0 00:00:00,000 --> 00:00:17,000 ¡Hola a todos! 1 00:00:17,000 --> 00:00:22,000 Soy Raúl Corraliza, profesor de física y química de primero de bachillerato en el 2 00:00:22,000 --> 00:00:27,000 IES Arquitecto Pedro Gumiel de Alcalá de Henares, y os doy la bienvenida a esta serie 3 00:00:27,000 --> 00:00:35,000 de videoclases de la unidad 5 dedicada a los gases y las disoluciones. 4 00:00:35,000 --> 00:00:47,000 En la videoclase de hoy estudiaremos las disoluciones. 5 00:00:47,000 --> 00:00:50,000 En esta videoclase vamos a estudiar las disoluciones. 6 00:00:50,000 --> 00:00:56,000 Como vemos aquí, una disolución es una mezcla homogénea de sustancias puras, y de entre 7 00:00:56,000 --> 00:01:01,000 esas sustancias va a haber una a la que denominemos disolvente y otra u otras a las que denominaremos 8 00:01:01,000 --> 00:01:02,000 solutos. 9 00:01:02,000 --> 00:01:07,000 Hay distintos criterios para decidir cuál es el disolvente, cuál es el soluto o los 10 00:01:07,000 --> 00:01:10,000 solutos, todos ellos más o menos arbitrarios. 11 00:01:10,000 --> 00:01:15,000 Uno de ellos sería denominar disolvente a aquel componente que tenga el mismo estado 12 00:01:15,000 --> 00:01:17,000 de agregación de la disolución. 13 00:01:17,000 --> 00:01:22,000 Supongamos que estamos mezclando una sustancia con carácter líquido y una sustancia con 14 00:01:22,000 --> 00:01:24,000 carácter sólido y que la disolución tuviera carácter líquido. 15 00:01:25,000 --> 00:01:29,000 En ese caso vamos a denominar disolvente al líquido que hemos utilizado, puesto que la 16 00:01:29,000 --> 00:01:32,000 disolución va a tener también carácter líquido. 17 00:01:32,000 --> 00:01:36,000 En el caso en el que todas las sustancias que estamos mezclando tuvieran el mismo estado 18 00:01:36,000 --> 00:01:40,000 de agregación, por ejemplo, que estuviéramos mezclando distintos líquidos, en ese caso 19 00:01:40,000 --> 00:01:45,000 podemos denominar disolvente a aquel componente que intervenga en mayor proporción en masa. 20 00:01:45,000 --> 00:01:50,000 De tal manera que si estamos mezclando 500 gramos de un líquido y 100 gramos de otro 21 00:01:50,000 --> 00:01:54,000 denominaremos disolvente a aquella sustancia que esté en mayor proporción en masa, aquella 22 00:01:54,000 --> 00:01:58,000 de los 500 gramos, en lugar de la de los 10 a la que denominaremos soluto. 23 00:01:58,000 --> 00:02:04,000 O bien, otra posibilidad es denominar disolvente a aquella sustancia que sea más frecuentemente 24 00:02:04,000 --> 00:02:08,000 utilizado como tal, y aquí un ejemplo típico sería el agua. 25 00:02:08,000 --> 00:02:13,000 Al agua se le llama el disolvente universal no sólo porque aparezca en una gran cantidad 26 00:02:13,000 --> 00:02:18,000 de disoluciones en la naturaleza, sino porque desde el punto de vista habitual el agua es 27 00:02:18,000 --> 00:02:20,000 el disolvente que se utiliza más habitualmente. 28 00:02:20,000 --> 00:02:25,000 De tal manera que si tuviéramos una mezcla de agua y otras cosas y produjéramos una 29 00:02:25,000 --> 00:02:29,000 mezcla homogénea, una disolución, existe una tendencia natural a decir que el disolvente 30 00:02:29,000 --> 00:02:35,000 es el agua, pese a que no fuera a la sustancia que interviniera en mayor proporción en masa, 31 00:02:35,000 --> 00:02:41,000 sencillamente porque es la sustancia más utilizada como disolvente. 32 00:02:41,000 --> 00:02:46,000 El proceso de disolución se estudia con más detalle en la química de segundo de bachillerato 33 00:02:46,000 --> 00:02:49,000 donde hay una unidad didáctica entera dedicada a las disoluciones. 34 00:02:50,000 --> 00:02:53,000 No obstante, ahora podemos dar unas pinceladas para entender cómo funciona. 35 00:02:53,000 --> 00:02:58,000 Como vemos aquí, el proceso de disolución se produce cuando los componentes del soluto 36 00:02:58,000 --> 00:03:04,000 se disgregan, se separan y se entremezcan con los componentes del disolvente, habitualmente 37 00:03:04,000 --> 00:03:08,000 debido a la acción de los componentes del disolvente, es el disolvente quien disuelve 38 00:03:08,000 --> 00:03:10,000 el soluto. 39 00:03:10,000 --> 00:03:15,000 Como ejemplo podemos pensar en la disolución en un vaso de agua de cloro de sodio, de sal 40 00:03:15,000 --> 00:03:20,000 común, y podemos pensar en echar una cucharada de sal dentro de un vaso de agua. 41 00:03:20,000 --> 00:03:26,000 Sólo por poner en contacto el disolvente y el soluto no se produce la disolución, 42 00:03:26,000 --> 00:03:29,000 lo más común es que observemos cómo la sal se deposita al fondo y no tenemos una 43 00:03:29,000 --> 00:03:33,000 mezcla homogénea, no tenemos mezcla, tenemos separado por un lado el líquido y por otro 44 00:03:33,000 --> 00:03:35,000 lado el soluto, el sólido. 45 00:03:35,000 --> 00:03:40,000 Podemos pensar en que podemos hacer varias cosas para facilitar la disolución y una 46 00:03:40,000 --> 00:03:45,000 de ellas sería introducir una cucharilla y agitar tanto el agua como el soluto, como 47 00:03:45,000 --> 00:03:48,000 el cloro de sodio que tenemos depositado al fondo. 48 00:03:48,000 --> 00:03:53,000 En ese caso lo que podemos ver es cómo poco a poco el cloro de sodio se disgrega, pierde 49 00:03:53,000 --> 00:03:59,000 la integridad física, se va a ir mezclando los componentes con las moléculas de agua 50 00:03:59,000 --> 00:04:04,000 hasta que obtengamos la disolución, un líquido homogéneo, transparente, que va a ser nuestra 51 00:04:04,000 --> 00:04:07,000 disolución de cloro de sodio. 52 00:04:07,000 --> 00:04:10,000 Desde el punto de vista microscópico lo que está pasando es que las moléculas de agua 53 00:04:10,000 --> 00:04:15,000 que son moléculas polares van a interaccionar con los cationes y los aniones que forman 54 00:04:15,000 --> 00:04:20,000 el sólido iónico, de tal manera que las moléculas de agua van a presentar el polo 55 00:04:20,000 --> 00:04:25,000 positivo a los aniones y los van a separar de la red, mientras que otras moléculas de 56 00:04:25,000 --> 00:04:30,000 agua van a presentar el polo negativo a los cationes y los van a separar de la red, de 57 00:04:30,000 --> 00:04:36,000 tal manera que tendremos cationes y aniones por separado rodeados de moléculas de agua 58 00:04:36,000 --> 00:04:39,000 completamente entremezclados. 59 00:04:39,000 --> 00:04:43,000 Para facilitar el proceso de disolución hemos dicho que vamos a introducir una cucharilla 60 00:04:43,000 --> 00:04:47,000 y vamos a agitar el líquido y con el líquido el soluto. 61 00:04:47,000 --> 00:04:51,000 Este es el segundo de los puntos que tenemos aquí cuando hablamos de cómo aumentar la 62 00:04:51,000 --> 00:04:53,000 velocidad del proceso de disolución. 63 00:04:53,000 --> 00:04:58,000 Nosotros producimos un proceso mecánico para agitar, como podemos ver aquí, tanto el soluto 64 00:04:58,000 --> 00:05:00,000 como el disolvente. 65 00:05:00,000 --> 00:05:02,000 No es la única posibilidad. 66 00:05:02,000 --> 00:05:06,000 Otra posibilidad sería aumentar la temperatura del disolvente, por ejemplo, y nuestra experiencia 67 00:05:06,000 --> 00:05:12,000 cotidiana nos dice que a la hora de disolver cosas siempre es más fácil cuando el disolvente, 68 00:05:12,000 --> 00:05:18,000 podemos pensar en el agua, tiene mayor temperatura cuando es fría, es más fácil disolver sal 69 00:05:18,000 --> 00:05:22,000 o cualquier otro soluto sólido en agua caliente que en agua fría. 70 00:05:22,000 --> 00:05:27,000 También tiene que ver con la velocidad del proceso de disolución el tamaño del soluto 71 00:05:27,000 --> 00:05:31,000 y me refiero a la disgregación de un soluto sólido. 72 00:05:31,000 --> 00:05:37,000 Si tenemos que pensar, no en sal, pero podemos pensar en azúcar, ¿qué será mejor si disolver 73 00:05:37,000 --> 00:05:39,000 un terrón de azúcar o azúcar en polvo? 74 00:05:39,000 --> 00:05:42,000 Nuestra experiencia nos dice que si un terrón de azúcar se disuelve con más dificultad 75 00:05:42,000 --> 00:05:49,000 tenemos que agitar más o necesitamos un líquido más caliente frente a la disolución de azúcar 76 00:05:49,000 --> 00:05:52,000 en polvo y esto es lo que dice la disgregación del soluto. 77 00:05:52,000 --> 00:05:56,000 Si tenemos un soluto sólido en polvo es más fácil que interaccionen las moléculas del 78 00:05:56,000 --> 00:06:02,000 disolvente con los componentes del soluto, mientras que si tenemos un único bloque del 79 00:06:02,000 --> 00:06:06,000 soluto sólido la interacción es únicamente por las capas exteriores y el proceso va a 80 00:06:06,000 --> 00:06:10,000 ser mucho más lento, va a ser mucho más difícil. 81 00:06:10,000 --> 00:06:15,000 Otro concepto en relación con las disoluciones es el concepto de solubilidad y saturación 82 00:06:15,000 --> 00:06:20,000 que una vez más se estudiará con mucho más cuidado en la química de segundo de bachillerato. 83 00:06:20,000 --> 00:06:25,000 La idea es la siguiente, si nosotros tenemos un vaso de agua, introducimos una cucharada 84 00:06:25,000 --> 00:06:30,000 de sal y agitamos, llegará un momento en el que la sal se disolverá en el agua. 85 00:06:30,000 --> 00:06:35,000 Si introducimos otra cucharada de sal y volvemos a agitar, la sal que hemos añadido, la sal 86 00:06:35,000 --> 00:06:40,000 extra también se disolverá y podemos repetir este proceso en repetidas ocasiones, pero 87 00:06:40,000 --> 00:06:44,000 llegará un momento en el que conforme vayamos añadiendo sal a ese único vaso de agua veremos 88 00:06:44,000 --> 00:06:48,000 que cada vez tarda más en disolverse, cada vez le cuesta más y llegará un momento en 89 00:06:48,000 --> 00:06:55,000 el que añadamos una cucharada de sal en la que no toda la sal se pueda disolver. 90 00:06:55,000 --> 00:07:01,000 En ese caso lo que habremos conseguido es una disolución, si eliminamos el soluto sólido 91 00:07:01,000 --> 00:07:06,000 extra que hemos conseguido disolver, una disolución en la que haya disuelta la máxima 92 00:07:06,000 --> 00:07:10,000 cantidad de sal posible que puede albergar. 93 00:07:10,000 --> 00:07:14,000 Se llama solubilidad a la concentración, a la máxima concentración que vamos a poder 94 00:07:14,000 --> 00:07:18,000 conseguir de un soluto dentro de un disolvente. 95 00:07:18,000 --> 00:07:23,000 Como podéis ver la solubilidad es espesa en unidades de concentración y va a depender 96 00:07:23,000 --> 00:07:28,000 fundamentalmente, aparte de la naturaleza del disolvente y del soluto, de la temperatura. 97 00:07:28,000 --> 00:07:32,000 Una vez más, solubilidad y saturación se estudiarán con más cuidado en la química 98 00:07:32,000 --> 00:07:36,000 de segundo de bachillerato. 99 00:07:36,000 --> 00:07:40,000 Hace un momento decía que la solubilidad es una concentración. 100 00:07:40,000 --> 00:07:46,000 La concentración es una magnitud que caracteriza las disoluciones y que expresa la razón entre 101 00:07:46,000 --> 00:07:52,000 una magnitud que cuantifica el soluto frente a una magnitud que cuantifica en ocasiones 102 00:07:52,000 --> 00:07:56,000 el disolvente y casi siempre, y siempre en los casos que nosotros estudiamos, la propia 103 00:07:56,000 --> 00:07:57,000 disolución. 104 00:07:58,000 --> 00:08:01,000 Dependiendo de cuáles sean estas magnitudes que cuantifiquen el soluto y la disolución 105 00:08:01,000 --> 00:08:05,000 tendremos distintas medidas de la concentración. 106 00:08:05,000 --> 00:08:08,000 Nosotros en la física química de primero de bachillerato utilizaremos estas cuatro 107 00:08:08,000 --> 00:08:15,000 que tenemos aquí, porcentaje masa-masa, porcentaje volumen-volumen, molaridad y fracción molar. 108 00:08:15,000 --> 00:08:21,000 Como podemos ver el símbolo que representa la concentración de un soluto en una disolución 109 00:08:21,000 --> 00:08:26,000 es estos corchetes que tenemos aquí y cuando escribo con todas las letras la palabra soluto 110 00:08:26,000 --> 00:08:30,000 es porque en estas fórmulas estoy hablando de un soluto en términos generales. 111 00:08:30,000 --> 00:08:34,000 Cuando nosotros tengamos un soluto concreto lo que tendremos entre corchetes será la 112 00:08:34,000 --> 00:08:37,000 fórmula química del soluto. 113 00:08:37,000 --> 00:08:40,000 Si por ejemplo pensamos en el ejemplo que habíamos puesto anteriormente, disolvemos 114 00:08:40,000 --> 00:08:46,000 una cucharada de cloruro de sodio en agua, cuando expresemos la concentración del cloruro 115 00:08:46,000 --> 00:08:50,000 de sodio, la concentración de la disolución de cloruro de sodio, lo que tendremos entre 116 00:08:50,000 --> 00:08:55,000 corchetes aquí será la fórmula química del cloruro de sodio y tendremos entre corchetes 117 00:08:55,000 --> 00:08:56,000 NaCl. 118 00:08:56,000 --> 00:09:02,000 En el caso de porcentaje masa-masa lo que vamos a hacer es expresar la razón entre 119 00:09:02,000 --> 00:09:06,000 la masa del soluto, en mi ejemplo cloruro de sodio, y la masa de la disolución que 120 00:09:06,000 --> 00:09:10,000 sería en mi ejemplo la suma de la masa del agua y del cloruro de sodio. 121 00:09:10,000 --> 00:09:16,000 Como vemos aquí, masa de disolución es igual a la masa del soluto más la masa del disolvente. 122 00:09:16,000 --> 00:09:19,000 Ambas masas por supuesto expresadas en las mismas unidades. 123 00:09:19,000 --> 00:09:23,000 Si lo tengo en gramos, en gramos, si lo tengo en kilogramos, en kilogramos. 124 00:09:23,000 --> 00:09:27,000 Por supuesto y como es habitual siempre que quiera expresar esa razón en forma de porcentaje 125 00:09:27,000 --> 00:09:29,000 tendremos que multiplicar por 100. 126 00:09:29,000 --> 00:09:34,000 Así que concentración de soluto expresada en porcentaje masa-masa será masa de soluto 127 00:09:34,000 --> 00:09:39,000 entre masa de disolución en las mismas unidades multiplicado por 100. 128 00:09:39,000 --> 00:09:44,000 El símbolo para las unidades cuando yo exprese la concentración en porcentaje masa-masa 129 00:09:44,000 --> 00:09:49,000 será por supuesto el símbolo del porcentaje y para que quede claro que lo que estoy haciendo 130 00:09:49,000 --> 00:09:55,000 es comparar masas entre sí, a continuación y entre paréntesis pondré masa-masa. 131 00:09:55,000 --> 00:09:58,000 El significado del porcentaje masa-masa es bien sencillo. 132 00:09:58,000 --> 00:10:03,000 Si nosotros tenemos una concentración de cloruro de sodio, pongamos 1% masa-masa, eso 133 00:10:03,000 --> 00:10:10,000 quiere decir que en cada 100 gramos de disolución tendremos contenidos 1 gramo de soluto y evidentemente 134 00:10:10,000 --> 00:10:13,000 los 99 gramos restantes serán del disolvente. 135 00:10:13,000 --> 00:10:18,000 Si pensamos en cloruro de sodio en agua, 99 gramos de agua, 1 gramo de cloruro de sodio. 136 00:10:18,000 --> 00:10:23,000 En el caso del porcentaje volumen-volumen la definición es similar pero en lugar de 137 00:10:23,000 --> 00:10:28,000 utilizar las masas para cuantificar el soluto y la disolución utilizaremos volúmenes, 138 00:10:28,000 --> 00:10:31,000 nuevamente volúmenes en las mismas unidades. 139 00:10:31,000 --> 00:10:36,000 Y así el porcentaje volumen-volumen se calculará dividiendo el volumen del soluto entre el 140 00:10:36,000 --> 00:10:41,000 volumen de la disolución en las mismas unidades, pueden ser litros, pueden ser metros cúbicos 141 00:10:41,000 --> 00:10:44,000 y por supuesto para que sea un porcentaje multiplicado por 100. 142 00:10:44,000 --> 00:10:49,000 Si pensamos que la disolución está formada por un único soluto y un disolvente, el volumen 143 00:10:49,000 --> 00:10:53,000 de la disolución será la suma del volumen del soluto y del disolvente. 144 00:10:53,000 --> 00:10:59,000 Igual que antes el símbolo para expresar la concentración será poner entre corchetes 145 00:10:59,000 --> 00:11:03,000 la fórmula química del que pensamos que sea el soluto y en cuanto a las unidades serán 146 00:11:03,000 --> 00:11:07,000 por supuesto el símbolo del porcentaje y para que quede claro que estamos comparando 147 00:11:07,000 --> 00:11:12,000 volúmenes entre paréntesis pondremos v barra v. 148 00:11:12,000 --> 00:11:17,000 El porcentaje masa-masa va a ser habitual cuando lo que tengamos sea por ejemplo un 149 00:11:17,000 --> 00:11:22,000 soluto sólido y el disolvente líquido que sea agua o bien cuando tengamos un soluto 150 00:11:22,000 --> 00:11:27,000 líquido y un disolvente líquido que, insisto, típicamente va a ser agua. 151 00:11:27,000 --> 00:11:32,000 Mientras que utilizaremos el porcentaje volumen-volumen cuando tanto el soluto como el disolvente 152 00:11:32,000 --> 00:11:33,000 sean gases. 153 00:11:33,000 --> 00:11:39,000 Y un ejemplo típico que nosotros utilizaremos será resolviendo cierto tipo de problemas 154 00:11:39,000 --> 00:11:46,000 el dato que nos den de el aire, que es una mezcla de gases, está formado en un 80% por 155 00:11:46,000 --> 00:11:48,000 oxígeno, dioxígeno o 2. 156 00:11:48,000 --> 00:11:54,000 En ese caso ese 80% está expresado en volumen y nosotros lo que supondremos es que por cada 157 00:11:54,000 --> 00:12:00,000 100 litros de disolución, por cada 100 litros de aire, 80 litros se corresponderán a dioxígeno 158 00:12:00,000 --> 00:12:05,000 en las condiciones termodinámicas en las cuales se nos de ese dato. 159 00:12:05,000 --> 00:12:09,000 Otra forma de expresar la concentración y que va a ser para nosotros la más habitual 160 00:12:09,000 --> 00:12:11,000 es molaridad. 161 00:12:11,000 --> 00:12:17,000 En este caso lo que vamos a hacer es relacionar la cantidad de soluto expresada en moles, 162 00:12:17,000 --> 00:12:22,000 por supuesto, frente al volumen de la disolución por definición de molaridad expresado en 163 00:12:22,000 --> 00:12:27,000 litros de la forma que las unidades de la concentración expresado en molaridad va a 164 00:12:27,000 --> 00:12:31,000 ser mol partido por litro. 165 00:12:31,000 --> 00:12:36,000 Esta forma de expresar la concentración en la molaridad es tan habitual y estas unidades 166 00:12:36,000 --> 00:12:42,000 mol partido por litro son tan habituales que en un momento dado utilizaremos un alias 167 00:12:42,000 --> 00:12:47,000 y en lugar de escribir mol partido por litro escribiremos la letra mayúscula M que se 168 00:12:47,000 --> 00:12:54,000 lee molar y que es el alias que representará a mol partido por litro, mol de soluto partido 169 00:12:54,000 --> 00:12:57,000 por litro de disolución. 170 00:12:57,000 --> 00:13:01,000 La última forma que nosotros utilizaremos para expresar la concentración es lo que 171 00:13:01,000 --> 00:13:07,000 se denomina fracción molar y estaremos interesados en la fracción molar de soluto. 172 00:13:07,000 --> 00:13:11,000 El símbolo para la fracción molar ya no es entre corchetes el símbolo químico del 173 00:13:11,000 --> 00:13:12,000 soluto. 174 00:13:12,000 --> 00:13:17,000 Fracción molar es una magnitud que tiene un símbolo estándar específico que es la 175 00:13:17,000 --> 00:13:18,000 letra G del alfabeto griego. 176 00:13:18,000 --> 00:13:23,000 Se parece muchísimo a una X mayúscula pero el trazo que va de derecha a izquierda de 177 00:13:23,000 --> 00:13:26,000 arriba abajo es recto y este otro es curvado. 178 00:13:26,000 --> 00:13:30,000 En un momento dado se puede representar como una X mayúscula pero su símbolo correcto 179 00:13:30,000 --> 00:13:31,000 es este. 180 00:13:31,000 --> 00:13:37,000 La letra G del alfabeto griego y lo que expresa es la razón entre la cantidad de soluto en 181 00:13:37,000 --> 00:13:42,000 moles y la cantidad de la disolución también evidentemente expresada en moles. 182 00:13:42,000 --> 00:13:47,000 Si pensamos que la disolución está formada por un único soluto y un disolvente la cantidad 183 00:13:47,000 --> 00:13:51,000 de sustancia de la disolución será la suma de la cantidad de soluto y la cantidad de 184 00:13:51,000 --> 00:13:52,000 disolvente. 185 00:13:52,000 --> 00:13:59,000 En este caso la fracción molar es por definición expresada en tanto por uno se debe no multiplicar 186 00:13:59,000 --> 00:14:06,000 por cien y lo que tenemos es entonces cuatro formas distintas de expresar la concentración. 187 00:14:06,000 --> 00:14:12,000 Porcentaje masa a masa, porcentaje volumen en volumen y molaridad todas ellas se representan 188 00:14:12,000 --> 00:14:18,000 de la misma manera expresando entre corchetes el símbolo químico o la fórmula química 189 00:14:18,000 --> 00:14:19,000 del soluto. 190 00:14:19,000 --> 00:14:25,000 Sabremos cuál de las tres es por las unidades tanto por ciento y entre paréntesis masa 191 00:14:25,000 --> 00:14:30,000 a masa, tanto por ciento y entre paréntesis v partido por v o bien mol partido por litro 192 00:14:30,000 --> 00:14:35,000 alternativamente molar y por último fracción molar de soluto que se va a representar con 193 00:14:35,000 --> 00:14:41,000 esta letra g, en el subíndice pondremos la fórmula química del soluto si así lo deseamos 194 00:14:41,000 --> 00:14:45,000 y que no tiene unidades es adimensional. 195 00:14:45,000 --> 00:14:49,000 Con esto que hemos visto hasta este momento ya podremos resolver los ejercicios propuestos 196 00:14:49,000 --> 00:14:54,000 del 4 al 8. 197 00:14:54,000 --> 00:15:00,000 En el aula virtual de la asignatura tenéis disponibles otros recursos, ejercicios y cuestionarios. 198 00:15:00,000 --> 00:15:04,000 Asimismo tenéis más información en las fuentes bibliográficas y en la web. 199 00:15:04,000 --> 00:15:10,000 No dudéis en traer vuestras dudas e inquietudes a clase o al foro de dudas en el aula virtual. 200 00:15:10,000 --> 00:15:11,000 Un saludo y hasta pronto.