SolucionesCapítulo 6

Fig.2. El agua Salus es una solución acuosa donde el agua es el solvente y los componentes disueltos son los solutos. En la etiqueta, se indica cuáles son los solutos y cuánto hay de cada uno.

Fig. 1. Una de las sales disueltas en el agua

de mar es el cloruro de sodio, conocida como “sal de mesa”.

En una playa oceánica Facundo practica surf. Al salir del agua y ex-ponerse al sol observa manchas blancas en su piel.

Las manchas se forman por las sales que contiene el “agua de mar” que quedan adheridas a su piel y a la ropa cuando se van secando. Estas sales no son visibles en el agua porque se encuentran disueltas (fig.1).

El “agua de mar” se puede considerar como un sistema homogéneo, si no tiene partículas en suspensión.

El vinagre, el agua mineral sin gas, el vino, el agua potable, el agua de una piscina, son ejemplos de sistemas homogéneos formados por va-rios componentes.

Todos los ejemplos mencionados son soluciones.

Solución es un sistema homogéneo formado por dos o más componentes.

A los componentes de una solución se les denomina soluto y solvente.

Soluto es el componente de la solución que se encuentra en menor proporción.

Solvente es el componente de la solución que se encuentra en mayor proporción.

Es frecuente que las soluciones tengan varios solutos. Por ejemplo el agua potable y el agua mineral, son soluciones con más de un soluto (fig. 2).

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Representación de una solución con el modelo de partículas

Para representar una solución usando el modelo debemos conside-rar que las partículas de soluto y solvente son diferentes y están mezcla-das, ya que, macroscópicamente es un sistema homogéneo (fig. 3).

Ejemplos de soluciones

En el cuadro se detallan tres ejemplos de soluciones indicando los componentes y sus estados físicos. Fig. 3. Representación de una solución

usando el modelo discontinuo.

SOLUCIÓN SOLVENTE SOLUTO

Vinagre(estado líquido)

Agua(estado líquido)

Ácido acético(estado líquido)

Oro 18 quilates(estado sólido)

Oro puro(estado sólido)

Cobre(estado sólido)

Suero fisiológico(estado líquido)

Agua(estado líquido)

Cloruro de sodio(estado sólido)

Fig. 4. El azúcar se disuelve en el agua formando una solución.Al proceso se le llama disolución y se dice que el azúcar es soluble en el agua.

En el cuadro se observa que el estado físico de la solución coincide con el estado físico del solvente.

Proceso de disolución

Si a un vaso conteniendo agua le agregamos una cucharadita de azú-car y agitamos, observamos que el sólido “desaparece” de nuestra vista. Sabemos que no ha desaparecido realmente, el azúcar se ha mezclado con el agua.

Se dice que el azúcar se disolvió o que es soluble en agua. El proceso se llama disolución (fig. 4).

Referencias:representa una partícula de solvente

representa una partícula de soluto

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Fig. 5. El aceite no se disuelve en agua aunque se agite enérgicamente. El aceite es insoluble en agua.

“…lo semejante disuelve a lo semejante..”

Esta expresión es muy utilizada para explicar la disolución de algunas sustancias en otras.

Si intentamos mezclar agua y aceite, luego de agitar, los líquidos se separan formando un sistema heterogéneo (fig. 5).

Se dice que el aceite es insoluble en agua.El azúcar y el aceite se comportan de manera diferente frente al agua,

sin embargo tienen el mismo origen: se extraen de vegetales.

¿Por qué el azúcar se disuelve en el agua y el aceite no?

La respuesta debemos buscarla en la estructura interna del aceite, del agua y del azúcar. Para elaborar una explicación recurriremos nueva-mente al modelo de partículas.

Para lograr una mezcla homogénea entre partículas diferentes (las de agua y las de azúcar), podemos suponer que:

• las partículas de azúcar se separan venciendo las fuerzas de atracción que las mantienen unidas formando el sólido

• las partículas de azúcar, que se separan, se mezclan con las par-tículas de agua

• existen fuerzas de atracción entre las partículas de azúcar y de agua de tal manera que permanecen mezcladas

Cuando no se logra una mezcla homogénea entre partículas dife-rentes (las de aceite y las de agua) podemos suponer que:

• las atracciones entre las partículas de agua y de aceite deben ser menores que las fuerzas que las mantienen unidas en am-bos líquidos por separado

Representación del proceso de disolución usando el modelo de partículas

Para representar el proceso de disolución del azúcar en el agua va-mos a considerar que las partículas de agua y las de azúcar son dife-rentes, por eso las vamos a distinguir mediante distintos colores. In-tentaremos representar además los estados físicos iniciales de ambos componentes (fig. 6).

Referencias: representa una partícula del líquido (agua) representa una partícula del sólido (azúcar)

Fig.6. Representación del proceso de disolución de un sólido en un líquido, por ejemplo de azúcar en agua.

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El agua: ¿el solvente universal? ¿el solvente vital? Es frecuente el uso de la expresión “el agua es el solvente universal”.

Si analizamos textualmente su significado deberíamos entender que el agua lo disuelve todo. Por nuestro conocimiento cotidiano sabemos que no es así,…por suerte; ¡en un día de lluvia todo “desaparecería” di-suelto en el agua!

Podemos interpretarla en cambio como que el agua forma parte de muchas soluciones. Es decir que existen muchas soluciones acuosas, tanto en la naturaleza como las preparadas por el hombre.

Todos los seres vivos están constituidos por un elevado porcentaje de agua. Ella es el “vehículo” que transporta los nutrientes y los desechos celulares.

En nuestro cuerpo el agua está presente aproximadamente en un 65%. En otros seres vivos el porcentaje es aún mayor, por ejemplo en las medusas, es más del 90%.

En los vegetales el agua no sólo es parte constitutiva sino que recibe los nutrientes de la tierra disueltos en ella.

Lo detallado anteriormente permite responder las preguntas inicia-les; el agua además de ser un “solvente universal” es el “solvente vital”, pues sin duda no hay vida sin ella (por lo menos la vida que nosotros conocemos) (fig. 7).

De las soluciones acuosas preparadas por el hombre podemos men-cionar la “salmuera”, los caldos, bebidas obtenidas por infusión (té, café, mate), vinagre, algunos medicamentos, bebidas, jugos, entre otras.

Otros solventes

Si bien el agua es el solvente más usado cotidianamente en activida-des domésticas, industriales y agropecuarias, no es el único.

Se utilizan en muchos casos otros solventes, como el alcohol etílico, la acetona, el disán, el aguarrás o el thiner (fig. 8).

Soluciones acuosas son aquellas en las que el solvente es agua.

“Salmuera” se le llama a la so-lución de agua y sal de mesa (cloruro de sodio) usada tanto con fines culinarios como tera-péuticos.

Fig. 8. Acetona, disán y aguarrás, son solventes de pinturas y grasas. La palabra disán significa “disolvente ANCAP”.

Fig. 7. El ser humano no puede resistir más de 3 a 4 días sin consumir agua, de-pendiendo del lugar y de otras condicio-nes.

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Fig. 10. La concentración de cada solu-to en el agua mineral está expresada en: masa de soluto en miligramos (mg) en un litro (L) de solución.

¿Diluir o disolver?

Es frecuente confundir el significado de los verbos disolver y diluir. Este error se refuerza por ejemplo, en la publicidad y en programas televisivos donde muchas veces son usados indistintamente, pero no son sinónimos.

Disolver es mezclar los componentes para preparar una solución.

Diluir es agregar solvente a una solución para preparar otra solución.

Utilicemos estos conceptos en un ejemplo.Iván prepara un jugo de naranja para compartir con tres amigos.

Para ello coloca el contenido de un sobre en una jarra y agrega agua hasta obtener un litro de jugo.

En ese momento llegan otros amigos y decide agregar más agua para convidar a todos (fig. 9).

Analicemos la preparación de este jugo.Primero, mezcló el contenido del sobre con agua hasta obtener una

solución: Iván hizo una disolución.Luego al jugo preparado le agregó agua, obteniendo una solución di-

luida en comparación con la inicial: Iván hizo una dilución.

¿Hay diferencias entre el jugo preparado inicialmente y el jugo ob-tenido al final? ¿Qué propiedades se modificaron? ¿Tienen algo en co-mún ambas soluciones?

Consideremos que se usó solo el contenido de un sobre de jugo y por lo tanto en ambas soluciones, la cantidad de soluto es la misma. El volu-men de solvente ha variado siendo mayor en el segundo caso y por eso el volumen de la solución aumentó.

El sabor y el color son diferentes en ambas soluciones ya que varió la relación entre las cantidades de soluto y solvente (fig. 10).

Se llama concentración de una solución a la relación cuantita-tiva entre los componentes de una solución.

Cuando Iván sirve a sus amigos el jugo de naranja, en todos los vasos la concentración es la misma independientemente del volumen de jugo servido a cada amigo.

Si los hubiera convidado con el jugo inicial, el sabor y el color serían más intensos porque la primera solución era más concentrada.

Fig. 9. Al preparar el jugo Iván primero mezcló el contenido del sobre con agua (disolvió) y luego agregó más agua (di-luyó).

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Interpretación de una dilución usando el modelo de partículas

Al hacer una dilución, no cambia la cantidad de soluto y aumenta la cantidad de solvente. Por lo tanto el volumen total de la solución final resulta mayor que el inicial. Para interpretar este hecho con el modelo debemos considerar que aumenta el número de partículas de solvente y se mantiene el número de partículas de soluto (fig. 11).

Fig. 12. Representaciones usando el modelo de partículasLas soluciones tienen los mismos componentes y se diferencian en la relación entre el número de partículas de soluto y solvente. Al considerar un mismo volumen de ambas soluciones, la más concentrada tiene mayor cantidad de partículas de soluto que la solución diluida.

Fig. 11. Representación de una dilución usando el modelo de partículas.

Se representa con: una partícula de soluto una partícula de solvente.

Se representa con: una partícula de soluto una partícula de solvente.

Soluciones concentradas y diluidas

En la figura 12 se representan dos soluciones que, si bien están forma-das por los mismos componentes tienen diferente intensidad de color.

La solución I es una solución concentrada y la solución II es una solución diluida.

En la solución concentrada es mayor la relación cuantitativa entre el soluto y el solvente.

Cuando no se puede utilizar la intensidad de color como criterio para clasificar soluciones, como en el caso de que sean incoloras, se de-ben determinar otras propiedades, por ejemplo la densidad.

Solución I concentrada Solución II diluida

Solución inicial Solución final

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Fig. 1. Ejercicio 3. Matraz conteniendo mezcla de agua y sulfato cúprico.

Fig. 2. Ejercicio 4

Fig. 3. Ejercicio 6

Fig. 4. Ejercicio 7

El agua potable no es agua pura

Aplicaciones y problemas

1) En el texto se pregunta si el agua es “el solvente universal” o “el sol-vente vital”.

a) ¿A qué se le llama solvente? b) Entre ambas expresiones elige la que a tu criterio describe mejor

la función del agua, argumentando la respuesta.

2) El aire es una mezcla gaseosa. a) ¿Podemos considerarlo una solución? ¿Por qué? b) ¿Cuáles son sus componentes? c) Indica cuál es el solvente y cuáles son los solutos, justificando la

respuesta.

3) El matraz de la figura1 contiene sulfato cúprico y agua a) ¿Ese líquido es una solución? Justifica. b) Representa el contenido del matraz empleando el modelo de

partículas. Establece previamente cuáles son las referencias de tu representación.

4) Representa empleando el modelo de partículas: • un sistema formado por aceite y agua • un sistema formado por alcohol etílico y agua (fig. 2)

5) a) Realiza un recorrido por tu casa analizando el contenido de los recipientes que encuentres en la cocina y en el baño.

b) Elabora una lista e indica cuáles de ellos son soluciones y cuáles no lo son.

Sugerencia: en la etiqueta podrás encontrar información que te ayude en la clasificación.

c) Explica qué es una solución acuosa y luego identifica en tu lista cuál o cuáles lo son.

6) a) Analiza la expresión de la figura 3 y argumenta a favor o en con-tra de ella.

b) ¿Cuál es la diferencia entre agua potable y potabilizada?

7) Al agregar agua al matraz de la izquierda (fig. 4) se obtuvo el siste-ma que se observa a la derecha.

a) Indica si se realizó una disolución o una dilución. b) Representa el proceso utilizando el modelo de partículas.

Actividades

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8) En el mercado hay varias marcas de “agua mineral”. a) Explica el significado de cada término. b) ¿Es lo mismo “agua mineral” que “agua mineralizada”? c) Busca etiquetas de agua mineral de tres marcas diferentes y ex-

trae información sobre el contenido de sodio y de calcio. d) ¿Cuál de ellas es la más conveniente para una persona que tiene-

hipertensión (presión alta)? Justifica. e) El requerimiento de calcio para edades entre 9 y 18 años es de

1300 mg por día. Calcula qué volumen de agua mineral se debe-ría tomar si el calcio proviniera solo de esa fuente (elige para el cálculo cualquiera de las tres etiquetas).

9) En muchos lugares se compra solución de hipoclorito de sodio concentrada (fig. 6).

a) En esa solución; ¿cuál es el soluto y cuál es el solvente? Justifica. b) Para su uso en limpieza o como desinfectante la solución se di-

luye. ¿Qué significa “se diluye”? ¿Por qué se hace?

10) Busca información acerca de las amalgamas. ¿Son soluciones? ¿Por qué? ¿Qué es el palagor usado en tratamien-

tos odontológicos?

11) ¿Cuáles son los componentes de las aleaciones con las que se han fabricado los objetos de la figura 7? Fig. 6. Ejercicio 9

Fig. 7. Ejercicio 11 Objetos fabricados con aleaciones

12) a) Busca información sobre los componentes de las siguientes soluciones:

• suero fisiológico • agua potable • agua oxigenada (fig. 8) b) El agua oxigenada se vende de 10, 20, 30 y 40 volúmenes ¿qué

significan esos valores? ¿cuál de ellas se usa como desinfectante y cuál como decolorante? Justifica.

Fig. 5. Ejercicio 8

Fig. 8. Ejercicio 12

Aguja de acero

Anillo de oro 14 quilates

Campana de bronce

Bombilla de alpaca

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13) En la figura 9 están representadas tres soluciones formadas por los mismos componentes. Con esferitas blancas se representan las par-tículas del soluto, y el fondo coloreado representa al solvente.

Clasifica como concentrada o como diluida a la solución 2: a) comparándola con la solución 1 b) comparándola con la solución 3

14) Realiza la representación del proceso de disolución usando el mo-delo de partículas:

• de alcohol en agua • de dos gases distintos

15) Para desinfectar una herida se coloca el contenido de un frasco de “iodofón” en un recipiente adecuado y se agrega agua.

Marca la o las opciones correctas. Justifica. a) el volumen de solución aumenta b) disminuye la densidad de la solución c) disminuye la masa de soluto d) la solución queda más concentrada e) no cambia la masa del solvente f) cambia la cantidad de soluto

16) Se preparó una solución usando alcohol como solvente y un sólido como soluto.

Marca de las siguientes opciones la o las correctas: • el alcohol disolvió al sólido • el sólido se diluyó en el alcohol • el alcohol fundió al sólido • el sólido se disolvió en el alcohol

17) Los fertilizantes son en general mezclas de diferentes sales que aportan al suelo los nutrientes que ellos necesitan. ¿Cómo deben aplicarse estos productos? ¿Por qué? (fig. 10).

Fig. 10. Ejercicio 17

Fig. 9. Ejercicio 13.

Solución 1

Solución 2

Solución 3

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Investiga y reflexiona

18) En el texto se analizó el agua como el “solvente vital”. Investiga: • la relación entre el agua y la teoría acerca del surgimiento de la

vida. • los resultados de la búsqueda de agua en otros planetas. Reflexiona sobre: • la relación entre la presencia de seres vivos y la existencia de

agua en otros planetas. • por qué en el texto dice “vida tal cual la conocemos”.

19) Un ser humano puede vivir sin beber agua entre 3 y 4 días, depen-diendo de varias condiciones.

Investiga cuánto puede resistir sin agua un camello (fig. 11). Relaciónalo con el empleo de camellos como medio de transporte

en zonas desérticas.

Encuesta

20) En el mercado se ofrecen varias marcas de agua mineral (fig.12). a) Piensa en preguntas para una encuesta que recoja la siguiente

información: • conocimiento de la diferencia entre agua mineral y agua

mineralizada • cuál es la marca que más se consume • preferencia de la compra por: marca, sabor, costo, costumbre,

tipo de envase, contenido en minerales, procedencia (de ver-tiente natural o no)

• preocupación por la basura generada debido a la acumulación de los envases plásticos

b) Aplica la encuesta a varias personas, determinando previamente si interesa o no discriminar por franja etárea, zona o barrio, ocu-pación, género, etc.

c) Procesa los datos obtenidos, presenta los resultados en gráficos y extrae conclusiones.

d) Elabora una posible intervención para mejorar aquellos aspec-tos que consideres negativos con respecto al consumo de agua mineral por parte de la población.

Fig.11. Ejercicio 19

Fig 12. Ejercicio 20 Botellas de agua mi-neral en el mercado uruguayo.

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Ampliando el horizonte...

• Enlosllamados“baresdeagua”sedegustandiferentestiposdeagua.Explicaaquéserefiereycómoesquímicamentelaexpresióncorrectaparanombrarlas.

• LamarcaestadounidensefamosaesBlingh2O¿quéerrorsecometeenellogodelamarcaconsi-

derandoqueeslafórmulaquímicadelagua?

• ¿Cómopuedesexplicarquetengandistintossaboreslasaguasqueseofrecenparadegustar?

• Semencionaque lacaracterísticacomúnde losbaresdeaguaesbrindar la “composicióndelagua”queseestádegustando.Enrealidadalcliente,¿quéinformaciónseleaportadelabebidaqueconsume?

Los bares de agua, una tendencia en alza

Asícomolosexóticoscocktailsolosselectosvinos,elaguahalogradoposicionarsecomounproductogourmetqueseofreceenlosbaresmásexclusivosdelmundo.

Enlacartadeestosbareselaguatomasusmásdiversossaboresparaserdegustadosporpaladaresexquisitos:aguaconysingas,aromatizadaconesenciasdefrutasohierbas,oxigenadasydelosma-nantialesmásinalcanzables.

Losexpertosaconsejantenerencuentaciertosaspectosalahoradeladegustacióndeaguas:•latemperaturaidealparatomaraguasingasesentre15ºCy18ºC,yaquesibien

elaguafríanosdalasensacióndesaciarlased,arruinaelesmaltedenuestrosdientes• latemperaturajustaparabeberaguacongases8ºC• noconservarunabotellaabiertapormásde48horas• jamáscongelarelaguayaquesuspropiedadessealterancon lasbajastemperaturas

Los más exclusivos

Lamodadelosbaresdeaguayahaencontradosulugarenlasciudadesmáscosmopolitasdelmundo.Roma,ParísyNewYorksonalgunasdelasciu-dadesdondedegustardelnuevoysoberbiosabordelasaguas.

EnVíaGénovadeNewYorkunopuededisfrutardeunaselecciónde33aguas,provenientesde15países.Lospreciosporbotellaoscilanentre4y55

dólares,endondecobranprotagonismoaguascomolacanadiense10ThousandBC,elaguaglaciarmásfinadelmundo;olaBlingh

2O,producidaenEstadosUnidosy

quevieneenunabotelladecristaltapadaconcorchoyadornadaconjoyasdemarcaSwarovski.Entodoslosbaresdeagualacaracterísticacomúneslainformacióndetalladadela“composi-

cióndelagua”queseestádegustandoparaelconocimientodesuspropiedadesnutritivas.

PublicadoporMónicaKreibohmenDegustando,Tendenciasel2Mayode2007

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