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PRCTICA DIRIGIDA DE QUMICA UNMSM TEMA: SISTEMAS DISPERSOS

Los sistemas dispersos son mezclas de dos o ms sustancias simples o compuestas en la que una fase es dispersa o discontinua, generalmente en menor cantidad, y otra es dispersante o continua, generalmente en mayor proporcin.

Existen diferentes criterios para clasificar las dispersiones. Uno de ellos es el tamao de las partculas de la fase dispersa, que nos permite agrupar a los sistemas dispersos en: suspensiones, coloides y soluciones.

Las suspensiones se definen como dispersiones heterogneas, donde la sustancia dispersada, sedimenta fcilmente, al encontrarse en reposo. El tamao de sus partculas es mayor de 100 nm. Se puede separar a travs de filtracin, decantacin, etc. Ejemplos: jarabes, tinta china, agua turbia mylanta, leche de magnesia, etc.

Son mezclas intermedias entre las soluciones y las dispersiones. Sistemas en los que un componente se encuentra disperso en otro, pero las entidades dispersas son mucho mayores que las molculas del disolvente. El tamao de las partculas dispersas est en el rango de 10 a 100 nm. Sus partculas no se pueden apreciar a simple vista, se encuentran en movimiento continuo sin sedimentar. Ejemplos: la gelatina, niebla, humo, mayonesa, clara de huevo, etc. Entre las propiedades generales de los coloides tenemos:

Efecto Tyndall: Se conoce como efecto Tyndall, al fenmeno a travs del cual se hace presente la existencia de partculas de tipo coloidal en las disoluciones o tambin en gases, debido a que stas son capaces de dispersar a la luz.

Movimiento Browniano: Las partculas dispersas en sistemas coloidales se mueven constantemente en zigzag, este movimiento se debe a choques que se dan entre las partculas que forman el medio dispersante y las fase dispersa al cual denominamos movimiento browniano.

Son mezclas homogneas de dos o ms sustancias puras en proporcin variable en la que cada porcin analizada presenta la misma caracterstica ya que los solutos se dispersan uniformemente en el seno del disolvente. Los componentes de una solucin no se pueden visualizar debido a que los solutos adquieren el tamao de tomos, molculas o iones Ejemplo; Analicemos una porcin de agua de mar:

Se observa que el agua de mar contiene gran nmero de solutos y un solo solvente. En general:

Para que al mezclar dos o ms sustancias puras se forme una solucin es necesario que exista una afinidad entre el soluto y el solvente, con lo cual se concluye que lo semejante disuelve lo semejante.

Observacin: Generalmente una solucin se forma de dos sustancias una de ellas llamada soluto y la otra solvente o disolvente. A) Soluto: Es la sustancia disuelta en una solucin,

por lo regular est presente en menor cantidad que el disolvente.

B) Solvente o disolvente; Es la sustancia que disuelve al soluto; por lo general presente en mayor cantidad que el soluto.

SISTEMAS DISPERSOS

Clasificacin de los sistemas Dispersos

1. SUSPENSIN

2. COLOIDE

3. SOLUCIN

Solucin = 1STE+ STO(1) + STO(2)+.

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CLASIFICACIN DE LAS SOLUCIONES

A. SEGN EL ESTADO FSICO El estado fsico de una disolucin lo define el solvente.

Solucin Solvente Soluto Ejemplo

Slido

Slido

Slido Acero (C en Fe) Bronce (Sn en Cu) Latn (Cu en Zn)

Lquido Amalgama de oro (Hg en Au) Amalgama de plata (Hg en Ag)

Gaseoso Oclusin de hidrgeno en platino

Lquido

Lquido

Slido Soda custica (NaOH en H2O) Salmuera (NaCl en H2O)

Lquido Vinagre (CH3COOH en H2O Aguardiente (Etanol en H2O) Kerosene

Gas Formol (HCHO en agua) cido clorhdrico (HCl en agua) Bebidas gasificadas

Gas

Gas

Slido Vapor de I2 en aire Vapor de naftalina en aire

Lquido Aire hmedo Gas Gas natural

Aire seco

B. SEGN SU CONCENTRACIN De acuerdo a la cantidad de soluto disuelto, las soluciones son:

SOLUCIN DILUIDA: Solucin con poca cantidad de soluto.

SOLUCIN CONCENTRADA: Solucin con mucha cantidad de soluto.

SOLUCIN SATURADA: Solucin que no admite ms soluto disuelto.

SOLUCIN SOBRESATURADA: Solucin que contiene mayor cantidad de soluto que una solucin saturada a la misma temperatura.

Representa la cantidad mxima de soluto que puede disolverse en 100 g de disolvente (por lo general el agua) a una determinada temperatura y se determina

en forma experimental. Una solucin saturada, es aquella que contiene disuelto la mxima cantidad de soluto a una cierta temperatura

DE QU FACTORES DEPENDE LA SOLUBILIDAD?

Naturaleza del soluto solvente. Temperatura Presin (en especial para los solutos gaseosos)

CURVAS DE SOLUBILIDAD Se construye con datos experimentales y permite observar la variacin de la solubilidad de los solutos en el agua en funcin ala temperatura. La solubilidad de los solutos slidos por lo

general aumenta con el aumento de la temperatura La solubilidad de los gases disminuyen al

aumentar la temperatura, pero aumenta al aumentar la presin.

Son formas de expresar la cantidad de soluto que est presente en una cantidad de solucin o de solvente, entre ellas tenemos: porcentaje en peso, porcentaje en volumen, molaridad, normalidad, etc.

I. UNIDADES FSICAS DE CONCENTRACIN

A) Porcentaje en masa (% WSTO).- Representa el peso de soluto presente en 100g de solucin.

Donde: WSOL = WSTO + WSTE

B) Porcentaje en volumen (% VSTO).- Representa el volumen de soluto contenidos en 100mL de solucin.

SOLUBILIDAD

CONCENTRACIN DE UNA SOLUCIN

%WSTO =

x 100%

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Donde: VSOL = VSTO + VSTE

C) Partes por milln (ppm).- Indica el peso en miligramos de soluto por cada litro de solucin.

II. UNIDADES QUMICAS DE CONCENTRACIN

A) Molaridad (M).- Se define como el nmero de moles de soluto disuelto en un litro de solucin.

molmolar

L

67262/Q0 Y

.

B) Normalidad (N).- Se define el nmero de equivalente gramo (Eq g) de soluto disuelto en un litro de solucin.

( )STOSOL

# Eq g Eq gN normal

V L

=

Pero:

( )STO#Eq g nm

n N mol gM

=

= =

RELACIN ENTRE NORMALIDAD Y MOLARIDAD

: parmetro numrico

SUSTANCIA cido N de H sustituibles

Base o hidrxido N de OH sustituibles xido Carga neta del oxgeno

Sal Carga neta del catin

C) Molalidad (m).- Representa el nmero de mol-g de soluto contenido en cada kilogramo de solvente.

D) Fraccin molar (fm).- Se define como la relacin entre las moles de un componente y las moles totales presentes en la solucin.

Donde: nSOL = nSTO + nSTE

1. DILUCIN La dilucin es un procedimiento fsico que sigue para preparar una disolucin de menor concentracin a partir de una ms concentrada, para ello se debe adicionar agua a la disolucin concentrada. Observando que no se altera la cantidad de soluto.

Se cumple:

Donde: V2 = V1 + VSTE

2. MEZCLA DE SOLUCIONES Cuando se mezclan dos soluciones que contiene el mismo soluto pero de concentraciones diferentes, la solucin resultante posee una concentracin intermedia.

Se cumple:

Donde: V3 = V1 + V2

Solventepuro

(V )STE

V1 V2

M1V1

n1

M2

V2

n2

M3V3

n3

ppm = ()

()

%VSTO =

x 100%

m =

()

fm(STO) =

APLICACIN DE SOLUCIONES

M1.V1 = M2.V2

M1.V1 + M2.V2 = M3.V3

N = M x

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3. REACCIN DE NEUTRALIZACIN Consiste en la reaccin de un cido y una base (hidrxido) formndose la sal y agua. En una reaccin de neutralizacin el cido y la base se consumen en cantidades equivalentes.

Por la ley del equivalente, se cumple:

Donde: #Eq-g = N.V = n.

SEMANA N 10: SISTEMAS DISPERSOS

1. Marque la alternativa correcta con respecto a las soluciones.

A) Son mezclas homogneas ya que sus componentes se encuentran en ms de una fase.

B) Las inicas y moleculares son buenas conductoras de la corriente elctrica.

C) El componente que se encuentra en mayor proporcin denominado soluto puede ser un slido, lquido o gas.

D) Las saturadas contienen la mxima cantidad de soluto disuelto a una determinada temperatura.

E) En todas las soluciones lquidas el solvente es el agua.

2. El porcentaje en peso (%W) de una solucin que contiene disueltos 15g de glucosa disueltos en 185g de agua es:

A) 9,50 B) 12,50 C) 15,50 D) 7,50 E) 8,50

3. Determine la masa en gramos de Na2CO3 que se necesita para preparar 0,5L de una solucin al 20% W/V de esta sal.

A) 5,0 x 101 B) 2,0 x 100 C) 1,0 x 102 D) 5,0 x 102 E) 1,0 x 101

4. Determine los mL de alcohol etlico que ingiere una persona que toma 300mL de vino al 12% V de alcohol.

A) 10 B) 12 C) 88 D) 36 E) 53

5. Cul es la concentracin en %W, de una solucin que se prepara a partir de 30g de KI en 220g de agua?

A) 22 B) 3 C) 52 D) 10 E) 12

6. Qu volumen, en mL, de una solucin 0,2M de CuSO4, se podr preparar si se disuelve 63,8g de esta sal con suficiente agua destilada?

Dato: P.F (CuSO4=159,5)

A) 4,0 x 10-3 B) 6,5 x 102 C) 2,0 x 103 D) 5,2 x 102 E) 2,0 x 100

7. El contenido de magnesio en el agua de mar es de 1272 ppm. Determine el volumen en litros que se requiere para obtener 0,5kg del metal?

A) 2,54 x 103 B) 3,93 x 102 C) 2,54 x 102 D) 3,93 x 106 E) 2,54 x 105

8. Marque la alternativa que contenga la sustancia cuyo factor sea mayor.

A) KMnO4 B) H3PO4 C) CuSO4 D) Ba (OH)2 E) Pb3 (PO4)2

9. Calcule la masa en gramos de sulfato de sodio que se requiere para preparar 500cm3 de una solucin acuosa 0,8N de esta sal.

Dato: P.A(Na=23; S=32; O=16)

A) 5,68 x 101 B) 1,14 x 101 C) 2,84 x 101 D) 3,52 x 10-2 E) 6,0 x 102

10. Determine la fraccin molar de cada componente en una solucin acuosa de etanol (C2H5OH) al 5%W.

Dato: P.A(H=1; C=12; O=16)

A) 0,02; 098 B) 0,56; 044 C) 0,30; 070 D) 0,20; 0,80 E) 0,45; 0,55

11. Determine los mL de agua que se debe aadir a una solucin de NaOH 1,5M para preparar 150mL de solucin 0,6M.

A) 90 B) 50 C) 30 D) 10 E) 60

12. Se mezclan Xg de una solucin al 20%W de NaOH con Yg de una solucin al 4%W de NaOH de tal manera que resulta 400g de otra solucin al 8%W de NaOH. Determine los gramos de X e Y.

A) 150; 250 B) 70; 330 C) 100; 300 D) 80; 320 E) 120; 280

cido + Base Sal + Agua

#Eq-g(cido) = #Eq-g(base) = #Eq-g(sal)

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13. Determine el volumen en L de una solucin de carbonato de sodio al 8%W y de densidad 1,2g/cm3 que estn contenidos 48gramos de esta sal.

A) 1,5 x 10-2 B) 3,5 x 10-2 C) 5,0 x 10-1 D) 3,5 x 10-1 E) 5,0 x 10-2

14. Cul es la molaridad y normalidad respectivamente de 600mL de una solucin de Mg(OH)2 preparada a partir de 1,74g del hidrxido?

Dato: P.F(Mg(OH)2=58)

A) 0,10; 0,05 B) 0,08; 0,16 C) 0,05; 0,15 D) 0,05; 0,10 E) 0,04; 0,12

15. Cuntas molculas de cido sulfrico hay en 1000mL de una solucin 0,6N de este cido?

Dato: P.F(H2SO4=98)

A) 1,2 x 1020 B) 1,8 x 1019 C) 1,2 x 1022 D) 1,8 x 1023 E) 1,2 x 1023

16. Se tiene una solucin acuosa de hidrxido de sodio de 20%W y cuya densidad es 1,2g/cm3. Determine la concentracin molar de esta solucin.

A) 6,0 B) 1,5 C) 3,0 D) 2,4 E) 5,0

17. Cul es la normalidad de una solucin que se prepara a partir de 80mL de H2SO4 5M y se diluye hasta 500mL con agua destilada?

A) 0,8 B) 0,2 C) 0,6 D) 1,6 E) 0,4

18. Determine los gramos de K2SO4 que se necesitan para preparar 2L de solucin al 6%W, sabiendo que la densidad de la solucin resultante es 1,06g/mL

A) 275,0 B) 127,2 C) 186,5 D) 212,0 E) 172,2

19. Qu volumen en L de HCl al 36,5% de densidad 1,18g/mL, se requiere para preparar 10L de HCl 5,9N?

Dato: P.F(HCl=36,5)

A) 50,0 B) 118,0 C) 5,9 D) 11,8 E) 5,0

20. Se mezcla dos soluciones de H3PO4 cuyos volmenes y concentraciones son 400mL 0,5M y

600mL 1,5N. Cuntos gramos de H3PO4 contiene la solucin resultante?

Dato: P.F(H3PO4=98)

A) 15 B) 19 C) 28 D) 49 E) 98

PRCTICA DOMICILIARIA

1. (UNMSM-2002) Calcular la masa, en gramos, de cloruro de calcio (II) que se necesita para preparar 200mL de una solucin 2N. P.A: (Ca=40; Cl=35,5)

A) 22,2 B) 11,1 C) 30,2 D) 15,1 E) 7,5

2. (UNMSM-2003) La molaridad de 100mL de una solucin que contiene 15,95g de CuSO4 es: P.A (Cu=63,5; S=32; O=16)

A) 0,2 B) 2,0 C) 0,1 D) 1,0 E) 0,5

3. (UNMSM-2003) Con 400mL de una solucin de 2N de acido clorhdrico, qu volumen de solucin de 0,2N se podr preparar?

A) 3,0L B) 4,0L C) 5,0L D) 2,0L E) 2,5L

4. (UNMSM-2004-I) Cul es la normalidad de una solucin 0,1M de H2SO4?

A) 0.20N B) 0,05N C) 0,50N D) 0,10N E) 0,15N

5. (UNMSM-2004-I)Cul ser el volumen en mililitros, de una solucin 0,4N de cido sulfrico que contiene 4,9g de cido puro? P.F ( H2SO4= 98g/mol )

A) 300mL B) 270mL C) 250mL D) 260mL E) 200mL

6. (UNMSM-2004-I) Calcular la concentracin molar de una solucin de KClO3 que en 250mL contiene 24,5g de KClO3. P.A (K=39; Cl=35,5; O=16)

A) 0,25M B) 0,4M C) 0,8M D) 0,6M E) 0,2M

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7. (UNMSM-2004-II) Se necesita gramos de hidrxido de sodio para neutralizar 100mL de cido sulfrico, cuya concentracin es 2M. P.A ( Na=23; S=32; O=16; H=1 )

A) 16 B) 4 C) 9,2 D) 8 E) 9,8

8. (UNMSM-2004-I) Cuntos gramos de FeCl3 estn contenidos en 50mL de una solucin 0,5N de FeCl3.6H2O Dato: PF (FeCl3.6H2O = 270; H2O = 18)

A) 6,75g B) 2,25g C) 4,05g D) 1,35g E) 2,70g

9. (UNMSM-2004-II) Una solucin de HCl al 15% tiene una densidad de 1,25g/mL. Cuntos gramos de soluto hay en 400mL de solucin?

A) 15g B) 75g C) 80g D) 70g E) 30g

10. (UNMSM-2004-II) A una solucin de 500mL que contiene 5,6g de KOH, se le agrega 500mL de agua destilada. Cul es la normalidad de esta nueva solucin? P.A ( K=39; H=1 ; O=16 )

A) 0,2N B) 2,0N C) 0,01N D) 0,1N E) 0,02N

11. (UNMSM-2005-I) Qu volumen de cido sulfrico 0,1N se requiere para neutralizar 5,83g de Mg(OH)2? Dato: P.F (Mg(OH)2)=58,3g/mol

A) 0.2L B) 2L C) 20mL D) 2mL E) 22mL

12. (UNMSM-2005-II) Cuntos gramos de Al2(SO4)3 (PF= 342 g/mol) son necesarios para preparar 100mL de una solucin 0,25N?

A) 1,71g B) 8; 55g C) 4; 28g D) 2; 85g E) 1, 43g

13. (UNMSM-2005-II) Calcule la molaridad de una solucin de KOH (PF= 56g/mol) que tiene 40%(P/P) y una densidad de 1,40g/mol A) 5M B) 25M C) 15M D) 10M E) 16M

14. (UNMSM-2005-II) Si se disuelve 35,5g de Na2SO4 (PF=142 g/mol) en 500mL de agua, la normalidad de la solucin es:

A) 1,05N B) 2,00N C) 0,50N D) 0,25N E) 1,00N

15. (UNMSM-2006-II) Calcule la normalidad de 200mL de una solucin de cido sulfrico que se neutraliza con 14,8g de hidrxido de calcio. P.A ( Ca=40 , H=1 , O=16 , S=32 )

A) 3 B) 1 C) 5 D) 4 E) 2

16. (UNMSM-2008-I) Cuntos miliequivalentes de H2S hay en 21,8cm3 de solucin 0,2M de sulfuro de hidrogeno? A) 2,18 B) 4,36 C) 43,6 D) 8,72 E) 87,2

17. (UNMSM-2008-II) Calcular la normalidad de la solucin de NaOH, si 25 cm3 de sta neutralizan 18,25g de una solucin de HCl al 4% (peso/peso) P.A (Cl=35,5; H=1).

A) 1,00 B) 1,25 C) 0,08 D) 0,80 E) 0,73

18. (UNMSM-2009-II) En medio litro de una solucin 1N de H2SO4 hay.gramos de soluto. Dato: P.A(S=32; O=16; H=1) A) 24,50 B) 98,00 C) 49,00 D) 46,00 E) 12,25

19. (UNMSM-2010-I) Al disolver 14,5 g de Mg(OH)2 en suficiente cantidad de agua, se obtiene 200mL de solucin; en consecuencia, su normalidad es..y su molaridad,. Peso atmico: Mg=24; O=16; H=1

A) 1,25 - 5,00 B) 1,25 2,50 C) 5,00 2,50 D) 2,50 5,00 E) 2,50 1,25

20. (UNMSM-2011-I) Cuntos mL de NaOH 2,0N neutralizarn a 100mL de H2SO4 (densidad= 0,98g/mL y %W=6,0)? Datos: S=32; O=16; H=1

A) 16 B) 30 C) 120 D) 45 E) 60

Profesor: Antonio Huamn Navarrete Lima, Abril del 2013