PRIMERA
GUIA VIRTUAL DE QUÍMICA. GRADO ONCE. 2021. COLEGIO SAN JOSÉ IED.
NOTA: Elabore esta guía completamente en el cuaderno de química, escriba con
esfero y con letra legible, enumere y escriba su nombre en cada hoja.
Consulte
en internet o en textos de química de grado decimo
DOCENTE: Alirio Guerrero Chipagra.
CURSOS:
1101, 1102 y 1103
FECHA
LIMITE DE ENTREGA: FEBRERO 22. DEBE
HACER ENTREGA DE LA GUÍA EN EL COLEGIO ANTES DEL 22 DE FEBRERO.
PARTE
1.
TEMA: EL AGUA Y LAS
SOLUCIONES.
INTRODUCCIÓN.
En
la primera parte de eta unidad didáctica haremos un acercamiento al estudio del
agua y las soluciones, abordaremos la importancia del manejo del agua, algunos
de sus problemas de contaminación provocados por la humanidad, así mismo,
examinaremos la forma de utilizada para calcular la cantidad de sustancias
disuelta que la convierten en un recurso sin vida.
OBJETIVOS
Comprender
y tomar conciencia acerca de la importancia del agua para la subsistencia de la
humanidad.
Conocer
las unidades físicas y químicas de concentración de soluciones acuosas y no
acuosas.
Resolver
problemas relacionados con la concentración de las sustancias.
CONTENIDO
DE APRENDIZAJE.
Iniciemos
con el análisis de un interesante texto de “Colombia aprende”
Lee
el interactivo Cali la ciudad de los 7 ríos, en el cual se describe cómo ha
cambiado la calidad de las aguas de los ríos que atraviesan la ciudad de
Santiago de Cali, luego observa el video y responde los problemas planteados a
continuación. (si no tienes virtualidad trabaja con base al texto físico)
Cali
la ciudad de los siete ríos
El
municipio de Santiago de Cali hasta hace aproximadamente 35 años fue considerado
como una ciudad con un recurso hídrico alto, dado que gozaba con la fortuna de
estar regada por 7 fuentes hídricas, las cuales les suministraba volumen alto
de agua potable a sus habitantes para que pudieran suplir sus necesidades
primarias. Adicionalmente, estas cuencas servían para que los caleños
disfrutaran los fines de semana de estos sitios ecológicos, a través de los
paseos de olla. (Figura1). Cali la ciudad de los siete ríos Lee el interactivo
Cali la ciudad de los 7 ríos, en el cual se describe cómo ha cambiado la
calidad de las aguas de los ríos que atraviesan la ciudad de Santiago de Cali,
luego observa el video y responde los problemas planteados a continuación.
Ahora bien, la población actual de Santiago de Cali sólo reconoce dos de los
sietes ríos del municipio, a saber: el Pance por la utilización que de él se
hace como el principal sitio de recreación, y el río Cali, porque éste al
atravesar el municipio se ha convertido en un hito para la ciudad. Quizás,
otros nombres de ríos como: Cañaverales De hecho, la comunidad académica ha
considerado que estos ríos hace aproximadamente cuatro décadas poseían las
condiciones físicas y químicas óptimas para la vida de múltiples especies de
organismos, no obstante, en los actuales tiempos estas fuentes hídricas y eco
sistémicas han sufrido una involución en sus propiedades físico-químicas, es
decir, se han convertido en caños de agua negras, posiblemente a causa de un
desarrollo urbano no planificado de nuestra ciudad, además, de la poca
producción limpia de las industrias que se radicaron en nuestro territorio hace
cuarenta años, las cuales arrojan sus desechos tóxicos a las diferentes cuencas
de nuestro territorio. La anterior situación ha hecho que las nuevas
generaciones de caleños observen estas fuentes hídricas más como un fluido de
aguas negras o de alcantarillado que como ríos de agua potable. En tanto al río
Cauca, es el segundo más importante de Colombia, y salvo por quienes viven
cerca de sus riberas, esta característica hace recordarlo más como parte del
país que del municipio, de ahí que el eslogan, “Cali la ciudad de los siete
ríos”, ya no aplique a nuestro territorio (Figura 2).jo, Líli, Aguacatal y
Meléndez, las nuevas generaciones de caleños los identifican más como barrios
que como afluentes.
En
este sentido, afirmamos que el recurso hídrico de nuestro municipio de Santiago
de Cali de manera progresiva se ha venido agotando, así pues, que únicamente
nos queda los ríos Pance, Cali y Cauca, para una población que cuyo crecimiento
es exponencial. Ahora bien, los análisis bioquímicos de nuestras aguas, han
arrojado resultados poco alentadores, de hecho, se declara que estas fuentes
hídricas poseen altas concentraciones de: pesticidas, desechos químicos
(hidrocarburos, benceno), metales pesados (mercurio, arsénico), residuos
radiactivos (radio, polonio), gasolina, aceites de motor etc., los cuales hacen
que éstas sean peligrosas para la salud humana, y dañinas para la vida.
ACTIVIDAD 1A
Con base al texto y a los conocimientos
en el tema resuelve los siguientes ejercicios. (apóyate en el tema de unidades
físicas de concentración)
1. Camilo Estudiante de Biología, toma dos
muestras de agua en dos puntos diferentes del río Cali, así: la muestra No. 1
contiene 40 miligramos de sal disueltos en 100 ml de agua, en tanto que la No.
2 contiene 20 miligramos de sal disueltos en 50 ml de agua. Si se pudiera
probar el agua de este rio ¿Cuál de las dos muestras de agua presentaría un
sabor más salado? Explica tu respuesta.
2.
Un análisis químico del río Pance y del Lilí arroja los siguientes resultados,
respectivamente: 5 mg de arsénico en 150 ml de agua y, 4 mg de arsénico en 80
ml de agua. ¿Cuál de los ríos tendrá mayor cantidad de arsénico? Justifica tu
respuesta.
3.
Elabora un modelo que represente a nivel sub microscópico el proceso de
disolución de los átomos de mercurio en las moléculas de agua. Adicionalmente,
construye una explicación de éste. Luego, reformula tu explicación de manera
escrita. Para ello puedes utilizar términos como: temperatura, presión,
moléculas y átomos.
CLASE
DE SOLUCIONES.
Cualquier
sustancia, no importa su estado de agregación de sus moléculas (solido, liquido
o gas) puede formar soluciones con otras. Según el estado en que se encuentren
las sustancias involucradas, las soluciones pueden ser solidas ligulada o
gaseosas.
Además,
cuando uno de los componentes de la solución es un gas o un sólido y el otro es
un líquido, el primero será el soluto y el líquido es el solvente.
De
otra parte, las soluciones también se pueden clasificar de acuerdo a la
cantidad de soluto disuelto en el solvente así: diluidas o insaturadas; cuando
el soluto es muy pequeño comparado con la cantidad de solvente. Saturadas o
concentradas; cuando se disuelve la máxima cantidad d soluto en el solvente a
una temperatura determinada. finalmente, la solución es sobresaturada cuando el
soluto disuelto es mayor que el que se puede disolver a una temperatura
determinada.
ACTIVIDAD 2 A.
Con base en la información anterior
resuelve la siguiente actividad.
1.
¿Cómo
puedes saber que una solución está sobresaturada?
2.
¿Cómo
puede influir la agitación en la dilución de un soluto?
3.
3.
Realiza tu propia representación gráfica de una solución diluida, saturada y
sobresaturada a nivel submicroscópico.
ACTIVIDAD 3 A. Estudio de caso, tomado
del texto de “Colombia aprende”
Tomando como referencia la crónica del
noticiero denominada ‘Cali, la ciudad de los siete ríos’, responde las
siguientes preguntas:
Valentina, estudiante de la Univalle,
tomó una muestra de agua en el río Meléndez y le realizó un análisis químico,
el cual arrojó los siguientes datos: en 300 gramos de agua hay disuelto 30
gramos de mercurio. El mismo día, recogió una muestra de agua del río
Aguacatal; llevó a cabo el mismo análisis químico a esta muestra, encontrando
que 800 gramo de agua contenía 20 gramos de mercurio.
a.
¿Cuál
de las dos muestras presenta un mayor grado de contaminación?
La fracción Másica de un soluto se define como
la masa de un soluto B que hay en una cantidad unitaria de disolución m (masa
del soluto+ masa del solvente).
b.
Teniendo
en cuenta la anterior información, define la fracción másica para cada una de
las muestras tomadas de ambos ríos.)
Revisa estos conceptos para orientar la
solución.
Veamos
las definiciones de la fracción másica y la fracción molar, ambas referidas al
soluto de una disolución. La fracción másica de soluto se define como el
cociente entre la masa de soluto y la masa total de la disolución: masa de
soluto(g) masa de soluto(g) Fracción másica = = masa total(g) masa de soluto(g)
+ masa de disolvente (g) Por lo tanto, si se toman 50g de sacarosa y se
disuelven en 50g de agua, la fracción másica de sacarosa de la disolución
resultante será: 50g Fracción másica = = 0.5 50g + 50g.
Formula: wB = mB / m
La
fracción molar de soluto se define como el cociente entre los moles de soluto y
los moles totales: moles de soluto moles de soluto Fracción molar = = moles
totales moles de soluto + moles de disolvente. Para la fracción molar se
cumplen las mismas propiedades que para la másica: es adimensional, ha de valer
entre 0 y 1, y la fracción molar de todos los componentes de la disolución ha
de sumar.
Formula:
XB = NB /n
|
Rio
Aguacatal |
Rio
Meléndez |
|
|
|
¡CUÁLES
SON LAS UNIDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE CONCENTRACIÓN DE UNA SOLUCIÓN?
Recuerda
que la concentración de una solución expresa la cantidad de soluto que está
presente en una cantidad dada de solución.
Veamos
algunos conceptos importantes:
Soluto
(sto): es el componente de menor cantidad en la solución. Puede ser sólido,
liquido o gas.
Solvente
(ste): es el componente de la solución de mayor cantidad en la solución.
Solución
(sln): es la sumatoria del soluto y del solvente.
La
siguiente grafica muestra las formulas relacionadas con las unidades físicas y
químicas de concentración:
Cuáles diferencias o similitudes
encuentras entre la fracción másica y las unidades de concentración físicas
(peso a peso (p/p) y volumen a volumen (v/v)?
d. Expresa el resultado anterior en
unidades de concentración como: p/p y v/v (densidad del mercurio 13.55 g/cm3).
Peso a peso (p/p) Volumen a volumen (v/v).
ACTIVIDAD 4 A. Formula una respuesta
coherente y argumentada para las siguientes preguntas.
a.
La
contaminación con derivados del petróleo y los aceites de motor se puede
observar con claridad ya que no se disuelve en el agua. ¿Cuál es el factor para
que el petróleo no se disuelva en el agua? ¿Por qué la sal (NaCl) si se logró
disolver en el agua del río? Argumenta tu respuesta.
b.
Determina
cuales de los compuestos químicos que componen el agua de los siete ríos de
Cali son solutos iónicos y no iónicos. Explica tu respuesta.
ACTIVIDAD 5 A.
Resuelve el siguiente taller (al final
de la guía encontraras ejercicios resueltos como guía
1.
Con
ayuda de las fórmulas anteriores que representan las unidades de concentración,
resuelve los siguientes problemas:
a. Una muestra de 0.892 g de cloruro de
potasio (KCl) se disuelve en 54.6 g de agua. ¿Cuál es el porcentaje en masa de
la solución?
b. ¿Qué porcentaje en volumen tendrá una
disolución obtenida disolviendo 80 mL de metanol (alcohol de quemar) en 800mL
de agua? Suponer que los volúmenes son aditivos.
c. Concentración en porcentaje peso a
peso. Cuando se evapora 50 gramos de una
solución de sulfato de sodio hasta completa sequedad se producen 20 gramos de
sal. ¿Cuál es el porcentaje de la sal en la solución? Reps: 40%(p/p)
d. Si 30 gramos de azúcar se disuelven en
100 gramos de agua, ¿Cuál es el porcentaje de azúcar en la solución? Reps:
23,1%(p/p)
e.
. ¿PRACTICA
DE LABORATORIO EN CASA?
TEMA: SOLUCIONES.
EJERCICIO 1.
MATERIALES: Tinta, agua, tres vasos, un
gotero.
PROCEDIMIENTO: marca los vasos con los
números 1,2 y 3. Vierte 100 ml de agua en cada vaso. Deposita una gota de tinta
en el vaso 1, dos gotas en el vaso 2 y cuatro en el vaso tres.
·
Observa
y describe cómo se dispersa la tinta en el agua.
·
Agita
con un palito los tres vasos y deja en reposo por dos minutos.
ANÁLISIS:
a.
Dibuja
los vasos con las soluciones preparadas.
b.
¿cuál
de los vasos quedó más concentrado y cuál menos concentrado? justifica la
respuesta.
c.
¿cuál vaso está más diluido? Justifica la respuesta.
d.
Argumenta
¿cómo harías para igualar las soluciones del vaso 1 y el vaso 2?
e.
¿Qué
harías para igualar el vaso tres con el vaso 1?
EJERCICIO 2.
MATERIALES: Tres vasos de vidrio de
igual tamaño, sal de cocina
PROCEDIMIENTO:
·
Marca
los vasos con los números 1,2 y 3.
·
vierte
a los tres vasos 100 ml de agua y agítalo.
·
Agrega
5 gramos de sal al vaso1 y agítalo.
·
Agrega
10 gramos de sal al vaso 2 y agítalo.
·
Agrega 20 gramos de sal al vaso 3 y agítalo.
ANÁLISIS:
a.
dibuja
los vasos con las soluciones preparadas.
b.
¿En
las tres soluciones, cual es el soluto y por qué?
c.
¿En
las tres soluciones cual es el solvente y por qué?
d.
Asumiendo
que los 100 ml de agua equivalen a 100 gramos de agua y que la solución es la
suma del soluto más el solvente. Calcula para cada caso, el valor de la
solución en el vaso 1, 2 y 3.
e.
Teniendo
en cuenta que en cada vaso se mezcla un soluto y un solvente, calcula la
concentración de la solución en cada vaso. Utiliza la fórmula de % m / v = m
sto / m sln.100, o la formula % m/m = m sto / m sln. 100. Recuerda que para
este caso m= masa y v= volumen.
EJERCICIOS RESUELTOS.
1.
Se
prepara una solución azucarada utilizando 5 gramos de azúcar en 100 ml de agua.
Calcula el porcentaje % de concentración de dicha solución.
Solución: primero seleccionamos las variables:
·
Sto
= los 5 gramos de azúcar, está en menor cantidad y se disuelve en el agua.
·
Ste
= 100 ml de agua, está en mayor proporción y es quien disuelve al soluto.
·
Sln
= la solución son los 100 ml de agua azucarada. (al ser un sólido disuelto en
agua no se suman los dos valores, además sto y ste están en diferente unidad de
medida y no se deben sumar)
·
La fórmula
para calcular la concentración es % m / v = m sto/ v sln. 100
·
Reemplazo
los valores: % m / v = 5 g/ 100 por 100
% m / v = 5
Conclusión: la concentración de esa solución es de
5 %
2.
En
la orfebrería se fabricó un anillo al fundir 10 gramos de oro y mezclarlo con
30 gramos de cobre, la mezcla resultante es una solución en estado sólido o
también llamada amalgama. Calcule la concentración de la solución que es igual
a calcular la concentración del soluto en la solución.
Solución: primero seleccionamos las variables:
·
Sto
= a los 10 g de oro (esta en menor cantidad)
·
Ste
= a los 30 gramos de cobre (está en mayor cantidad)
·
Sln
= la solución es la suma de los 10 gramos de oro m as los 30 gramos de cobre
(se deben sumar porque los dos están en la misma unidad de medida(gramos)
·
La
fórmula a utilizar es % m / m = m sto / m sln. 100
·
Reemplazo
los valores % m / m = 10 / 40. 100
% m /
m = 25
conclusión: la concentración de la solución es del
25%
3.
En
la farmacia se rebajó un frasco de alcohol puro al mezclar 500 ml de alcohol
con 200 ml de agua. ¿Cuál es la concentración de esa solución alcohólica?
Solución: primero seleccionemos las variables:
·
Sto
= 200 ml de agua (está en menos cantidad)
·
Ste
= 500 ml de alcohol (está en mayor cantidad)
·
Sln
= la solución es la suma del alcohol y el agua porque están en la misma unidad
de medida y los dos están en estado liquido
·
La fórmula
a utilizar es % v / v = v sto / v sln. 100
·
Reemplazo
los valores % v / v = 200/ 700. 100
% v / v =
28,5
conclusión: la concentración de la solución es del
28.5 %
NOTA: Elabore esta guía completamente en el cuaderno de química, escriba con
esfero y con letra legible, enumere y escriba su nombre en cada hoja.
