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PRÁCTICA DIRIGIDA DE QUÍMICA UNMSM                                   TEMA: SISTEMAS DISPERSOS        SISTEMAS DISPERSOS   ...
“Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria”CLASIFICACIÓN DE LAS SOLUCIONES                  ...
“Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria”                                                 ...
“Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria” 3. REACCIÓN DE NEUTRALIZACIÓN                   ...
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SISTEMAS DISPERSOS

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  1. 1. PRÁCTICA DIRIGIDA DE QUÍMICA UNMSM TEMA: SISTEMAS DISPERSOS SISTEMAS DISPERSOS Movimiento Browniano: Las partículas dispersas en sistemas coloidales se muevenLos sistemas dispersos son mezclas de dos o más constantemente en zigzag, este movimiento sesustancias simples o compuestas en la que una fase es debe a choques que se dan entre las partículasdispersa o discontinua, generalmente en menor que forman el medio dispersante y las fasecantidad, y otra es dispersante o continua, dispersa al cual denominamos movimientogeneralmente en mayor proporción. browniano. Clasificación de los sistemas Dispersos 3. SOLUCIÓNExisten diferentes criterios para clasificar lasdispersiones. Uno de ellos es el tamaño de las Son mezclas homogéneas de dos o más sustanciaspartículas de la fase dispersa, que nos permite puras en proporción variable en la que cada porciónagrupar a los sistemas dispersos en: suspensiones, analizada presenta la misma característica ya que loscoloides y soluciones. solutos se dispersan uniformemente en el seno del disolvente. Los componentes de una solución no se 1. SUSPENSIÓN pueden visualizar debido a que los solutos adquieren el tamaño de átomos, moléculas o iones Las suspensiones se definen como dispersiones Ejemplo; Analicemos una porción de agua de mar: heterogéneas, donde la sustancia dispersada, sedimenta fácilmente, al encontrarse en reposo. El tamaño de sus partículas es mayor de 100 nm. Se puede separar a través de filtración, decantación, etc. Ejemplos: jarabes, tinta china, agua turbia mylanta, leche de magnesia, etc. 2. COLOIDE Se observa que el agua de mar contiene gran número de solutos y un solo solvente. Son mezclas intermedias entre las soluciones y las En general: dispersiones. Sistemas en los que un componente se encuentra disperso en otro, pero las entidades Solución = 1STE+ STO(1) + STO(2)+………. dispersas son mucho mayores que las moléculas del disolvente. El tamaño de las partículas dispersas Para que al mezclar dos o más sustancias puras se está en el rango de 10 a 100 nm. Sus partículas no forme una solución es necesario que exista una se pueden apreciar a simple vista, se encuentran en afinidad entre el soluto y el solvente, con lo cual se movimiento continuo sin sedimentar. Ejemplos: la concluye que lo semejante disuelve lo semejante. gelatina, niebla, humo, mayonesa, clara de huevo, etc. Observación: Entre las propiedades generales de los coloides Generalmente una solución se forma de dos sustancias tenemos: una de ellas llamada soluto y la otra solvente o disolvente. Efecto Tyndall: Se conoce como efecto A) Soluto: Es la sustancia disuelta en una solución, Tyndall, al fenómeno a través del cual se hace por lo regular está presente en menor cantidad que presente la existencia de partículas de el disolvente. tipo coloidal en las disoluciones o también en B) Solvente o disolvente; Es la sustancia que disuelve gases, debido a que éstas son capaces de al soluto; por lo general presente en mayor dispersar a la luz. cantidad que el soluto. Página | 1
  2. 2. “Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria”CLASIFICACIÓN DE LAS SOLUCIONES en forma experimental. Una solución saturada, es aquella que contiene disuelto la máxima cantidad deA. SEGÚN EL ESTADO FÍSICO soluto a una cierta temperatura El estado físico de una disolución lo define el solvente. ¿DE QUÉ FACTORES DEPENDE LA SOLUBILIDAD?Solución Solvente Soluto Ejemplo Acero (C en Fe) Naturaleza del soluto solvente. Sólido Bronce (Sn en Cu) Temperatura Latón (Cu en Zn) Presión (en especial para los solutos gaseosos) Sólido Sólido Líquido Amalgama de oro (Hg en Au) CURVAS DE SOLUBILIDAD Amalgama de plata (Hg en Ag) Se construye con datos experimentales y permite Gaseoso Oclusión de hidrógeno en observar la variación de la solubilidad de los solutos platino en el agua en función ala temperatura. Sólido Soda cáustica (NaOH en La solubilidad de los solutos sólidos por lo H2O) general aumenta con el aumento de la temperatura Salmuera (NaCl en H2O) La solubilidad de los gases disminuyen al Vinagre (CH3COOH en aumentar la temperatura, pero aumenta alLíquido Líquido Líquido H 2O aumentar la presión. Aguardiente (Etanol en H2O) Kerosene Formol (HCHO en agua) Gas Ácido clorhídrico (HCl en agua) Bebidas gasificadas Sólido Vapor de I2 en aire Vapor de naftalina en aire Gas Gas Líquido Aire húmedo Gas Gas natural Aire secoB. SEGÚN SU CONCENTRACIÓN De acuerdo a la cantidad de soluto disuelto, las soluciones son: CONCENTRACIÓN DE UNA SOLUCIÓN SOLUCIÓN DILUIDA: Solución con poca Son formas de expresar la cantidad de soluto que está cantidad de soluto. presente en una cantidad de solución o de solvente, entre ellas tenemos: porcentaje en peso, porcentaje en SOLUCIÓN CONCENTRADA: Solución con volumen, molaridad, normalidad, etc. mucha cantidad de soluto. I. UNIDADES FÍSICAS DE CONCENTRACIÓN SOLUCIÓN SATURADA: Solución que no admite más soluto disuelto. A) Porcentaje en masa (% WSTO).- Representa el peso de soluto presente en 100g de solución. SOLUCIÓN SOBRESATURADA: Solución que contiene mayor cantidad de soluto que una solución saturada a la misma ‫ ۽܂܁܅‬ %WSTO = x 100% temperatura. ‫ ۺ۽܁܅‬ SOLUBILIDAD Donde: WSOL = WSTO + WSTE B) Porcentaje en volumen (% VSTO).-Representa la cantidad máxima de soluto que puede Representa el volumen de soluto contenidosdisolverse en 100 g de disolvente (por lo general el en 100mL de solución.agua) a una determinada temperatura y se determina Página | 2
  3. 3. “Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria” D) Fracción molar (fm).- Se define como la ‫ ۽܂܁܄‬ relación entre las moles de un componente y las %VSTO = x 100% moles totales presentes en la solución. ‫ ۺ۽܁܄‬ ‫ ۽܂܁ܖ‬ Donde: VSOL = VSTO + VSTE fm(STO) = ‫ ۺ۽܁ܖ‬ C) Partes por millón (ppm).- Indica el peso en miligramos de soluto por cada litro de Donde: nSOL = nSTO + nSTE solución. ࢝‫)܏ܕ( ۽܂܁‬ APLICACIÓN DE SOLUCIONES ppm = ࢂ‫)ۺ( ۺ۽܁‬ 1. DILUCIÓN La dilución es un procedimiento físico que sigueII. UNIDADES QUÍMICAS DE CONCENTRACIÓN para preparar una disolución de menor concentración a partir de una más concentrada, A) Molaridad (M).- Se define como el número de para ello se debe adicionar agua a la disolución moles de soluto disuelto en un litro de solución. concentrada. Observando que no se altera la cantidad de soluto.  mol   <> molar  . Solvente (V )  L  puro STE B) Normalidad (N).- Se define el número de equivalente gramo (Eq – g) de soluto disuelto en un litro de solución. V1 V2 # Eq − g( STO )  Eq − g  N=  <> normal  VSOL  L  Pero: Se cumple: M1.V1 = M2.V2 #Eq − g( STO ) = nθ Donde: V2 = V1 + VSTE m n = Nº mol − g = M 2. MEZCLA DE SOLUCIONES Cuando se mezclan dos soluciones que contiene RELACIÓN ENTRE NORMALIDAD Y MOLARIDAD el mismo soluto pero de concentraciones diferentes, la solución resultante posee una N=MxӨ concentración intermedia. Ө: parámetro numérico SUSTANCIA Ө V1 Ácido N° de “H” sustituibles M1 Base o hidróxido N° de “OH” sustituibles n1 Óxido Carga neta del oxígeno V3 M3 Sal Carga neta del catión n3 V2 C) Molalidad (m).- Representa el número de mol-g M2 n2 de soluto contenido en cada kilogramo de solvente. ‫ ۽܂܁ܖ‬ Se cumple: M1.V1 + M2.V2 = M3.V3 m= ‫ )܏۹( ۳܂܁܅‬ Donde: V3 = V1 + V2 Página | 3
  4. 4. “Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria” 3. REACCIÓN DE NEUTRALIZACIÓN 5. ¿Cuál es la concentración en %W, de una solución Consiste en la reacción de un ácido y una base que se prepara a partir de 30g de KI en 220g de (hidróxido) formándose la sal y agua. En una agua? reacción de neutralización el ácido y la base se A) 22 B) 3 C) 52 consumen en cantidades equivalentes. D) 10 E) 12 Ácido + Base → Sal + Agua 6. ¿Qué volumen, en mL, de una solución 0,2M de Por la ley del equivalente, se cumple: CuSO4, se podrá preparar si se disuelve 63,8g de esta sal con suficiente agua destilada? #Eq-g(ácido) = #Eq-g(base) = #Eq-g(sal) Dato: P.F (CuSO4=159,5) A) 4,0 x 10-3 B) 6,5 x 102 C) 2,0 x 103 Donde: #Eq-g = N.V = n.Ө D) 5,2 x 102 E) 2,0 x 100SEMANA Nº 10: SISTEMAS DISPERSOS 7. El contenido de magnesio en el agua de mar es de 1272 ppm. ¿Determine el volumen en litros que se1. Marque la alternativa correcta con respecto a las requiere para obtener 0,5kg del metal? soluciones. A) 2,54 x 103 B) 3,93 x 102 C) 2,54 x 102 A) Son mezclas homogéneas ya que sus D) 3,93 x 106 E) 2,54 x 105 componentes se encuentran en más de una fase. 8. Marque la alternativa que contenga la sustancia B) Las iónicas y moleculares son buenas cuyo factor θ sea mayor. conductoras de la corriente eléctrica. C) El componente que se encuentra en mayor A) KMnO4 B) H3PO4 C) CuSO4 proporción denominado soluto puede ser un D) Ba (OH)2 E) Pb3 (PO4)2 sólido, líquido o gas. D) Las saturadas contienen la máxima cantidad 9. Calcule la masa en gramos de sulfato de sodio que de soluto disuelto a una determinada se requiere para preparar 500cm3 de una solución temperatura. acuosa 0,8N de esta sal. E) En todas las soluciones líquidas el solvente Dato: P.A(Na=23; S=32; O=16) es el agua. A) 5,68 x 101 B) 1,14 x 101 C) 2,84 x 1012. El porcentaje en peso (%W) de una solución D) 3,52 x 10-2 E) 6,0 x 102 que contiene disueltos 15g de glucosa disueltos en 185g de agua es: 10. Determine la fracción molar de cada componente en una solución acuosa de etanol (C2H5OH) al A) 9,50 B) 12,50 C) 15,50 5%W. Dato: P.A(H=1; C=12; O=16) D) 7,50 E) 8,50 A) 0,02; 098 B) 0,56; 044 C) 0,30; 0703. Determine la masa en gramos de Na2CO3 que se D) 0,20; 0,80 E) 0,45; 0,55 necesita para preparar 0,5L de una solución al 20% W/V de esta sal. 11. Determine los mL de agua que se debe añadir a 1 0 2 una solución de NaOH 1,5M para preparar 150mL A) 5,0 x 10 B) 2,0 x 10 C) 1,0 x 10 de solución 0,6M. D) 5,0 x 102 E) 1,0 x 101 A) 90 B) 50 C) 304. Determine los mL de alcohol etílico que ingiere D) 10 E) 60 una persona que toma 300mL de vino al 12% V de alcohol. 12. Se mezclan Xg de una solución al 20%W de NaOH con Yg de una solución al 4%W de NaOH A) 10 B) 12 C) 88 de tal manera que resulta 400g de otra solución al D) 36 E) 53 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 Página | 4
  5. 5. “Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria”13. Determine el volumen en L de una solución de 600mL 1,5N. ¿Cuántos gramos de H3PO4 contiene carbonato de sodio al 8%W y de densidad la solución resultante? 1,2g/cm3 que están contenidos 48gramos de esta Dato: P.F(H3PO4=98) sal. A) 15 B) 19 C) 28 A) 1,5 x 10-2 B) 3,5 x 10-2 C) 5,0 x 10-1 D) 49 E) 98 D) 3,5 x 10-1 E) 5,0 x 10-2 PRÁCTICA DOMICILIARIA14. ¿Cuál es la molaridad y normalidad respectivamente de 600mL de una solución de 1. (UNMSM-2002) Calcular la masa, en gramos, de Mg(OH)2 preparada a partir de 1,74g del hidróxido? cloruro de calcio (II) que se necesita para preparar Dato: P.F(Mg(OH)2=58) 200mL de una solución 2N. P.A: (Ca=40; Cl=35,5) 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 A) 22,2 B) 11,1 C) 30,2 D) 15,1 E) 7,515. ¿Cuántas moléculas de ácido sulfúrico hay en 2. (UNMSM-2003) La molaridad de 100mL de una 1000mL de una solución 0,6N de este ácido? Dato: P.F(H2SO4=98) solución que contiene 15,95g de CuSO4 es: P.A (Cu=63,5; S=32; O=16) 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 A) 0,2 B) 2,0 C) 0,1 D) 1,0 E) 0,516. Se tiene una solución acuosa de hidróxido de 3. (UNMSM-2003) Con 400mL de una solución de sodio de 20%W y cuya densidad es 1,2g/cm3. Determine la concentración molar de esta 2N de acido clorhídrico, ¿qué volumen de solución solución. de 0,2N se podrá preparar? A) 6,0 B) 1,5 C) 3,0 A) 3,0L B) 4,0L C) 5,0L D) 2,0L E) 2,5L D) 2,4 E) 5,0 4. (UNMSM-2004-I) ¿Cuál es la normalidad de una17. ¿Cuál es la normalidad de una solución que se prepara a partir de 80mL de H2SO4 5M y se diluye solución 0,1M de H2SO4? hasta 500mL con agua destilada? A) 0.20N B) 0,05N C) 0,50N A) 0,8 B) 0,2 C) 0,6 D) 0,10N E) 0,15N D) 1,6 E) 0,4 5. (UNMSM-2004-I)¿Cuál será el volumen en18. Determine los gramos de K2SO4 que se necesitan mililitros, de una solución 0,4N de ácido sulfúrico para preparar 2L de solución al 6%W, sabiendo que la densidad de la solución resultante es que contiene 4,9g de ácido puro? 1,06g/mL P.F ( H2SO4= 98g/mol ) A) 275,0 B) 127,2 C) 186,5 A) 300mL B) 270mL C) 250mL D) 212,0 E) 172,2 D) 260mL E) 200mL19. ¿Qué volumen en L de HCl al 36,5% de densidad 1,18g/mL, se requiere para preparar 10L de HCl 6. (UNMSM-2004-I) Calcular la concentración 5,9N? molar de una solución de KClO3 que en 250mL Dato: P.F(HCl=36,5) contiene 24,5g de KClO3. P.A (K=39; Cl=35,5; O=16) A) 50,0 B) 118,0 C) 5,9 D) 11,8 E) 5,0 A) 0,25M B) 0,4M C) 0,8M20. Se mezcla dos soluciones de H3PO4 cuyos D) 0,6M E) 0,2M volúmenes y concentraciones son 400mL 0,5M y Página | 5
  6. 6. “Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria”7. (UNMSM-2004-II) Se necesita…… gramos de 14. (UNMSM-2005-II) Si se disuelve 35,5g de hidróxido de sodio para neutralizar 100mL de Na2SO4 (PF=142 g/mol) en 500mL de agua, la normalidad de la solución es: ácido sulfúrico, cuya concentración es 2M. P.A ( Na=23; S=32; O=16; H=1 ) A) 1,05N B) 2,00N C) 0,50N D) 0,25N E) 1,00N A) 16 B) 4 C) 9,2 D) 8 E) 9,8 15. (UNMSM-2006-II) Calcule la normalidad de8. (UNMSM-2004-I) Cuántos gramos de FeCl3 están 200mL de una solución de ácido sulfúrico que se contenidos en 50mL de una solución 0,5N de neutraliza con 14,8g de hidróxido de calcio. FeCl3.6H2O P.A ( Ca=40 , H=1 , O=16 , S=32 ) Dato: PF (FeCl3.6H2O = 270; H2O = 18) A) 3 B) 1 C) 5 D) 4 E) 2 A) 6,75g B) 2,25g C) 4,05g D) 1,35g E) 2,70g 16. (UNMSM-2008-I) ¿Cuántos miliequivalentes de H2S hay en 21,8cm3 de solución 0,2M de sulfuro9. (UNMSM-2004-II) Una solución de HCl al 15% de hidrogeno? tiene una densidad de 1,25g/mL. ¿Cuántos gramos A) 2,18 B) 4,36 C) 43,6 D) 8,72 E) 87,2 de soluto hay en 400mL de solución? 17. (UNMSM-2008-II) Calcular la normalidad de la A) 15g B) 75g C) 80g D) 70g E) 30g solución de NaOH, si 25 cm3 de ésta neutralizan 18,25g de una solución de HCl al 4% (peso/peso)10. (UNMSM-2004-II) A una solución de 500mL que P.A (Cl=35,5; H=1). contiene 5,6g de KOH, se le agrega 500mL de agua destilada. ¿Cuál es la normalidad de esta A) 1,00 B) 1,25 C) 0,08 D) 0,80 E) 0,73 nueva solución? P.A ( K=39; H=1 ; O=16 ) 18. (UNMSM-2009-II) En medio litro de una solución 1N de H2SO4 hay….gramos de soluto. A) 0,2N B) 2,0N C) 0,01N D) 0,1N E) 0,02N Dato: P.A(S=32; O=16; H=1) A) 24,50 B) 98,00 C) 49,0011. (UNMSM-2005-I) ¿Qué volumen de ácido D) 46,00 E) 12,25 sulfúrico 0,1N se requiere para neutralizar 5,83g de Mg(OH)2? 19. (UNMSM-2010-I) Al disolver 14,5 g de Mg(OH)2 Dato: P.F (Mg(OH)2)=58,3g/mol en suficiente cantidad de agua, se obtiene 200mL de solución; en consecuencia, su normalidad A) 0.2L B) 2L C) 20mL es…..y su molaridad,…. D) 2mL E) 22mL Peso atómico: Mg=24; O=16; H=112. (UNMSM-2005-II) ¿Cuántos gramos de Al2(SO4)3 A) 1,25 - 5,00 B) 1,25 – 2,50 C) 5,00 – 2,50 (PF= 342 g/mol) son necesarios para preparar D) 2,50 – 5,00 E) 2,50 – 1,25 100mL de una solución 0,25N? 20. (UNMSM-2011-I) ¿Cuántos mL de NaOH 2,0N A) 1,71g B) 8; 55g C) 4; 28g neutralizarán a 100mL de H2SO4 (densidad= D) 2; 85g E) 1, 43g 0,98g/mL y %W=6,0)? Datos: S=32; O=16; H=113. (UNMSM-2005-II) Calcule la molaridad de una solución de KOH (PF= 56g/mol) que tiene A) 16 B) 30 C) 120 D) 45 E) 60 40%(P/P) y una densidad de 1,40g/mol A) 5M B) 25M C) 15M D) 10M E) 16M Profesor: Antonio Huamán Navarrete Lima, Abril del 2013 Página | 6

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