Bienvenidos a la sección concentraciones y estequiometría de reacción se presenta ante ustedes su moderadora Yerelin Parchment. En esta área estudiaremos todo lo referente a la cantidad de reactivos presentes en la disolución y saber controlar las cantidades utilizadas en los reactivos para llevar a cabo reacciones en disolución acuosa. Que este desarrollo del tema sea de su provecho y que le permita engrandecer su conocimiento en química general.
Conocimientos previos para esta clase:
Para comprender mejor este tema específico, es necesario que domines las clases anteriores a esta. Porque? muchos métodos a desarrollar próximamente requieren de un conocimiento previo como conocer la importancia en la conversión de unidades por el hecho de que la molaridad, que es una unidad de concentración, permite realizar conversiones entre mol y volumen, esto es solo un ejemplo.
Ahora te dejaré una pequeña lista de temas y conceptos previos para este tema, no están desarrollados porque no es el objetivo de esta sección pero es muy importante que los conozcas.
- Conversión de unidades
- Concepto de mol
- formulación química
- Comprender las ecuaciones químicas
- Estequiometría de reacción
Conceptos claves: concentración, soluto, solvente, disolución
Durante el desarrollo del tema encontrarás conceptos nuevos propios de esta sección que se repetirán constantemente porque son utilizado para explicar otras circunstancias. Estos conceptos están estrechamente relacionados. mapa ciclo:
Concentración de una disolución acuosa
La concentración es un término utilizado por los científicos para designar la cantidad de soluto disuelto "mezclado" en una determinada cantidad de solvente. A mayor cantidad de soluto disuelto en el solvente mayor será la concentración de la disolución. Hagamos una analogía con el agua y el azúcar para comprender el concepto de concentración:
La concentración no es nada nuevo, lo nuevo aqui seria el termino, cuando realizamos una mezcla (que ahora llamaremos disolución) de azúcar y agua uno de ellos será el soluto y el otro el solvente de acuerdo a la definiciones el soluto es el que se encuentra en menor cantidad en este caso el azúcar y el solvente es el agua, al tener el agua en un vaso y agregarle 1 cucharada de azúcar estamos formando una disolución. ahora esta solución va a tener una concentración y es a través de nuestro paladar "la lengua" que determinamos esa concentración ¿como? recuerdan estas palabras "simple o dulce" este es el indicador que utilizamos en nuestros hogares, cuando le agregamos poquita azúcar al agua decimos que esta "simple" en términos científicos la cantidad de soluto azúcar es muy baja y al agregarle mucha azucar decimos que esta "dulce", es decir, que la cantidad de azúcar es mayor y su concentración es considerablemente alta. el azúcar que al aumentar su cantidad sigue siendo el soluto y se encuentra en menor cantidad en la disolución.
Formas de expresar la concentración de una disolución acuosa
Existen muchas formas para representar la concentración de una disolución acuosa, las diferentes unidades de concentración se utilizar dependiendo de los estados físicos del soluto y solvente, por tanto deberás conocer en cuales caso utilizar una unidad conveniente.
Por ejemplo: Si tienes una disolución de gases en donde el soluto y el solvente se encuentran en estado gaseoso, es conveniente utilizar fracciones molares para determinar la relación del soluto o solvente en la disolución, tambien podrias usar unidades de concentración que involucren masa o molaridad pero tendrias que hacer una serie de conversiones hasta llegar al resultado y eso es tedioso, por comodidad utilizamos las fracciones molares o molaridad por la relación que se da con la leyes de los gases ideales. En el siguiente documento se muestra un resumen de las formas de expresar la concentraciones.
Por ejemplo: Si tienes una disolución de gases en donde el soluto y el solvente se encuentran en estado gaseoso, es conveniente utilizar fracciones molares para determinar la relación del soluto o solvente en la disolución, tambien podrias usar unidades de concentración que involucren masa o molaridad pero tendrias que hacer una serie de conversiones hasta llegar al resultado y eso es tedioso, por comodidad utilizamos las fracciones molares o molaridad por la relación que se da con la leyes de los gases ideales. En el siguiente documento se muestra un resumen de las formas de expresar la concentraciones.
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Despierta tu curiosidad
Si haz leído el documento verás que existen diversas soluciones no solo la acuosa en donde el solvente es el agua, también existen aleaciones de acero donde el soluto y el solvente se encuentran en estado sólido, no te parece fascinante.
El estado de una disolución depende del estado físico en que se encuentra el solvente ¿y porque? pues el solvente es el que se encuentra en mayor proporción en la disolución y por tanto, determinará el tipo de disolución.
Por ejemplo:
Si tienes en casa una soda coca cola verás que el líquido desprende burbujas, ¿que son estas burbujas? pues son gas y se encuentran disueltas en líquido, es decir, el soluto es el gas y el solvente es el líquido, como el solvente es el líquido ¿cuál será tipo de disolución de la soda?
Enfoquémonos en el área de laboratorio, las disoluciones acuosas son muy importante ya que el agua es el disolvente universal, el agua no reacciona con el soluto y esto es muy importante. Todas las disoluciones tiene su concentración y una de las más utilizada es la molaridad.
Como podrás ver en el documento de unidades de concentración la molaridad se calcula cuando dividimos la cantidad de moles del soluto por el volumen de disolución.
por ejemplo:
1. Calcule la molaridad de ZnCl2 en una disolución que contiene 0.175 mol de ZnCl2 exactamente en 150 mL de disolución.
La molaridad permite calcular la cantidad de moles y el volumen de la disolución, esto es importante cuando vamos a realizar un laboratorio en donde debemos prepara una disolución con una concentración específica. en el laboratorio utilizaremos una variedad de instrumentos necesarios para la práctica, debemos prestar atención a las indicaciones del instructor y preguntar en caso de dudas, en el siguiente video se muestra una práctica de laboratorio en donde se prepara una disolución.
Considera los siguientes aspectos antes de empezar hacer un laboratorio.
Por ejemplo:
Si tienes en casa una soda coca cola verás que el líquido desprende burbujas, ¿que son estas burbujas? pues son gas y se encuentran disueltas en líquido, es decir, el soluto es el gas y el solvente es el líquido, como el solvente es el líquido ¿cuál será tipo de disolución de la soda?
Ahora enfoquémonos en las disoluciones acuosa
Enfoquémonos en el área de laboratorio, las disoluciones acuosas son muy importante ya que el agua es el disolvente universal, el agua no reacciona con el soluto y esto es muy importante. Todas las disoluciones tiene su concentración y una de las más utilizada es la molaridad.Como podrás ver en el documento de unidades de concentración la molaridad se calcula cuando dividimos la cantidad de moles del soluto por el volumen de disolución.
por ejemplo:
1. Calcule la molaridad de ZnCl2 en una disolución que contiene 0.175 mol de ZnCl2 exactamente en 150 mL de disolución.
solución: de acuerdo a la relación de la ecuación de molaridad M moles/litro de disolución podemos calcular la molaridad. Necesitamos hacer una conversión de mL a L, ¿Recuerdas como es la conversión? 1 L = 1000 mL
M = mol de soluto/L disolución
M = 0.175 mol ZnCl2 / 0.150 L disolucion
M = 1.16 M
2. ¿Cuántos mol de HNO3 están presentes en 35.0 mL de una disolución de ácido nítrico 4.50 M?
M = mol de soluto/L disolución
M = 0.175 mol ZnCl2 / 0.150 L disolucion
M = 1.16 M
2. ¿Cuántos mol de HNO3 están presentes en 35.0 mL de una disolución de ácido nítrico 4.50 M?
solution: despejamos la ecuación de molaridad para encontrar los moles de ácido nítrico en la disolución.
M = mol de soluto/L disolución despejamos
mol de HNO3 = (molaridad)(L disolución)
mol de HNO3 = (84.50 M)(0.035L disolución)
mol de HNO3 = 2.95 mol
3. ¿Cuántos mililitros de NaOH 6.00 M se necesitan para obtener 0.325 moles de NaOH?
3. ¿Cuántos mililitros de NaOH 6.00 M se necesitan para obtener 0.325 moles de NaOH?
solución: despejamos el volumen de disolución en litros de la ecuación de la molaridad. después convertimos los litros a mililitros
M = mol de soluto/L disolución despejamos
L disolución = molaridad/ mol de soluto
L disolución = 0.325 mol de NaOH / 6.00 M
L disolución = 0.054 L
convertimos a mililitros = 54.0 mL disolución
con estos problemas calculamos las tres variantes de la ecuación de moralidad.
L disolución = 0.054 L
convertimos a mililitros = 54.0 mL disolución
con estos problemas calculamos las tres variantes de la ecuación de moralidad.
Llegó la hora de practicar en el laboratorio
Considera los siguientes aspectos antes de empezar hacer un laboratorio.
- La molaridad tiene un uso muy práctico en los laboratorio.
- Si queremos preparar una disolución con una molaridad determinada en un matraz de 100 ml debemos calcular los moles de solutos y convertirlos a gramos.
En el laboratorio se deben seguir una serie de pasos para tener los mejores resultados.
Antes de empezar un laboratorio, debes asegurar que los instrumentos estén limpios y para empezar hacer una disolución debes tener calculada teóricamente la cantidad de soluto que vas a utilizar y la cantidad de agua que le vas a agregar al matraz aforado. Si practicas la técnica de disolución presentada en el video, no tendras ningun problema y evitarás los errores.
Dilución
la dilucion: Es una técnica de laboratorio que permite preparar disoluciones a partir de la disolución madre la cual es más concentrada.
en nuestro hogar realizamos varias diluciones, por ejemplo:
Si nos sirven una taza de café y está muy "cargado" (concentración alta de café), lo que hacemos de manera natural es agregarle más agua hasta que que el sabor sea menos intenso o en otras palabras, que baje la concentración de café. Este procedimiento que realizamos de manera mecánica, es un proceso de dilución. Luego pues, la dilución es el procedimiento que se sigue para preparar una disolución menos concentrada a partir de una más concentrada, y consiste simplemente EN AÑADIR MÁS SOLVENTE.
en nuestro hogar realizamos varias diluciones, por ejemplo:
Si nos sirven una taza de café y está muy "cargado" (concentración alta de café), lo que hacemos de manera natural es agregarle más agua hasta que que el sabor sea menos intenso o en otras palabras, que baje la concentración de café. Este procedimiento que realizamos de manera mecánica, es un proceso de dilución. Luego pues, la dilución es el procedimiento que se sigue para preparar una disolución menos concentrada a partir de una más concentrada, y consiste simplemente EN AÑADIR MÁS SOLVENTE.
Añadir más solvente es la acción que debemos tener en cuenta cuando vamos hacer una dilución. En química la disoluciones preparadas con la técnica de dilución requieren de exactitud, en el laboratorio no se va tantear la cantidad de agua necesaria para elaborar una disolución menos concentrada, para ello se utiliza la fórmula de dilución.
La concentración 1 y el volumen 1 son de la disolución más concentrada "disolución madre" y la concentración 2 y volumen 2 es de la disolución que tiene menor concentración. En el siguiente slideshare se muestra el concepto de dilución y cómo utilizar la ecuación de dilución para después ser aplicada en el laboratorio.
Diluciones de yerelinparchment
Llegó la hora de practicar en el laboratorio
la técnica de dilución es muy útil cuando trabajamos en el laboratorio, ya que , las disoluciones las vende de forma concentrada para que en los distintos laboratorio realicen la técnica y obtenga la disolución con la concentración de su preferencia, así también, en el área industrial, las concentraciones de las disoluciones son preparadas a partir de una solución madre concentrada.
Al igual que se hizo el en video pasado, la técnica de dilución requiere que todos los instrumentos estén limpios y al mismo tiempo que se encuentren disponibles para su uso. Presta atención al siguiente video y veras como se llevan los calculos teoricos a la practica de laboratorio.
Titulación
La titulación: Es una técnica de laboratorio que se utiliza para determinar la concentración de una disolución, está técnica implica una combinación de una disolución donde se desconoce la concentración de una disolución a la cual se le agrega una disolución con concentración conocida. las titulaciones pueden realizarse utilizando reacciones de neutralización, de precipitation o de oxido-reduction.
Si en el laboratorio vamos a realizar una titulación ácido- base para conocer la concentración de una disolución por ejemplo acida, entonces necesitaremos un indicador como la fenostaleina, la cual indica el punto de equivalencia en donde la disolución cambia de ácido a base, aunque en color morado de la fenostaleina se debe a la concentracion de base que hay en la disolución, esta se puede considerar como mínima y por tanto, la disolución se encuentra en un punto de equivalencia que se considera neutro. En la siguiente imagen te muestro un resumen de los pasos que debes tener en cuenta si vas a realizar una titulación ácido-base. Línea progresiva:
Una vez terminada la titulación en el laboratorio, apuntas la cantidad de NaOH que agregastes a la disolución ácida para neutralizar, con estos datos puedes calcular la concentración desconocida la disolución ácida.
Calculo de la concentración desconocida de la disolución problema.
- Necesitas el volumen y la concentración de NaOH que utilizastes para neutralizar el ácido, suponemos que fue 48.6 ml a 0.10 M.por ejemplo
- Por la relación de molaridad calculas la cantidad de moles NaOH que hay en 48.6 ml a 0.10 M. ejemplo:
mol de NaOH = (0.10 M)(0.048L)
mol de NaOH = 0.0048 mol de NaOH
- Cuando tengas los moles de NaOH, utilizas la relación de la ecuación química balanceada para calcular los moles de la disolución ácida desconocida, supongamos que la disolución ácida es HCl.
NaOH(ac) + HCl(ac) → NaCl(ac) + H2O(l)
0.0048 mol de NaOH = 1 mol de HCl/1 mol de NAOH = 0.0048 mol de HCl
- Utilizas el volumen de la disolución desconocida para calcular la concentración en términos de molaridad.
M = 0.0048 mol de HCl/0.020L disolución
M = 0.24 M de HCl.
siempre que se realice buenas practicas de laboratorio tendremos buenos resultados, para que tengas siempre los procedimientos para calcular la concentración desconocida de una disolución te dejo el siguiente diagrama.
Actividades :
1. Cuadro comparativo: Elabora un cuadro comparativo con las tres técnicas de laboratorio presentada en este módulo: los puntos a compra son:
- Diferencia en la elaboración dentro de un laboratorio
- Similitudes en cuanto al resultado
- Aplicaciones en áreas industriales
fecha de entrega: 23 de julio del 2019
Rúbrica de la actividad 1:
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3. Laboratorio virtual: Realiza el siguiente laboratorio virtual, sigue la indicaciones y disfruta de la experiencia. El informe lo envias a mi correo profeyerelin@gmail.com. recuerda que debes tener instalado en tu celular un lector de códigos qr. fecha de entrega: 30 de julio del 2019
Rúbrica de la actividad 3.
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