BLOQUE II Química II.pptx

Química II
1
QBP. IRMA LETICIA SANCHEZ CARLOS
QUÍMICA II

Propósito del Bloque
Comprueba la utilidad de los sistemas dispersos en
diferentes procesos presentes en su entorno, a través de
examinar las características distintas de los mismos y
calcula la concentración de las disoluciones.
2
Q.B.P. IRMA LETICIA SANCHEZ CARLOS QUIMICA II
BLOQUE II

Aprendizajes Esperados
• Clasifica productos de uso cotidiano y sustancias del medio ambiente,
de acuerdo al tipo del sistema disperso al que pertenece.
• Utiliza métodos físicos para separar los componentes de mezclas reales
e hipotéticas relacionándolos con procesos de su vida diaria.
• Determina la concentración de soluciones reales e hipotéticas,
valorando su aplicación en diferentes situaciones de su entorno.
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Q.B.P. IRMA LETICIA SANCHEZ CARLOS QUÍMICA II
BLOQUE II

Competencias
GENÉRICAS DISCIPLINARES
CG 3.2
CG 5.6
CG 11.1
CG 11.2
CDBE2
CDBE4
CDBE6
CDBE11
CDBE14
BLOQUE II
4

Conocimientos
Materia
*Sustancias puras: elementos y compuestos.
*Mezclas: homogénea y heterogénea.
Métodos de separación:
*Decantación.
*Filtración
*Evaporación
*Cristalización
*Centrifugación
*Imantación
*Tamizado
*Sublimación
*Destilación
Sistemas dispersos
*Solución: soluto y disolvente
*Coloide
*Suspensión
Concentración de las soluciones:
*Cualitativas: diluido, concentrado, saturado y
sobresaturado.
*Cuantitativas: porcentual, ppm y molaridad
5
BLOQUE II

¿Qué revisaremos en este bloque?

Clasificación de la materia
La materia se clasifica en dos grandes grupos:
sustancias puras y mezclas, como se muestra
en la figura. Las sustancias puras se dividen
en elementos y compuestos, sus propiedades
están perfectamente definidas, se encuentran
en proporciones constantes, es decir, no se
pueden modificar, en consecuencia no
pueden ser separadas por métodos físicos en
sustancias más simples.
Las mezclas están conformadas por
elementos y compuestos, las
proporciones de sus componentes
varían y en consecuencia las
propiedades también varían con esa
composición; pueden ser separados
por métodos físicos en dos o más
sustancias puras.

Elemento
Es una sustancia pura que no se descompone en sustancias más
simples y que se representa con símbolos químicos. Por ejemplo, el
nitrógeno (N) que se encuentra en aproximadamente 78% en el aire, el
oxígeno (O) indispensable para la vida de los humanos y otras especies;
el helio (He) que es un gas con el que se inflan los globos y el cobre
(Cu), utilizado en electrónica, etc.
Compuesto
Es una sustancia pura que se forma por la unión química de dos o más
elementos distintos. Los compuestos siempre se combinan en
proporciones fijas, definidas y constantes (ley de Proust) y se
representan con los símbolos de los elementos que lo integran y la
proporción de cada uno, señalada por números enteros, por ejemplo,
el agua (H2O), el MgO, etc.

La mezcla homogénea presenta una sola fase, uniforme en toda su
extensión y al tomar muestras de cualquier punto se obtiene una
composición similar, lo anterior se debe a que sus constituyentes
son muy solubles entre sí. Una solución o disolución (ambos
nombres se usan de forma indistinta) es una mezcla homogénea, su
composición y su apariencia son uniformes, es decir, sus
componentes son miscibles, al ser solubles en todas proporciones.
Las mezclas heterogéneas la integran dos o más fases que permiten
distinguir a sus distintos componentes. El prefijo hetereo significa
“diferente”; al tomar muestras de una y otra fase se observan
composiciones distintas. Lo anterior es debido a que los
constituyentes no son solubles entre sí. No tienen propiedades
uniformes en toda su extensión.

Reafirmando ….
https://youtu.be/wvjQmvH-GOs
https://youtu.be/2TrI58jrp0E

Sistemas dispersos
Disoluciones
Una disolución es una dispersión homogénea de un soluto en un disolvente. El soluto es la sustancia
que se encuentra en menor proporción en una disolución, es la fase dispersa. El disolvente o fase
dispersante es la sustancia que se encuentra en mayor proporción.
Las disoluciones que conoces más comúnmente son las de un sólido disuelto en un líquido, sin
embargo, también se tienen de un gas disuelto en un gas o en un sólido, un líquido disuelto en otro
líquido, en un gas o en un sólido y un sólido disuelto en otro sólido o en un gas.

Reafirmando ……..
https://youtu.be/EpEeSuerNY0
https://youtu.be/2TrI58jrp0E

Se tienen dos tipos de disoluciones, las llamadas empíricas y valoradas, de acuerdo con su concentración y su
utilización.
Dentro de las empíricas, de acuerdo con la concentración de soluto, son: diluidas, saturadas y sobresaturadas.
La concentración de una disolución es una medida de cuanto soluto está disuelto en una cantidad específica de
disolvente.
Definamos cada una de las disoluciones empíricas:
Disoluciones

Disoluciones sobresaturadas: La concentración del soluto es mayor que en una disolución saturada (en
equilibrio) bajo las mismas condiciones.
Esto solo puede conseguirse al aumentar la temperatura de la mezcla. Conforme la solución se enfría corre
el riesgo de que precipite al fondo del recipiente el exceso de soluto, pero mientras esto no suceda, se tiene
una solución sobresaturada. Esta disolución es inestable y puede convertirse en disolución saturada si se
“siembra” un cristal de soluto; el exceso de soluto se cristaliza y separa de la disolución.

Coloide: Es un sistema formado por dos o más fases, principalmente: una continua,
normalmente fluida, y otra dispersa en forma de partículas, por lo general sólida. La fase
dispersa es el soluto. Una de las principales propiedades de los coloides es su tendencia
espontánea a agregar o formar coágulos. En cuanto al tamaño de partícula del soluto, es
mayor a 1.0 nm, pero menor a 1000 nm. Para su mejor identificación se clasifican en:
espumas, aerosoles, emulsiones y soles, dependiendo del estado de agregación en el que se
encuentran las partículas dispersas y el medio de dispersión.

Efecto Tyndall
Las partículas coloidales son bastante grandes para dispersar la luz, fenómeno que se conoce
como efecto Tyndall, en honor al físico irlandés que explicó el fenómeno. En la figura 3.20 un
haz de luz se aprecia a través de dos mezclas desconocidas ¿Cuál mezcla es el coloide? ¿Cuál
es la disolución?
Observa que las partículas dispersan la luz, frasco del lado derecho, a diferencia
de las partículas solvatadas en la disolución, frasco del lado izquierdo, en la
figura 3.20. Las disoluciones nunca presentan el efecto Tyndall, en cambio las
suspensiones sí.

Suspensiones
Una suspensión es un tipo de mezcla heterogénea. Las partículas en
suspensión son grandes en comparación con las partículas
solvatadas de las disoluciones, pues tienen diámetros mayores a
1000 nm, mientras que las partículas de las disoluciones son
menores a 1 nm. Una suspensión contiene partículas que
sedimentan sino se agitan, dado que la gravedad actúa rápidamente
sobre las partículas en suspensión y sedimentan con el paso del
tiempo y pueden separarse de la mezcla por filtración.

En la tabla 3.4 se concentran semejanzas y diferencias de cada uno de los sistemas dispersos, disoluciones, coloides y
suspensiones.

Producto_2 Cuadro Características de Sistemas dispersos.
Tabla comparativa de características de disoluciones, coloides y suspensiones.
INSTRUCCIÓN: Complementa las características de cada Sistema disperso según se te indica:
Propiedad Disolución Coloide Suspensión
Tamaño de partícula
Homogeneidad
Sedimentación
Filtrabilidad
Dispersión de la luz
Propiedades
Ejemplos

Repaso ….. Observa los vídeos
https://youtu.be/Aucg9g9__CE
https://youtu.be/1yR4SuRp1ks

Métodos de separación de mezclas
Para lograr la separación se debe considerar las propiedades físicas de los componentes de la mezcla,
mismos que deben ser diferentes para poder realizarlo.
Propiedades físicas de la materia, siendo ejemplos de ellas: el color, los puntos de fusión y de
ebullición, la densidad, el tamaño de partícula (de grano), la solubilidad en distintos disolventes, las
propiedades magnéticas, entre otras.
Algunos métodos de separación de mezclas se basan en los cambios físicos de la materia, sin afectar la
naturaleza íntima de la misma, por eso reciben el nombre de métodos físicos.
Estos son:

Tamizado: En una mezcla de sólidos, es importante considerar propiedades
tales como el tamaño de partícula, si los constituyentes de una mezcla poseen
tamaños de partícula considerablemente diferentes, el tamizado es la opción, al
menos para separar uno de los constituyentes.
Magnetismo: Este método permite la separación de sólidos secos que posean
propiedades magnéticas, como el hierro, cobalto y níquel, (gadolinio y disprosio a
bajas temperaturas) o el óxido de cromo VI, lo cual permite que sean atraídas por
un imán.

Filtración
• Una propiedad importante de los sólidos es su solubilidad en diversos líquidos (llamados
disolventes), lo que depende de sus respectivas polaridades, lo anterior lo podemos traducir con
una regla sencilla, pero efectiva “Semejante disuelve a semejante”, refiriéndonos a la estructura de
los compuestos. Si la solubilidad del sólido en un líquido determinado es baja, se podrán separar
utilizando la filtración. La filtración se utiliza cuando las partículas de un sólido son mayores (entre
500 y 900 Angstroms) y no sedimentan con facilidad.

Decantación sólido-líquido
Si el sólido es de tamaño de partícula mayor a 1000 Å la
decantación es uno de los métodos más sencillos y se utiliza para
separar mezclas heterogéneas, es decir, consiste en separar un
sólido insoluble de una fase líquida. Para tener éxito, el recipiente
con la mezcla debe mantenerse en reposo para que el sólido
sedimente, es decir, para que se deposite en el fondo del
recipiente y así poder decantar, inclinando el recipiente con
mucho cuidado para vaciar únicamente el líquido.

Decantación líquido-líquido
• Se utiliza cuando se tiene una mezcla de dos líquidos
inmiscibles (muy insolubles entre sí) y de diferente
densidad, es decir, una mezcla heterogénea. El material
que se utiliza es un embudo de decantación como el que
se muestra en la figura.

Evaporación
• La evaporación se utiliza para separar mezclas homogéneas
formadas por un sólido disuelto en un líquido. Como las
partículas del soluto (sólido en menor proporción) son muy
pequeñas, se recurre a este método de separación del
componente líquido más volátil (que se evapora fácilmente)
mediante un ligero calentamiento o al dejar el recipiente abierto a
la intemperie, lo que provoca un cambio de estado en la
superficie del líquido más volátil. Este método no permite la
recuperación del líquido, si se desea la recuperación, se utiliza la
destilación.

Destilación
Se utiliza para separar líquidos solubles entre sí (miscibles) y
que poseen diferente punto de ebullición; se basa en la
evaporación y condensación de los líquidos mediante el
calentamiento del sistema, la sustancia que se evaporará
primero es el líquido con menor punto de ebullición, se
mantiene la temperatura constante hasta que toda la sustancia
se ha evaporado y después se condensa para recogerse en la
cola de destilación en estado puro. Se tienen dos tipos de
destilación, la simple y fraccionada, si los puntos de ebullición
de las sustancias que contiene la mezcla son muy diferentes
entre sí, se usa la simple, si son muy cercanos la fraccionada.

Esta técnica da como resultado la formación de partículas sólidas puras de una sustancia, a partir de una solución que
contiene dicha sustancia disuelta e impurezas. Cuando la solución contiene la mayor cantidad de sustancia disuelta
posible, la adición de una pequeña cantidad hace que la sustancia disuelta se separe de la solución y se reúna en
cristales sobre la superficie. Como puedes observar involucra calentamiento con la consecuente evaporación, se filtra
en caliente para evitar que cristalice junto con las impurezas y después el líquido (filtrado) se pasa a un cristalizador,
permitiendo la formación de cristales puros, quedando en el papel filtro las impurezas.
Cristalización

Cromatografía
• Es una técnica que separa los componentes de una mezcla
(llamada fase móvil) aprovechando la tendencia de cada
componente a componentes desplazarse por la superficie de
otro material (llamada fase estacionaria). Por ejemplo, la
separación de una solución - tinta en sus bolígrafos-, a medida
que se desplazan a través de un pedazo de papel
(generalmente papel filtro) que actúa como fase estacionaria.
La separación ocurre debido a que los diferentes componentes
de la tinta se extienden por el papel a diferente rapidez.

Concentración de disoluciones
La concentración suele expresarse en distintas unidades, como son:
 Porcentaje por masa- masa
 Porcentaje por volumen-volumen
 Partes por millón
 Molaridad
 Normalidad
Se deben realizar los cálculos correspondientes, medir la cantidad de cada sustancia con la
mayor precisión posible y utilizar las técnicas adecuadas para su preparación.
Cálculos de concentración de disoluciones

Porciento por masa/masa [% m/m]
La concentración de una disolución puede expresarse como partes de masa del
soluto por 100 partes de masa de disolución.
Por ejemplo, si se habla de una disolución de cloruro de sodio al 20%, significa
que en 100 gramos de disolución (por referirse al porcentaje), se tiene 20 g de
soluto y 80 g de disolvente.
Para cálculos convencionales se tiene la siguiente fórmula

Problemas resueltos ..
2. En una solución hay 20 gr de NaOH y 120 gr de agua ¿Cuál es el porcentaje en masa de dicha
disolución?
Datos: Fórmula Resultado/Unidades
S = 20 gr de NaOH
D = 120 gr de H2O R= 14.2857%m/m
S = 120 g + 20 g = 140 gr solución
NOTA: Es importante recordar que solución o disolución significan lo mismo.
Solución = soluto + solvente

3. ¿Cuál será el porcentaje en masa de una solución que se preparó con
30 gr de KCl en 120 gr de agua?
s= 30 g KCl 20 % m/m
d = 120 g de H2O
S = 120 g + 30 g = 150 g = 30 g X 100
150 g

4. ¿Qué cantidad de NaCl y de agua se necesitan para preparar 150 gr
una solución al 5% en masa?
s = X s = 7.5 g NaCl
S = 150 g d = 142.5 g
% = 5 m soluto = (%)(masa Disolución)
100
= (5) (150)
100

Ejercicios a resolver
1. Calcula el porcentaje en masa de las siguientes soluciones:
a) 25 gr de NaBr + 100 gr de H2O
b) 1.2 gr de K2SO4 + 10 gr de H2O
2. ¿Cuántos gramos de una solución al 12.5% en masa de AgNO3 se
pueden preparar con 30 gramos de este compuesto?
3. Las soluciones salinas fisiológicas que se usan en inyecciones intravenosas
tiene una concentración en masa del 9%. ¿Cuántos gramos de NaCl se
necesitan para preparar 500 gr de ésta solución?

• El porciento por volumen se utiliza para describir las
disoluciones en donde el soluto y el disolvente son
líquidos. Se expresa por la siguiente razón o ecuación:
Porcentaje por volumen-volumen
Este método se utiliza por lo regular para expresar la concentración de
alcohol en las bebidas alcohólicas.

Problemas resueltos
1. El ácido muriático es una solución de HCl con agua, ¿qué porcentaje
en volumen tiene una solución en la que se agregaron 10 mL de
HCl y 500 mL de agua?
% v/v = X %v/v = R= 1.9607
s = 10 mL
D = 500 mL = 10 mL X 100
510 mL
S = 500 mL + 10 mL = 510 mL

2. El vinagre es una solución de ácido acético (CH3COOH) con agua, para ser
comestible su concentración debe de ser del 5% ¿cuánto ácido acético debe
de agregarse para preparar un litro de vinagre?
% v/v = 5 R = 50 mL CH3COOH
s = X mL
D = 1000 mL mL soluto = (%)(mL Disolución)
100
= (5) (1000)
100

Ejercicios a resolver …
1. Calcula el porcentaje en volumen de las siguientes soluciones:
a) 22 mL de alcohol metílico disueltos en alcohol etílico para dar un
total de 100 mL de solución.
b) 14.2 mL de tolueno disueltos en benceno para completar 125 mL de
solución.
2. ¿Qué volumen de solución alcohólica para fricciones al 75% se
puede preparar si solo se dispone de 160 mL de alcohol isopropílico?

• Es la medida de la concentración de una disolución expresada como las partes
de la masa de soluto por 1 millón de partes de la masa de la disolución. Este
método se utiliza en disoluciones muy diluidas, por ejemplo, en el análisis de
agua o en preparaciones biológicas. En estas disoluciones muy diluidas es tan
pequeña la cantidad de soluto que la densidad de la disolución es muy cercana
a la del agua y se considera 1.000 g/mL.
Partes por millón (ppm)

Problemas resueltos
1. Una disolución de 750 gr contiene 5 mg de iones de fluoruro (F-1). Calcula
las partes por millón de ion fluoruro en la muestra.
s = 5 mg
D = 750 g = 6.66
ppm = X = 5 mg X 1000000
750 000 mg
1000 mg --- 1 g
X mg --- 750 g
X = 750 000 mg
Debemos de convertir cualquiera de los dos datos anteriores a la misma unidad

2. Calcula los miligramos del ion Bromuro que hay disuelto en una
solución de 9.8 Litros de agua de océano que contiene 65 ppm de este
elemento.
s = X mg R = 637 mg Br-
D = 9.8 L masa soluto = (ppm)( masa de disolución)
ppm = 65 1000000

1. Calcular las ppm de soluto en cada una de las siguientes soluciones
acuosas:
a) 128 mg de iones de sodio en 550 g de disolución.
b) 172 mg de iones de potasio en 850 g de disolución.
2. Calcula los miligramos de arsénico que hay en 1500 gr de disolución
que contiene 4 ppm de arsénico.

• La molaridad es una de las unidades de concentración más
utilizadas.
• Es una medida de la concentración de una disolución que se expresa
como la cantidad de moles de soluto por litro de disolución.
Molaridad
Nota:
Se selecciona la
fórmula
dependiendo de
las unidades del
soluto, es decir
si esta en moles se
usa la primera y si
está en gramos la
segunda.

Problemas resueltos
1. ¿Cuál es la concentración molar de una disolución se la preparas
agregando 2 gr de NaCl para 100 mL de disolución?
M = X R = 0.342 M
s = 2 g NaCl
D = 100 mL
1000 mL --- 1 L = 2 g
100 mL --- X L (58.5 g) (0.1 L)
X = 0.1 L
NaCl = 58.5 g

2. Determina el número de moles de Na2SO4 que hay en una disolución de
2500 mL con una concentración 1.4 M.
Datos: Fórmula Resultado/Unidades s = X
mol Na2SO4 = X R = 3.5 mol de Na2SO4
D = 2500 mL = 2.5 L
M = 1.4 mol/L
mol = (M)(Litros disolución)
= (1.4 mol/L)(2.5 L)
= 3.5 mol
PM Na2SO4 = 142 g ---- 1 mol
X g ---- 3.5 mol R = 497 g Na2SO4

1. Calcula la Molaridad de las siguientes soluciones:
a) 0.10 moles de soluto en 250 mL de solución
b) 2.5 moles de NaCl en 650 mL de solución
2. ¿Cuántos gramos de NaOH hay en 550 mL de una solución 1.5 M?

PROBLEMARIO_3
En la Clase de Classroom resolverás con apoyo de tus apuntes, libro,
tabla periódica y calculadora ejercicios de Soluciones Valoradas:
Porcentaje por masa- masa
Porcentaje por volumen-volumen
Partes por millón
Molaridad

PONDERACIÒN
BLOQUE II PONDERACIÒN 60 %
TABLA: CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA. 10 %
CUADRO COMPLEMENTARIO: CARACTERÍSTICAS DE SISTEMAS DISPERSOS 10 %
PROBLEMARIO 10 %
REPORTE DE PRACTICA No. 2 10 %
EXAMEN 20 %
TOTAL 60 %
53
BLOQUE II

• https://www.youtube.com/watch?v=DCFZo7zS78I (incluye coloides,
soluto, solvente…)
• https://www.youtube.com/watch?v=1yR4SuRp1ks ( mas largo pero
mas entretenido)

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