Disoluciones y concentración

Lucía echa dos cucharadas de azúcar en un vaso de agua y revuelve hasta que el azúcar desaparece, como se muestra en la figura.

¿Qué es el azúcar: el soluto o el solvente? ¿Y el agua? ¿Cómo se llama el resultado de la mezcla?

El suero que ponen en el hospital es agua con sales y glucosa disueltas. ¿Cuál es el solvente? ¿Cuántos solutos tiene esta solución?

El alcohol que se usa para desinfectar una herida es alcohol disuelto en agua.

1. a) ¿Cuál es el soluto y cuál el solvente?
2. b) ¿Puede un líquido ser soluto? ¿Y un gas? Poné un ejemplo de un gas disuelto.

Reto del tema. ¿Qué cantidad de sal habría que disolver en agua para obtener una disolución con la misma concentración que el suero fisiológico? (Actividad exclusivamente didáctica: no bebas, inyectes ni apliques en heridas u ojos las mezclas preparadas, pues no son estériles. Ante una emergencia, usá solo suero comercial y seguí las indicaciones sanitarias.)

1. Clasificá: Identificá razonadamente si el agua de la canilla y la sal común son sustancias puras o mezclas.

2. Experimentá y medí: Vertí en tres vasos idénticos un volumen $V = 100\text{ mL}$ ($100 \pm 5\text{ mL}$) de agua. Con una balanza de cocina (o cuchara dosificadora), agregá a cada uno masas crecientes de sal: $0,5\text{ g}$, $1,0\text{ g}$ y $2,0\text{ g}$ (incertidumbre estimada $\pm 0,1\text{ g}$). Diseñá un procedimiento sencillo de separación (evaporación y cristalización) para recuperar la sal de uno de los vasos.

3. Tratamiento de datos: Elaborá una tabla con masas, volúmenes e incertidumbres. Calculá la concentración en masa ($C = m/V$) en $\text{g/L}$ para cada disolución y trazá a mano un gráfico de $C$ en función de $m$.

4. Informe final: Compará tus resultados con la concentración estándar del suero comercial ($9,0\text{ g/L}$), determiná qué disolución tiene la concentración más próxima a ese valor y explicá qué impurezas quedarían en la sal si el agua inicial era de la canilla.

Se valorará:

• Identificación correcta de sustancias puras y mezclas, junto con la propuesta viable de separación.

• Rigor en el registro experimental con incertidumbres, cálculos de concentración en $\text{g/L}$ y trazado del gráfico.

• Claridad del informe y justificación científica de la disolución elegida.

El sirope de frutilla te resulta demasiado dulce y decidís agregar más agua al vaso.

1. a) ¿Cambia la cantidad total de azúcar que hay en el vaso?
2. b) ¿Y el sabor? Explicá qué significa «diluir» una disolución.

La horchata del supermercado lleva unos $100\ \text{g}$ de azúcar por litro. Para que tenga un sabor más suave, mezclás $1\ \text{L}$ de horchata con $1\ \text{L}$ de agua.

1. a) ¿Cuántos gramos de azúcar hay ahora en la jarra?
2. b) ¿Cuál es la nueva concentración en $\text{g/L}$?

¿Por qué el azúcar se disuelve más rápido en el té caliente que en el té frío? ¿Qué le pasa a la solubilidad de la mayoría de los sólidos cuando aumenta la temperatura?

La solubilidad de la sal en agua a temperatura ambiente es de unos $36\ \text{g}$ por cada $100\ \text{mL}$. Echás $40\ \text{g}$ de sal en un vaso con $100\ \text{mL}$ de agua y revolvés bien, como se muestra en la figura.

1. a) ¿Se disuelve toda la sal?
2. b) ¿Cuántos gramos quedan sin disolver en el fondo?
3. c) ¿Cómo se llama una disolución que ya no admite más soluto?

La solubilidad del azúcar aumenta mucho con la temperatura: a $60\ \celsius$ se pueden disolver hasta $290\ \text{g}$ en $100\ \text{mL}$ de agua, pero a $20\ \celsius$ solo hasta $200\ \text{g}$, como se muestra en el gráfico.

Preparás un jarabe con $250\ \text{g}$ de azúcar en $100\ \text{mL}$ de agua caliente a $60\ \celsius$.

1. a) A $60\ \celsius$, ¿se disuelve todo el azúcar?
2. b) Dejás enfriar el jarabe hasta $20\ \celsius$. ¿Qué ocurrirá? ¿Cuántos gramos de azúcar cristalizarán?

Los gases se disuelven peor en el agua caliente que en la fría: al contrario que los sólidos, su solubilidad baja al subir la temperatura.

1. a) Usá este dato para explicar por qué en verano los peces de un estanque suben a la superficie a tomar aire.
2. b) Si calentás una cacerola con agua para cocinar los fideos, aparecen burbujitas mucho antes de que hierva. ¿Qué son esas burbujas?

La solubilidad del nitrato de potasio es de $85\ \text{g}$ por cada $100\ \text{mL}$ de agua a $50\ \celsius$, pero solo de $32\ \text{g}$ por cada $100\ \text{mL}$ a $20\ \celsius$. En el laboratorio disolvés $80\ \text{g}$ de nitrato de potasio en $100\ \text{mL}$ de agua caliente a $50\ \celsius$.

1. a) ¿Se disuelve todo a esa temperatura? Justificalo con los datos.
2. b) Dejás enfriar el vaso hasta $20\ \celsius$. ¿Cuánto nitrato de potasio puede seguir disuelto?
3. c) ¿Cuántos gramos aparecerán como cristales en el fondo? Explicá qué ocurrió al enfriar.

Disolvés $10\ \text{g}$ de bicarbonato en agua hasta completar $2\ \text{L}$ de solución. La concentración en gramos por litro se calcula dividiendo la masa de soluto por el volumen de solución. ¿Cuál es la concentración en $\text{g/L}$?

Daniela disuelve $15\ \text{g}$ de glucosa en agua hasta tener $500\ \text{mL}$ de solución. Calculá la concentración en $\text{g/L}$. Ojo: primero pasá el volumen a litros.

Una chocolatada tiene una concentración de azúcar de $40\ \text{g/L}$. Si te tomás medio litro de chocolatada, ¿cuántos gramos de azúcar tomaste?

El profesor de laboratorio te pide preparar $2\ \text{L}$ de una disolución de sal con una concentración de $8\ \text{g/L}$. ¿Cuántos gramos de sal tenés que pesar en la balanza?

Preparás dos vasos de agua con sal: en el vaso A disolvés $5\ \text{g}$ de sal hasta completar $100\ \text{mL}$; en el vaso B, $12\ \text{g}$ de sal hasta completar $300\ \text{mL}$, como se muestra en la figura.

1. a) Calculá la concentración de cada vaso en $\text{g/L}$.
2. b) ¿Cuál está más salado? Explicá por qué no basta con comparar los gramos de sal de cada vaso.

Un jarabe de menta tiene $200\ \text{g}$ de azúcar por litro. Querés preparar $0,5\ \text{L}$ de bebida con una concentración de azúcar de $40\ \text{g/L}$.

1. a) ¿Cuántos gramos de azúcar debe llevar tu bebida?
2. b) ¿Cuántos mililitros de jarabe contienen esos gramos?
3. c) ¿Cuánta agua tenés que agregar?

El agua del mar Muerto lleva disueltos unos $300\ \text{g}$ de sal por cada litro, unas nueve veces más que el agua del mar normal.

1. a) ¿Cuántos gramos de sal hay en $2\ \text{L}$ de agua del mar Muerto?
2. b) ¿Cuántos litros harían falta para reunir $1,2\ \text{kg}$ de sal?
3. c) Razoná, usando el dato de concentración, por qué apenas viven peces en ese mar.

De una botella con $1\ \text{L}$ de disolución de sal de concentración $60\ \text{g/L}$ servís medio litro en una jarra, como se muestra en la figura.

1. a) ¿Cuántos gramos de sal hay en la jarra?
2. b) ¿Cuál es la concentración de la disolución que queda en la botella? Muchos compañeros dirían que la mitad: razoná cuál es la respuesta correcta.

La etiqueta de un agua mineral indica que lleva $460\ \text{mg}$ de minerales disueltos por cada litro.

1. a) Expresá esa concentración en $\text{g/L}$.
2. b) Si tomás medio litro de esa agua, ¿cuántos miligramos de minerales consumiste?
3. c) Comparando con una disolución de laboratorio de $30\ \text{g/L}$, explicá por qué decimos que el agua mineral es una disolución muy diluida.

Completá la frase con las palabras que faltan: «En una solución, el $\dots$ es la sustancia que está en mayor cantidad y es la que disuelve; el $\dots$ es la sustancia que se disuelve; y la $\dots$ nos indica cuántos gramos de soluto hay por cada litro de solución».

El profesor prepara en el laboratorio $200\ \text{g}$ de disolución con $20\ \text{g}$ de sal. El porcentaje en masa se calcula dividiendo la masa de soluto por la masa total de disolución y multiplicando el resultado por $100$. ¿Cuál es el porcentaje en masa de sal?

Para hacer almíbar disolvés $25\ \text{g}$ de azúcar en $175\ \text{g}$ de agua.

1. a) ¿Cuántos gramos de solución obtenés en total?
2. b) Calculá el porcentaje en masa de azúcar del almíbar.

Después de entrenar preparás una bebida casera para recuperarte: disolvés $10\ \text{g}$ de sales minerales en $490\ \text{g}$ de agua.

1. a) ¿Qué masa total de disolución obtenés?
2. b) Calculá el porcentaje en masa de sales.
3. c) Si añadieras $500\ \text{g}$ más de agua, ¿subiría, bajaría o se mantendría ese porcentaje? Razoná la respuesta sin calcularlo.

Para conservar aceitunas preparás una salmuera disolviendo $30\ \text{g}$ de sal en $270\ \text{g}$ de agua.

1. a) ¿Cuál es el porcentaje en masa de sal?
2. b) Dejás el recipiente al sol y se evaporan $100\ \text{g}$ de agua. ¿Qué masa de solución queda?
3. c) ¿Cuál es ahora el porcentaje en masa?
4. d) Explicá por qué subió aunque no agregaste más sal.