mismas propiedades en toda su extensión (es decir, para que una mezcla sea homogénea) las partículas de las substancias que la componen deben estar distribuidas uniformemente. Vamos a ver esto con el típico ejemplo, agua y sal:

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En la primera imagen, tenemos agua y sal sin disolver. En este momento, podríamos distinguir el agua de la sal a simple vista, pues estas mantienen sus propiedades características, al estar las moléculas de cada tipo agrupadas (vemos las moléculas de agua (rojas y blancas) en una parte del vaso, y las moléculas de sal (azules y naranjas) en otra). Una vez que la sal se disuelve en el agua, todo lo que tenemos en el vaso pasa a tener las mismas propiedades. Esto se debe a que, como se ilustra en la segunda imagen, las moléculas de agua y de sal están ahora uniformemente distribuidas (es decir, no están agrupadas).

Entonces, en una mezcla homogénea o solución, las moléculas del soluto y solvente se distribuyen de manera uniforme u homogénea. Pero, ¿por qué pasa esto con algunas substancias y no con otras? ¿por qué, por ejemplo, el agua puede disolver sal, pero no aceite?

Esto se debe a cómo están distribuidas las cargas en las moléculas que juntamos. A esta distribución particular de cargas lo llamaremos también polaridad. Cuando una molécula es polar, significa que tiene un polo positivo y un polo negativo marcado (la carga positiva se acumula en un lado, y la carga negativa en el lado opuesto). En cambio, en una molécula apolar, la carga se distribuye de manera uniforme.

En el caso del agua y la sal, ambas moléculas son polares:

Vemos que el agua tiene las cargas positivas en la parte del oxígeno, y las negativas en la parte del hidrógeno. Del mismo modo, en la sal el polo positivo está en el átomo de sodio (Na) y el negativo en el átomo de cloro (Cl)

Y cuando juntamos estas dos moléculas:

Tarán!, tenemos que el polo negativo del agua (Oxígeno) interactúa con el polo positivo de la sal (Na), y el polo positivo del agua (Hidrógeno), interactúa con el polo negativo de la sal (Cloro), ya que polos opuestos se atraen. Esta interacción hace que las de agua separen los átomos de la sal, y estos pasen a distribuirse uniformemente en la moléculas mezcla

Esto está más bellamente representado en la siguiente video:

https://www.youtube.com/watch?v=CLHP4r0E7hg

Ahora, ¿por qué el agua no disuelve las grasas?

Liceo Galvarino Riveros CárdenasDepartamento de QuímicaAsignatura: QuímicaNivel: Segundo MedioAcá tenemos dos moléculas de lípido (o grasa) interactuando:

A diferencia de las moléculas de agua o sal, las moléculas de grasa suelen ser largas, con la carga distribuida equitativamente a lo largo de ellas (en la imagen, los diferentes colores representan la distribución de cargas; vemos que sólo hay una ligera concentración de cargas en la parte roja). Por esto se dice que estas moléculas son apolares

Entonces, si mezclamos agua con grasa:

Las moléculas de agua no podrán interactuar con las de grasa, al no tener éstas polos cargados. Así, la grasa se queda en una sección, y el agua en otra, lo que hace reconocible las propiedades de ambas substancias (se forma una mezcla heterogénea)

Podríamos disolver la grasa si la mezcláramos con una substancia cuyas moléculas también sean apolares. Por ejemplo, tanto el aceite de oliva como el aceite de girasol están formados por moléculas apolares. Si los juntamos se el uno disolverá al otro, y formarán una mezcla homogénea.

De aquí se deduce una ley que rige la formación de todas las soluciones: “Semejante disuelve a semejante”. Esto significa que una substancia polar disolverá otras substancias polares. Y una substancia apolar

disolverá otras substancias apolares.

Tal vez te llamó la atención que en la guía anterior haya especificado que la leche de los ejercicios era leche descremada. Hice esto porque la crema de la leche (grasa) no se disuelve en el agua, y sigue conservando sus propiedades, aunque no la podamos observar a simple vista. Podemos comprobar esto en que, si dejamos la leche reposando, se forma nata.

Lo mismo ocurre en el caso de la mayonesa. Aunque a simple vista la mayonesa parezca homogénea, si la pusiéramos bajo el lente de un microscopio veríamos algo así:

Estas formas que vemos no son átomos (los átomos son demasiado pequeños para verlos por microscopio: cada una de los círculos que vemos en la imagen están formadas por miles de millones de átomos) De este modo, en la mayonesa las moléculas no se distribuyen uniformemente, sino que formando “grupos” de miles de millones de átomos, que sin embargo siguen siendo demasiado pequeños para distinguirlos a simple vista. A este tipo de distribuciones los llamaremos coloides. Los coloides entonces serán mezclas heterogéneas, aunque

tengan una apariencia homogénea, al ser muy pequeñas las agrupaciones de partículas que lo forman.

Para comprobar lo aprendido realiza la siguiente actividad:

1. Observa las moléculas de las siguientes substancias y responde:

Etanol: alcohol presente en bebidas alcohólicas

Octano (principal componente de la gasolina):

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a) ¿La gasolina formará una mezcla homogénea o heterogénea con el agua? ¿Por qué?b) ¿Podríamos usar etanol para disolver octano? ¿por qué?c) Si quisiéramos que el octano fuese un soluto en una solución ¿Conoces alguna substancia

que podríamos usar para disolverlo?d) Si quisiéramos disolver sal ¿qué nos serviría de solvente? ¿el octano o el etanol? ¿Por

qué?

2. Investiga sobre las moléculas de jabones y detergentes. ¿Por qué serán capaces de “sacar” la grasa, y a la vez son tan fácilmente arrastrados por el agua?

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Soluciones (O sea soluciones de respuesta, no soluciones de soluciones, o sea, de mezclas homogéneas ni disoluciones):

1. a) Heterogénea, pues podemos ver que la molécula de octano es apolar, y por la información de la guía, sabemos que el agua es polarb) No, pues el etanol es polar y el octano apolarc) podríamos disolverlo en aceite, que también es apolard) Etanol, pues las moléculas de ésta substancia y la sal son polares

2. La molécula de jabón viene a ser una combinación de ambos tipos de moléculas: tiene una parte apolar y una parte polar:

La parte polar se disuelve en agua, y la no polar en la grasa que forma las manchas. De este modo, interactuaría con ambas substancias así.

La parte polar de la molécula de jabón queda disuelta en agua, mientras que la parte apolar disuelve la grasa.