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 disolvente? ¿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 disolvente?
2. b) ¿Puede un líquido ser soluto? ¿Y un gas? Pon un ejemplo de un gas disuelto.

El sirope de fresa te sabe demasiado dulce y decides echarle más agua al vaso.

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

La chicha de arroz del supermercado lleva unos $100\ \text{g}$ de azúcar por litro. Para que sepa más suave, mezclas $1\ \text{L}$ de chicha 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 ocurre 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 $100\ \text{mL}$. Echas $40\ \text{g}$ de sal en un vaso con $100\ \text{mL}$ de agua y remueves 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 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 disuelves $80\ \text{g}$ de nitrato de potasio en $100\ \text{mL}$ de agua caliente a $50\ \celsius$.

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

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

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

Preparas dos vasos de agua con sal: en el vaso A disuelves $5\ \text{g}$ 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) Calcula la concentración de cada vaso en $\text{g/L}$.
2. b) ¿Cuál está más salado? Explica por qué no basta con comparar los gramos de sal de cada vaso.

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 entre la masa total de disolución y multiplicando el resultado por $100$. ¿Cuál es el porcentaje en masa de sal?

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

1. a) ¿Cuántos gramos de disolución obtienes en total?
2. b) Calcula el porcentaje en masa de azúcar del almíbar.

Para conservar aceitunas preparas 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) Dejas el recipiente al sol y se evaporan $100\ \text{g}$ de agua. ¿Qué masa de disolución queda?
3. c) ¿Cuál es ahora el porcentaje en masa?
4. d) Explica por qué subió aunque no le añadiste más sal.

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, usa solo suero comercial y sigue las indicaciones sanitarias.)

1. Clasifica: Identifica razonadamente si el agua del grifo y la sal común son sustancias puras o mezclas.

2. Experimenta y mide: Vierte 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), añade a cada uno masas crecientes de sal: $0.5\text{ g}$, $1.0\text{ g}$ y $2.0\text{ g}$ (incertidumbre estimada $\pm 0.1\text{ g}$). Diseña un procedimiento sencillo de separación (evaporación y cristalización) para recuperar la sal de uno de los vasos.

3. Tratamiento de datos: Elabora una tabla con masas, volúmenes e incertidumbres. Calcula la concentración en masa ($C = m/V$) en $\text{g/L}$ para cada disolución y traza a mano una gráfica de $C$ frente a $m$.

4. Informe final: Compara tus resultados con la concentración estándar del suero comercial ($9.0\text{ g/L}$), determina qué disolución tiene la concentración más próxima a ese valor y explica qué impurezas quedarían en la sal si el agua inicial era de la llave.

Se valorará:

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

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

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