Soluciones (I)
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Autores: Silvia Cerdeira, Helena Ceretti y
Eduardo Reciulschi. Responsable disciplinar:
Silvia Blaustein. Área disciplinar:
Química. Temática: Estados de la materia.
Nivel: Secundario, ciclo básico. Secuencia
didáctica elaborada por Educ.ar. |
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Propósitos generales
• Promover el uso de los equipos portátiles en el proceso de enseñanza y aprendizaje.• Promover el trabajo en red y colaborativo, la discusión y el intercambio entre pares, la realización en conjunto de la propuesta, la autonomía de los alumnos y el rol del docente como orientador y facilitador del trabajo.
• Estimular la búsqueda y selección crítica de información proveniente de diferentes soportes, la evaluación y validación, el procesamiento, la jerarquización, la crítica y la interpretación.
Introducción a las actividades
Las soluciones son sistemas homogéneos (iguales propiedades físicas y químicas en toda su masa) que están constituidos básicamente por dos componentes: soluto, que se encuentra en menor proporción, y solvente, que se encuentra en mayor proporción.
Se denomina concentración a la relación que existe entre la cantidad de soluto y la cantidad de solución o de solvente. Es un concepto muy importante, ya que basándose en dicha relación se preparan soluciones en la industria alimenticia o farmacéutica. Por ejemplo, la llamada solución fisiológica o suero fisiológico que se les administra a las personas por diferentes causas tiene exactamente 9 gramos de sal por litro de agua.
La concentración se puede expresar de distintas maneras:
Además de la concentración, las soluciones tienen propiedades que las caracterizan, como masa, volumen, densidad (su relación masa/volumen), punto de fusión o punto de ebullición. Estas propiedades son diferentes a las del soluto y el solvente por separado.
Objetivos de las actividades
Que los alumnos:
Actividad 1. Preparación de soluciones y medición de densidad
En el laboratorio las soluciones pueden prepararse a partir de un soluto sólido o a partir de una solución más concentrada por dilución.
Miren el video «Preparación de disoluciones. Prácticas de Química». Ahora ustedes van a preparar algunas soluciones y verificarán la densidad resultante.
Parte A: Preparando soluciones
Materiales
• Alcohol fino.• Agua (destilada o desionizada, si fuera posible).
• Sal (cloruro de sodio).
• Probetas o frascos medidores.
• Balanza.
• Matraces o frascos de volumen conocido de 100 ml.
• Un vaso de 100-200 ml.
• Papel.
Procedimiento
1. Midan 76,8 ml de alcohol fino con una probeta o recipiente medidor.
2. Pesen el frasco o matraz en la balanza.
3. Coloquen el alcohol en el matraz o frasco, y agreguen agua destilada hasta 100 ml.
4. Pesen la solución preparada descontando el peso del frasco.
5. Calculen la densidad de la solución. Esta deberá ser de aproximadamente 0,87 g/ml.
6. Pesen en un papel 12 g de sal y disuélvanlos en un vaso con un poco de agua destilada.
7. Pesen un segundo frasco o matraz en la balanza.
8. Transfieran la sal disuelta al matraz y agreguen agua destilada hasta 100 ml.
9. Pesen la solución preparada descontando el peso del frasco.
10. Calculen la densidad de la solución. Esta deberá ser de aproximadamente 1,09 g/ml.
Nota: reserven ambas soluciones para la actividad siguiente.
Parte B: Expresión de la concentración en otras unidades
Dependiendo del uso que se les dé a las soluciones que se preparen, o a diversos requisitos reglamentarios, como en el caso de los alimentos y las bebidas, puede resultar necesario expresar la concentración de una solución en diferentes unidades.
Revisen en etiquetas de bebidas comerciales qué unidades se emplean para describir la concentración de sus componentes.
a) Seleccionen la concentración de alguna de ellas y transfórmenla a otra de las unidades de concentración detalladas en la introducción.
b) También pueden explorar algunos programas sencillos para hacer estas conversiones y practicar con ellos, por ejemplo, pueden visitar la siguiente página:
Procesos de disolución en el laboratorio.
c) Para comprobar si han comprendido correctamente el procedimiento de convertir unidades de concentración, calculen la masa molar del alcohol (C2H5OH) y de la sal (NaCl) empleadas en la parte A (pueden ayudarse con el programa EQTabla de sus equipos portátiles), y rescriban las concentraciones en términos de su molaridad.
Actividad 2. Las soluciones y el reciclado de plásticos
Los plásticos, una especie de polímeros, son materiales muy utilizados desde el siglo XX pero, al no ser biodegradables, su acumulación constituye un serio problema de contaminación ambiental.
El reciclado de los plásticos requiere una clasificación y separación previa, ya que los distintos plásticos poseen una composición química diferente. En particular, es posible usar la densidad de estos materiales (que también depende de su composición) como criterio de identificación. Para ello se los puede poner en contacto con soluciones de densidad conocida y observar si las muestras de plástico flotan o se hunden en el líquido.
Muchos materiales plásticos tienen estampado un código de reciclado con un número que permite identificarlos:
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Los materiales plásticos con códigos 2, 4, 5 tienen densidad menor a 1,00 g/ml; los de código 6, tiene densidad mayor a 1,00 g/ml y menor que 1,09; y los de código 1, densidad mayor que 1,09 g/ml.
Realicen la siguiente experiencia:
Materiales
• Agua.
• Frascos pequeños.
• 3 muestras de plásticos conocidos o patrón (una con código 1, otra con código 6 y otra con código 2, 4 o 5).
• 3 a 5 muestras de plásticos con código de reciclado desconocido.
• Una pinza pequeña (puede ser una pinza de depilar).
Procedimiento
- 1. Coloquen unos 30 ml de cada una de las soluciones en los frascos pequeños y, en un tercero, coloquen agua.
- 2. Tomen con la pinza la muestra de un plástico patrón e introdúzcanla en la primera solución hasta el fondo del frasco. Luego, suéltenla.
- 3. Verifiquen si la muestra se queda en el fondo o flota. Retiren el plástico patrón con la pinza, séquenlo y colóquenlo en la solución siguiente. Repitan el procedimiento para todos los plásticos patrones y todas las soluciones.
- 4. Dado que saben qué plástico debe flotar en qué solución y cuál debe permanecer en el fondo, podrán verificar si las soluciones están correctamente preparadas.
- 5. A continuación, introduzcan con la pinza las muestras de plásticos desconocidos en las diferentes soluciones.
- a) Tomen nota de qué plásticos flotaron y cuáles se hundieron. En el programa Calc de sus equipos portátiles elaboren una tabla que contenga en las filas los plásticos para identificar y, en las columnas, el contenido de cada frasco y su densidad.
- b) Sobre la base de los resultados obtenidos, identifiquen si las muestras desconocidas tienen comportamientos similares a los plásticos patrón.
- c) Busquen en internet el nombre que recibe cada uno de los materiales plásticos a los cuales les corresponden los códigos de reciclado empleados.