Exercicis: Dissolucions i concentració

La Lucía tira dues cullerades de sucre en un got d'aigua i remena fins que el sucre desapareix, com es mostra a la figura.

Què és el sucre: el solut o el dissolvent? I l'aigua? Com es diu el resultat de la mescla?

El sèrum que posen a l'hospital és aigua amb sals i glucosa dissoltes. Quin és el dissolvent? Quants soluts té aquesta dissolució?

L'alcohol que es fa servir per desinfectar una ferida és alcohol dissolt en aigua.

1. a) Quin és el solut i quin el dissolvent?
2. b) Pot un líquid ser solut? I un gas? Posa un exemple d'un gas dissolt.

El xarop de maduixa et troba massa dolç i decideixes afegir més aigua al got.

1. a) Canvia la quantitat total de sucre que hi ha al got?
2. b) I el gust? Explica què significa «diluir» una dissolució.

Per què el sucre es dissol més ràpidament en el te calent que en el te fred? Què li passa a la solubilitat de la majoria dels sòlids quan augmenta la temperatura?

Dissols $10\ \text{g}$ de bicarbonat en aigua fins a completar $2\ \text{L}$ de dissolució. La concentració en grams per litre es calcula dividint la massa de solut entre el volum de dissolució. Quina és la concentració en $\text{g/L}$?

Completa la frase amb les paraules que falten: «En una dissolució, el $\dots$ és la substància que està en més quantitat i és la que dissol; el $\dots$ és la substància que es dissol; i la $\dots$ ens indica quants grams de solut hi ha per cada litre de dissolució».

El professor prepara al laboratori $200\ \text{g}$ de dissolució amb $20\ \text{g}$ de sal. El percentatge en massa es calcula dividint la massa de solut entre la massa total de dissolució i multiplicant el resultat per $100$. Quin és el percentatge en massa de sal?

La Daniela dissol $15\ \text{g}$ de glucosa en aigua fins a tenir $500\ \text{mL}$ de dissolució. Calcula la concentració en $\text{g/L}$. Compte: primer passa el volum a litres.

Un batut de cacau té una concentració de sucre de $40\ \text{g/L}$. Si et beus mig litre de batut, quants grams de sucre has pres?

Per fer almívar dissols $25\ \text{g}$ de sucre en $175\ \text{g}$ d'aigua.

1. a) Quants grams de dissolució obtens en total?
2. b) Calcula el percentatge en massa de sucre de l'almívar.

La solubilitat de la sal en aigua a temperatura ambient és d'uns $36\ \text{g}$ per cada $100\ \text{mL}$. Poses $40\ \text{g}$ de sal en un got amb $100\ \text{mL}$ d'aigua i remenes bé, com es mostra a la figura.

1. a) Es dissol tota la sal?
2. b) Quants grams queden sense dissoldre al fons?
3. c) Com es diu una dissolució que ja no admet més solut?

L'orxata del supermercat porta uns $100\ \text{g}$ de sucre per litre. Perquè tingui un gust més suau, barreges $1\ \text{L}$ d'orxata amb $1\ \text{L}$ d'aigua.

1. a) Quants grams de sucre hi ha ara a la gerra?
2. b) Quina és la nova concentració en $\text{g/L}$?

La solubilitat del sucre augmenta molt amb la temperatura: a $60\ \celsius$ es poden dissoldre fins a $290\ \text{g}$ en $100\ \text{mL}$ d'aigua, però a $20\ \celsius$ només fins a $200\ \text{g}$, com es mostra al gràfic.

Prepares un xarop amb $250\ \text{g}$ de sucre en $100\ \text{mL}$ d'aigua calenta a $60\ \celsius$.

1. a) A $60\ \celsius$, es dissol tot el sucre?
2. b) Deixes refredar el xarop fins a $20\ \celsius$. Què passarà? Quants grams de sucre cristal·litzaran?

El professor de laboratori et demana preparar $2\ \text{L}$ d'una dissolució de sal amb una concentració de $8\ \text{g/L}$. Quants grams de sal has de pesar a la balança?

Els gasos es dissolen pitjor en l'aigua calenta que en la freda: al contrari que els sòlids, la seva solubilitat baixa en pujar la temperatura.

1. a) Fes servir aquesta dada per explicar per què a l'estiu els peixos d'un estany pugen a la superfície a agafar aire.
2. b) Si escalfes un cassó amb aigua per coure la pasta, apareixen bombolletes molt abans de bullir. Què són aquestes bombolles?

Després d'entrenar prepares una beguda casolana per recuperar-te: dissols $10\ \text{g}$ de sals minerals en $490\ \text{g}$ d'aigua.

1. a) Quina massa total de dissolució obtens?
2. b) Calcula el percentatge en massa de sals.
3. c) Si afegissis $500\ \text{g}$ més d'aigua, pujaria, baixaria o es mantindria aquest percentatge? Raona la resposta sense calcular-ho.

Prepares dos gots d'aigua amb sal: al got A dissols $5\ \text{g}$ de sal fins a completar $100\ \text{mL}$; al got B, $12\ \text{g}$ de sal fins a completar $300\ \text{mL}$, com es mostra a la figura.

1. a) Calcula la concentració de cada got en $\text{g/L}$.
2. b) Quin està més salat? Explica per què no n'hi ha prou de comparar els grams de sal de cada got.

La solubilitat del nitrat de potassi és de $85\ \text{g}$ per cada $100\ \text{mL}$ d'aigua a $50\ \celsius$, però només de $32\ \text{g}$ per cada $100\ \text{mL}$ a $20\ \celsius$. Al laboratori dissols $80\ \text{g}$ de nitrat de potassi en $100\ \text{mL}$ d'aigua calenta a $50\ \celsius$.

1. a) Es dissol tot a aquesta temperatura? Justifica-ho amb les dades.
2. b) Deixes refredar el got fins a $20\ \celsius$. Quant nitrat de potassi pot continuar dissolt?
3. c) Quants grams apareixeran com a cristalls al fons? Explica què ha passat en refredar.

Un xarop de menta té $200\ \text{g}$ de sucre per litre. Vols preparar $0,5\ \text{L}$ de beguda amb una concentració de sucre de $40\ \text{g/L}$.

1. a) Quants grams de sucre ha de portar la teva beguda?
2. b) Quants mil·lilitres de xarop contenen aquests grams?
3. c) Quanta aigua has d'afegir?

Per conservar olives prepares una salmorra dissolent $30\ \text{g}$ de sal en $270\ \text{g}$ d'aigua.

1. a) Quin és el percentatge en massa de sal?
2. b) Deixes el recipient al sol i s'evaporen $100\ \text{g}$ d'aigua. Quina massa de dissolució queda?
3. c) Quin és ara el percentatge en massa?
4. d) Explica per què ha pujat encara que no has afegit més sal.

L'aigua del mar Mort porta dissolts uns $300\ \text{g}$ de sal per cada litre, unes nou vegades més que l'aigua del mar normal.

1. a) Quants grams de sal hi ha en $2\ \text{L}$ d'aigua del mar Mort?
2. b) Quants litres farien falta per reunir $1,2\ \text{kg}$ de sal?
3. c) Raona, fent servir la dada de concentració, per què gairebé no viuen peixos en aquest mar.

D'una ampolla amb $1\ \text{L}$ de dissolució de sal de concentració $60\ \text{g/L}$ serveixes mig litre en una gerra, com es mostra a la figura.

1. a) Quants grams de sal hi ha a la gerra?
2. b) Quina és la concentració de la dissolució que queda a l'ampolla? Molts companys dirien que la meitat: raona quina és la resposta correcta.

L'etiqueta d'una aigua mineral indica que porta $460\ \text{mg}$ de minerals dissolts per cada litre.

1. a) Expressa aquesta concentració en $\text{g/L}$.
2. b) Si beus mig litre d'aquesta aigua, quants mil·ligrams de minerals has pres?
3. c) Comparant amb una dissolució de laboratori de $30\ \text{g/L}$, explica per què diem que l'aigua mineral és una dissolució molt diluïda.

Repte del tema. Quanta sal caldria dissoldre en aigua per obtenir una dissolució amb la mateixa concentració que el sèrum fisiològic? (Activitat exclusivament didàctica: no beguis, injectis ni apliquis a ferides o ulls les mescles preparades, ja que no són estèrils. Davant d'una emergència, utilitza només sèrum comercial i segueix les indicacions sanitàries.)

1. Classifica: Identifica raonadament si l'aigua de l'aixeta i la sal comuna són substàncies pures o mescles.

2. Experimenta i mesura: Aboca en tres vasos idèntics un volum $V = 100\text{ mL}$ ($100 \pm 5\text{ mL}$) d'aigua. Amb una bàscula de cuina (o cullera dosificadora), afegeix a cadascun masses creixents de sal: $0,5\text{ g}$, $1,0\text{ g}$ i $2,0\text{ g}$ (incertesa estimada $\pm 0,1\text{ g}$). Dissenya un procediment senzill de separació (evaporació i cristal·lització) per recuperar la sal d'un dels vasos.

3. Tractament de dades: Elabora una taula amb masses, volums i incerteses. Calcula la concentració en massa ($C = m/V$) en $\text{g/L}$ per a cada dissolució i traça a mà una gràfica de $C$ enfront de $m$.

4. Informe final: Compara els teus resultats amb la concentració estàndard del sèrum comercial ($9,0\text{ g/L}$), determina quina dissolució té la concentració més propera a aquest valor i explica quines impureses quedarien a la sal si l'aigua inicial era de l'aixeta.

Es valorarà:

• Identificació correcta de substàncies pures i mescles, juntament amb la proposta viable de separació.

• Rigor en el registre experimental amb incerteses, càlculs de concentració en $\text{g/L}$ i traçat gràfic.

• Claredat de l'informe i justificació científica de la dissolució triada.