SISTEMA PERIÓDICO

cultura científica nuevos materiales

Materiales inteligentes y aplicaciones

Actualmente, el término «inteligente» se ha adoptado como un modo válido de describir una clase de materiales que presentan la capacidad de cambiar sus propiedades físicas (viscosidad, forma, rigidez, color…) en presencia de un estímulo concreto. Algunas de sus aplicaciones son: • Existen y se comercializan gafas cuyas monturas están construidas con una aleación con memoria de forma.

Así, si la montura resulta doblada o deformada se puede recuperar su forma inicial tan solo calentándola.

Gafa con montura de titanflex (aleación de titanio).

• Investigadores europeos han desarrollado materiales innovadores con aplicaciones a la ingeniería de tejidos.

Estos materiales están diseñados para responder a estímulos concretos, como infecciones bacterianas, y pueden tener múltiples aplicaciones médicas.

Microscopía electrónica de barrido de un tejido de algodón recubierto de partículas de ZnO. • En el campo de la ingeniería sísmica existen aplicaciones para disminuir las vibraciones producidas durante un terremoto y garantizar la seguridad estructural de un edificio. • La industria aeronáutica se encuentra desarrollando alas de rigidez variable que responden a la carga del viento de forma activa para conseguir distintos objetivos como la disminución de cargas de fatiga, optimización aerodinámica, etc. • El nitinol (aleación de níquel y titanio) puede emplearse para fabricar alambres superelásticos que se pueden tejer en formas cilíndricas para varios usos.

Una de las aplicaciones más habituales son los «stents» vasculares para reforzar los vasos sanguíneos.

Stent.

Cuestiones

1 Los ingenieros de materiales estudian las cualidades, características y usos de los materiales, y aplican sus conocimientos para investigar y desarrollar nuevos materiales. Investiga acerca de las competencias y del perfil profesional de un ingeniero de materiales. 2 Busca información sobre los fluidos electrorreológicos y sus aplicaciones. 3 Una de las líneas de investigación más importantes sobre materiales inteligentes se refiere a los

«metamateriales». Responde a las siguientes preguntas, investigando en Internet: a) ¿cómo funciona un metamaterial?, b) aplicaciones actuales de los metamateriales.

4 En el año 2000, los químicos Alan Heeger,

Hideki Shirakawa y Alan MacDiarmid recibieron el

Premio Nobel de Química por el descubrimiento y desarrollo de polímeros sintéticos conductores de la electricidad. Busca información sobre las aplicaciones de este tipo de polímeros sintéticos.

122 En anayaeducacion.es puedes encontrar un documento sobre otros materiales muy interesantes y con múltiples aplicaciones hoy en día, los semiconductores y los superconductores.

Las unidades finalizan con un contenido de ampliación para acercar la química (en cuanto a su historia, aplicaciones, aspectos prácticos, etc.) al día a día del alumnado.

tic

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2UnidadEL estudio del efecto fotoeléctrico y corroborar sus conclusiones sobre este fenómeno. La herramienta nos permite explicar cómo afecta la longitud de onda de la radiación incidente y la intensidad de la luz a su capacidad para liberar electrones de la superficie de un metal. Se trata de una aplicación muy útil para el análisis de los parámetros fundamentales en este efecto. El efecto fotoeléctrico fue descubierto por H. Hertz en 1887 y consiste en la emisión de electrones por algunos metales cuando son iluminados con luz. En 1905, A. Einstein pudo explicar el efecto fotoeléctrico basándose en la hipótesis de Planck. En esta sección vamos a usar un simulador gratuito para el estudio del efecto fotoeléctrico En primer lugar ve a la página web del simulador. http://www.varga.org/recursos-educativos/efecto-fotoelectrico/index.html Verás que está en castellano y que te permite trabajar con varias magnitudes claves en el estudio del efecto fotoeléctrico. También podemos establecer gráficas energía frente a frecuencia y energía frente a longitud de onda. Por último para realizar la simulación completa tenemos que establecer la intensidad del haz luminoso y el potencial de frenado necesario para frenar los fotoelectrones arrancados de la superficie metálica. Simulador efecto fotoeléctrico

Podemos seleccionar la superficie metálica del cátodo sobre la que vamos a aplicar la radiación incidente, cliqueando en el desplegable del metal. Esta simulación nos permite trabajar con un rango amplio de superficies (aluminio, cobre, cobalto y así hasta veintidós metales diferentes). Una vez seleccionado el metal, la aplicación, por defecto, establece la frecuencia umbral (f0) y el trabajo de extracción (We) asociado a la superficie. Igualmente podemos elegir mediante un cursor la longitud de onda de la radiación (m) con la que vamos a incidir sobre el metal y al mismo tiempo nos ofrece la posibilidad de co-nocer la energía del fotón incidente (E = h·f). Así, por ejemplo, si elegimos el sodio como superficie metá-lica, la aplicación nos establece una frecuencia umbral (f0) con valor 5,51 ·1014 s–1 y un trabajo de extracción (We) cuyo valor es 2,28 eV. Si iluminamos la superficie con una radiación incidente de longitud de onda m =645 nm observamos que no conseguimos arrancar electrones (la energía asociada a la radiación es inferior al trabajo de extracción). En cambio, si utilizamos una radiación incidente de longitud de onda λ = 400 nm conseguimos arrancar electrones de la superficie (la energía asociada a la radiación es superior al trabajo de extracción).

1 Responde a las siguientes cuestiones utilizando la simulación: a) ¿Qué ocurre con la energía cinéti-ca de los fotoelectrones cuando se duplica la frecuencia de la radiación que incide sobre un metal? b) Al irradiar un metal con luz roja (682 nm) se produce efecto fotoeléctrico, ¿qué ocurrirá si irradiamos el mismo metal con luz amarilla (570 nm)? Cuestiones

67 En el estudio de la química, el empleo de las TIC merece un tratamiento específico.

TrAbaja con lo aprendido

Recuerda seleccionar el material de trabajo de esta unidad para tu portfolio. trabaja con lo aprendido

Consideraciones históricas

1 Indica tres de las tríadas de elementos químicos esta-blecidas por Döbereiner. ¿Qué característica presentaba el peso atómico (masa atómica) del elemento central de las tríadas en relación con los otros dos?2 1-2-4. ¿A qué partes del sistema periódico ac-tual se asemejan las «octavas de Newlands»?3 ¿Qué elementos fueron previstos por Mendeléiev antes de ser descubiertos? ¿Cómo los llamó Mende-léiev y cuáles son sus nombres actuales?4 Utilizando la bibliografía y otros medios de informa-ción busca los científicos y científicas españoles implica-dos en el descubrimiento de nuevos elementos quími-cos. Relaciona tus hallazgos con la meta 5.5 de los ODS. Configuraciones electrónicas y posición en el sistema periódico 5 Explica qué tienen en común, en relación con la configuración electrónica, los elementos pertene-cientes a un mismo grupo del sistema periódico.6 ¿Por qué el tercer período tiene únicamente ocho elementos y el cuarto tiene dieciocho?7 Escribe las configuraciones electrónicas de los ele-mentos de números atómicos 19, 26, 33 y 35.8 Dadas las configuraciones electrónicas siguientes, indica el número atómico, el grupo y el período de cada elemento: a) 1s2 2s2 p6 3s2 p6 4s2 3d9 b) Indica a qué grupo del sistema periódico pertenece cada elemento y si son metales o no metales.c) ¿Cuál es el elemento más electropositivo y cuál es el elemento más electronegativo?11 Dados los elementos A, B y C, de números atómicos 6, 12 y 19: a) Escribe la configuración electrónica de cada uno de ellos. b) Indica su situación en la tabla periódica (grupo y período). c) Ordena de mayor a menor potencial de ionización.12 Para los elementos sodio, azufre y cloro: a) Escribe sus configuraciones electrónicas.b) Ordena los elementos por orden creciente de po-tencial de ionización y justifica tu respuesta.c) Ordena los elementos por orden creciente de ra-dio atómico y justifica tu respuesta.13 Basándose en las propiedades periódicas de los ele-mentos EI (Z = 35), EII (Z = 36) y EIII (Z = 37), razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones: a) EIII posee mayor potencial de ionización que EI.b) EI tiene menor afinidad electrónica que EII.c) La electronegatividad de EI es mayor que la de EII. 14 A la vista de las configuraciones electrónicas de los elementos de números atómicos 9, 16, 20, 34 y 38, indica: b) 1s2 2s2 p6 3s2 p6 4s2 3d10 4p2 c) 1s2 2s2 p6 3s2 p6 4s2 3d10 4p6 d) 1s2 2s2 p6 3s2 p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d2 9 Los elementos de transición Cu, Ag y Au tienen de números atómicos 29, 47 y 79, respectivamente: a) Escribe sus configuraciones electrónicas. b) Si forman iones con carga positiva +1, ¿qué elec-trón perderán? c) Escribe las configuraciones electrónicas de los iones: Cu+, Ag+ y Au+ . a) ¿En qué período se encuentran y a qué grupo per-tenecen? b) ¿Quién tendrá mayor potencial de ionización?c) Clasifícalos en metales y no metales.15 Ordena de mayor a menor radio atómico los elemen-tos: cadmio, mercurio, cinc y germanio.16 Ordena los elementos químicos magnesio, calcio, flúor, cloro y potasio en función de su: a) Mayor potencial de ionización.b) Menor electronegatividad. 90 Propiedades periódicas 10 Considera los elementos con número atómico 4, 11, 17 y 33: a) Escribe la estructura electrónica señalando los electrones de la capa de valencia. 17 Según su posición en el sistema periódico señala el elemento de: a) Mayor radio atómico: magnesio o aluminio.b) Mayor potencial de ionización: sodio o magnesio.c) Electronegatividad más alta: silicio o azufre.d) Carácter metálico: calcio o cromo.

En anayaeducacion.es encontrarás la solución de todas las actividades numéricas. Unidad 3

Indica: a) configuración electrónica de estos elemen-tos; b) grupo y periodo al que pertenecen; c) justificación de la gran diferencia que existe entre ambos valores de la energía de sus potenciales de ionización; d) cómo varía el potencial de ionización para los elementos de un mismo grupo y de un mismo pe-riodo. Datos: números atómicos Li = 3, F = 9, K = 19. Generales de toda la unidad 25 Un isótopo del cobalto es utilizado en radioterapia para el tratamiento de algunos tipos de cáncer. Escribe el símbolo nuclear del isótopo del cobalto (Z = 27), que tiene 33 neutrones. Justificad vuestra respuesta de acuerdo con el objetivo 3 de desarro-llo sostenible. 26 El número atómico (Z) de un elemento es 30:a) Escribe su configuración electrónica.b) Indica su posición en el sistema periódico.c) ¿Es un elemento metálico o no metálico?27 Escribe las configuraciones electrónicas de los tres primeros gases nobles e indica sus números atómicos.28 Dados los iones Na+ y Al3+, ¿cuál tiene mayor radio iónico? Datos: números atómicos: Na = 11, Al = 13.29 Escribe las estructuras electrónicas de los iones F− , K+, Mg2+ y Fe3+ . 30 Tres elementos tienen números atómicos 19,35 y 54, respectivamente. Indica: a) estructuras electrónicas; b) su posición en la tabla periódica; c) ¿cuál tiene mayor afinidad electrónica?; d) cuál menor potencial de ionización? 31 Busca información sobre las tierras raras para dar una respuesta razonada a qué elementos los constituyen; aplicaciones concretas de algunos de ellos; países principales productores de los minerales que contienen estos elementos; ¿conoces algún proyecto para abrir una mina de tierras raras en España? ¿La extracción de estos elementos puede causar contaminación y riesgos medioambientales? Ajusta tus respuestas a alguna meta de los ODS 7, 8 y 9.32 Los transactínidos son elementos sintéticos y radiactivos, y algunos son tóxicos. Busca información e indica su nombre y símbolo. ¿Por qué alguno de ellos no produce efectos negativos sobre la salud humana ni el medio ambiente? Justifica las respuestas de acuerdo con la meta 12.4 de los ODS. 18 Para el elemento alcalino del tercer período y para el segundo elemento del grupo de los halógenos: a) Escribe sus configuraciones electrónicas.b) ¿Qué elemento de los dos indicados tendrá la primera energía de ionización menor? Razona la respuesta. c) ¿Cuál es el elemento que presenta mayor tenden-cia a perder electrones? Razona la respuesta.19 Dados los elementos químicos aluminio, boro, car-bono, oxígeno y flúor: a) ¿Quién tiene mayor el primer potencial de ioniza-ción? b) ¿Cuál tendrá menor afinidad electrónica?c) Ordénalos en forma creciente de su electronega-tividad. d) Ordénalos en forma creciente de su radio ató-mico. 20 Ordena en forma decreciente de su radio atómico los elementos estaño, estroncio, yodo y rubidio.21 Dados los elementos químicos de números atómicos 12, 17 y 35, indica: a) ¿Cuál tiene mayor afinidad electrónica?b) ¿Cuál tiene mayor radio atómico?22 Dados los elementos químicos de números atómicos 11, 16 y 19, ordénalos en forma creciente de su elec-tronegatividad. 23 Los números atómicos de los elementos A, B, C, son, respectivamente, Z, Z + 1 y Z + 2. Se sabe que el elemento B es un gas noble que se encuentra en el tercer periodo: a) ¿En qué grupo de la tabla periódica se encuentran los elementos A y C? ¿Qué configuración electró-nica presentan en su capa de valencia estos ele-mentos? b) ¿Pueden formar algún compuesto los elementos A y C? ¿qué tipo de enlace podrían formar?c) ¿Qué te hace decir eso? Comenta si es cier-ta la siguiente afirmación: «Los átomos del elemento B son isoelectrónicos con los átomos del elemento A». Justifica tu respuesta.24 El primer y segundo potencial de ionización para los elementos litio, fluor y potasio. Litio Flúor PotasioPrimer potencial (KJ · mol–1) 520 1 680 419Segundo potencial (KJ · mol–1) 7300 3370 3052 anayaeducacion.es Consulta el apartado «Para estudiar» en el banco de recursos.

Dispones de las soluciones de todas las actividades numéricas en anayaeducacion.es

91 Actividades relacionadas con todos los contenidos estudiados en la unidad, para reforzar dichos contenidos y autoevaluar lo aprendido.

1 EstrategIas de resolución de problemas Unidad

1 El carbonato de magnesio reacciona con el ácido fosfórico y da lugar al fosfato de magnesio, dióxido de carbono y agua: a) Escribe la reacción ajustada b) Se mezclan 72 g de carbonato de magnesio y 37 mL de ácido fosfórico (densidad = 1,34 g/mL y riqueza del 50% del ácido). Calcula el volumen de dióxido de carbono que se obtiene medido a 23 oC y presión de 743 mm de Hg. Datos: Masas atómicas C = 12 u; O = 16 u; Mg = 24 u; P = 31 u; H = 1 u. Planteamiento y resolución 1. Lo primero que hay que hacer es leer cuidadosamente el enunciado, identificar correctamente los compuestos y luego hacer el ajuste de la reacción. MgCO3 + H3PO4 → Mg3(PO4)2 + CO2 + H2O 3 MgCO3 + 2 H3PO4 → Mg3(PO4)2 + 3 CO2 + 3 H2O Recordar para hacer el ajuste hay que fijarse en el producto o reactivo más complicado, que nos dará la clave para el ajuste de todos los demás elementos. El Mg está solo en un producto y un reactivo, el grupo fosfato igual, luego ellos nos dan la clave para el ajuste completo. Ajustados el carbonato y el fosfato el resto se completa fácilmente. Hay que repasar todos los elementos en reactivos y productos. 2. Nos dan los datos en masa y volumen, pero debemos de trabajar en cantidad de sustancia (mol) para poder aplicar el ajuste. (MMgCO3 = 84 g · mol-1 ; MH3PO4 = 84 g · mol-1) nMgCO3 = ·g g mol 72 84 1 = 0,86 mol nH3PO4 = 1,34 g/mL · 37 mL · 0,5 · g mol 98 1 = 0,25 mol puros Es decir, en 37 mL de ácido fosfórico hay 0,25 mol de ácido puro, el resto es agua. (Recordemos que solo reacciona la cantidad de sustancia pura). La siguiente pregunta es si reaccionará toda la cantidad de sustancia presente; para averiguarlo hay que buscar cuál es el reactivo limitante (que será el que esté en proporción inferior manteniendo la estequiometría de la reacción) y cuál sobra. Suponemos uno primero y otro después: – Si el limitante fuera el carbonato necesitaríamos, según la proporción que indica la ecuación química ajustada: 0,86 mol MgCO3 · molH PO molMgCO 2 3 3 4 3 = 0,57 mol de H3PO4, pero solo tenemos 0,25. – Por el contrario si lo fuera el ácido fosfórico necesitaríamos: 0,250 mol H3PO4 · molH PO molMgCO 2 3 3 4 3 = 0,375 mol de MgCO3 En este caso, sí los tenemos. De hecho, como tenemos 0,86 nos sobran 0,485 mol de carbonato. Luego el reactivo limitante es el ácido fosfórico y reaccionan 0,375 mol de MgCO3 con 0,250 mol de H3PO4. A continuación, suponemos la reacción completamente desplazada a la derecha, lo que, por otra parte, resulta lógico al ser el CO2 un producto gaseoso y los demás estar en disolución acuosa. 3 MgCO3 + 2 H3PO4 → Mg3(PO4)2 + 3 CO2↑+ 3 H2O La estequiometría indica que la cantidad de sustancia de carbonato que reacciona es la misma que la de dióxido de carbono que obtenemos, luego serán 0,375 mol de CO2. Como nos preguntan el volumen obtenido a 23 ºC y 743 mmHg aplicamos la ecuación general de los gases: p · V = n · R · T en las unidades adecuadas y despejamos V: · · V p n T R = ·, · , · · · mmHg mmHg atm 1mol atm L mol K K 743 7600375 0082 2961 1 –– – = de CO2 ANÁLISIS DEL PROBLEMA Debemos asegurarnos de haber formulado adecuadamente los compuestos, realizado el ajuste y haber detectado cuál es el reactivo limitante. A veces nos confiamos en que los datos aportados corresponden a una estequiometría ya ajustada, y no siempre es así. Por otro lado, conviene recordar lo que ya se ha indicado en numerosas ocasiones a lo largo de cursos anteriores: los problemas de cálculo en química se deben resolver utilizando factores de conversión, ya que es una estrategia de resolución de problemas más rápida respecto a hacerlo paso a paso; y es además, la establecida como preferente en el BOE. DISCUSIÓN DE RESULTADOS Para comprobar que los resultados son correctos debemos repasar tomando el resultado como correcto y hacer las operaciones a la inversa: obtener la cantidad de sustancia de carbonato que han reaccionado y sumar la que no han reaccionado: 0,98 atm · 9,31 L = n · 0,082 atm ·L · mol-1 · K-1· 296 K; despejando n = 0,375 mol de dióxido, que coinciden con los de carbonato en la reacción, que sumados a los que no reaccionan (0,485 mol) nos dan los iniciales (0,86 mol). Cálculos estequiométricosEstrategias de resolución de problemas 2 Se tienen 0,5 litros de una disolución de ácido clorhídrico del 86 % de riqueza en masa y de densidad 1,24 g/mL. Calcula: Ahora ya tenemos todos los datos para calcular el dato pedido en el enunciado: Xsoluto: , mol mol 314 , 236 = 0,75 Al ser un tanto por uno, el resto será disolvente: a) La molaridad. b) La molalidad. c) La fracción molar del soluto. d) El volumen de esa disolución de ácido clorhídrico necesario para preparar 150 mL de otra disolución 2 M. e) ¿Cuál es la molaridad de la disolución que resulta de mezclar 100 mL de este ácido obtenido con 0,25 L de ácido clorhídrico 0,5 M? Datos: Masas atómicas: H = 1 u; Cl = 35,5 u. Planteamiento y resolución 1. Lo primero que hay que hacer es leer cuidadosamente el problema, e identificar el compuesto y los datos que nos dan, y los que nos piden en cada apartado. a) Molaridad = Volumendedis lución (L)cantidad de sustanciadesoluto(mol) o Planteamos así el cálculo: M (HCl) = 1 + 35,5 = 36,5 g · mol-1 ó , ó mLdisoluci n gdisoluci n 1 ó124 · gdisoluci n gsoluto 100 86 · , molsoluto gsoluto 1 36 5 · · óLdisoluci n ómL disoluci n 1 1000 = 29,2 M b) Molalidad = cantidad de sustanciadesoluto(mol) masa disolvente(kg) Vamos a los datos del problema y la riqueza indica que 86 g de soluto están en 100 g de disolución, por tanto, los restantes 14 g son de disolvente. Así pues, en 1 000 g (1 kg) de disolvente tendremos: ógdisoluci n gsoluto 100 86 · , ó g molsoluto disoluci n36 5 1 · · gdisolvente gdisoluci n 14 1100 ó · kg disolvente gdisoluci n100 ó = , kg mol 1683 c) La fracción molar de soluto es el tanto por uno considerando la cantidad de sustancia de soluto (mol) respecto a la cantidad de sustancia total de la disolución (mol). Es decir, si tenemos 86 g soluto en 100 g de disolución: M (HCl) = , g mol gdeHCl 36 5 86 · 1– = 2,36 mol de HCl. =HO 18gm l^100 86g de HO –M o 2 2 1–^ h h = 0,78 mol de H2O La suma de ambos. Disolución = 2,36 mol + 0,78 mol = 3,14 mol. Xdisolvente: 1 – 0,75 = 0,25 d) g Para preparar 150 mL de una disolución 2 M calculamos los gramos de soluto que necesitamos, considerando la riqueza del 86 % y la densidad indicadas: L mol 1 2 · mL L 1000 1 · 150 mL= 0,30 mol · , mol1 36 5 = 10,95 g de HCl puro Al considerar la riqueza y la densidad de la disolución inicial, podemos escribir: 10,95 g soluto puro · ó gsoluto gdisoluci n inicial 86 100 = 12,73 g de la disolución inicial · , ó ó gdisoluci n inicialmL disoluci ninicial 124 1 = = 10,27 mL de disolución inicial. Es decir, cogería 10,27 mL de la disolución inicial y añadiría agua hasta 150 mL, que es el volumen final deseado. e) Si partimos de 100 mL de una disolución 2 M tendremos: L mol 1 2 · mL L 1000 1 · 100 mL=0,2 mol Lo vamos a mezclar con 0,25 L de otra disolución 0,5 M: 1 , · ,L mol L05 025 = 0,25 L = 0,125 mol En total tendríamos 0,325 mol de HCl en 0,35 L de disolución. Luego: , L mol 035 , 0325 = 0,93 mol/ L = 0,93 M. ANÁLISIS DEL PROBLEMA Debemos ser cuidadosos con todos los pasos. Lo más importante es tener claro siempre la disolución de la que partimos y la que queremos obtener, y comprobar si el resultado es lógico o no. Conviene, en este tipo de problemas recordar la diferencia entre los conceptos de densidad (donde se relaciona masa total de la disolución con el volumen total de la disolución) y las distintas formas de expresar la concentración (donde, en su mayoría, se relaciona la masa del soluto con el volumen de la disolución; a excepción de la molalidad).

29

28 En cada unidad, se incluye la resolución de diferentes problemas, se analizan los enunciados y se discuten los resultados obtenidos.

ACTIVIDADES EXPERIMENTALES

Actividades experimentales

Objetivo

Material y reactivos

procedimiento

Cuestiones

1 Calcula la cantidad de soluto que necesitarás pesar para preparar la disolución anterior de

NaOH 0,5 M. 2 Las variaciones. Si, en lugar de querer preparar una disolución sólido-líquido hubieras querido preparar una líquido-líquido, ¿qué material habrías necesitado? 3 Si la disolución anterior hubiera sido de ácido sulfúrico en agua, ¿qué precauciones habrías debido tomar? Desde el punto de vista práctico, ¿cómo debes hacerlo?

366 1 Preparación de una disolución de concentración conocida

Aprender los pasos generales para preparar en el laboratorio una disolución de una determinada concentración. En concreto, un litro de disolución de NaOH 0,5 M.

• idrio de reloj. • Balanza digital. • Vaso de precipitados grande. • Varilla agitadora. • Matraz aforado de 1 L. • Embudo. • Frasco lavador. • Cuentagotas. • Hidróxido de sodio (sólido). • Agua destilada.

1 Calcular y pesar en la balanza la cantidad de soluto necesaria. Utilizar para ello un vidrio de reloj. 2 Transferir el soluto al vaso de precipitados y añadir agua destilada, aproximadamente un tercio del volumen final, agitando para disolver. 3 Trasvasar la disolución al matraz aforado y completar con disolvente (agua destilada, en este caso) agitando periódicamente, hasta una altura próxima al enrase, sin alcanzar la marca. Esta operación se realiza normalmente con un frasco lavador. 4 Completar el volumen (de disolución requerido) enrasando cuidadosamente con un cuentagotas. 5 Tapar y etiquetar la disolución. Objetivo

Material y reactivos 2 Preparación de una disolución diluida a partir de otra concentrada

Muchas veces en el laboratorio no tenemos una disolución de la concentración que necesitamos, y hay que prepararla a partir de otra cuya concentración sí conocemos. En esta práctica vamos a dar los pasos generales para preparar una disolución de ácido sulfúrico diluido partiendo de otro más concentrado y posteriormente, se piden los cálculos para preparar 0,25 L de una disolución 0,5 M de ácido sulfúrico a partir de otra de ácido sulfúrico concentrado al 61,54% en masa y densidad 1,515 g/mL.

• Probeta. • Pipeta graduada y succionador. • Matraz aforado y embudo. • Vaso de precipitados grande. • Frasco lavador. • Cuentagotas. • Ácido sulfúrico concentrado. • Agua destilada.

procedimiento

Recuerda

La densidad de una disolución se define como: Densidad = masa de la disolución volumen de la disolución 1 Calcular el volumen a tomar de la disolución concentrada, teniendo en cuenta su concentración y su densidad.

Para ello, la clave está en tener presente que la cantidad de sustancia de soluto de la nueva disolución (disolución diluida) será la misma que tomemos de la disolución concentrada. 2 Tomar con la pipeta el volumen calculado (¡ojo, no se debe pipetear directamente de la botella!, ¡ni con la boca!).

Se vierte un volumen de ácido mayor del requerido en un vaso de precipitados, y después se pipetea, desde él y utilizando el succionador, el volumen de ácido deseado. También se puede medir el volumen requerido con la probeta. 3 Llevar al matraz el volumen de ácido concentrado tomado y completar con el disolvente (agua destilada) hasta alcanzar el volumen final, agitando levemente para facilitar la homogenización. 4 Tapar y etiquetar la nueva disolución.

Cuestiones

1 Con los datos aportados en la práctica, calcula el volumen de ácido sulfúrico concentrado que tienes que tomar para preparar la disolución diluida. 2 ¿Cuántos gramos de H2SO4 puro hay en dicho volumen? 3 ¿Dónde hay mayor cantidad de sustancia de ácido, en la disolución concentrada o en la diluida? 4 Si ahora hicieras una nueva dilución añadiendo agua destilada hasta obtener el doble del volumen final, ¿cuál sería la nueva concentración? ¿Qué cantidad de sustancia de ácido puro contendría?

367

Al final del libro se proporcionan una serie de actividades experimentales para que los docentes puedan ponerlas en práctica en el laboratorio de química con su alumnado.

Educación emocional

Aprende a conocerte; identifica las situaciones que te generan emociones bloqueantes y gestiónalas con experiencias de autoafirmación constructiva.

Cultura emprendedora

Confía en tus aptitudes y conocimientos, desarrolla la creatividad, adáptate a las situaciones cambiantes y ten una actitud proactiva y responsable.

TIC

Aprende a obtener información, seleccionarla y aplicarla; a planificar, gestionar y elaborar trabajos; a colaborar en Red de forma ética y segura.

Orientación

académica y profesional

Valora tus capacidades personales, descubre y despierta tu vocación, entrénate en la toma de decisiones y aprende a orientarte entre distintas opciones.

Evaluación

Descubre diversas estrategias para analizar qué has aprendido y cómo lo has aprendido; entrénate para asumir compromisos o superar dificultades.

ASÍ ES el PROYECTO DIGITAL

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Recursos relacionados con LAS CLAVES del proyecto

Más sobre las claves

ODS

Compromiso ODS, con microvídeos que te ayudarán a conocer cuáles son las metas para alcanzar los Objetivos de Desarrollo Sostenible trabajadas en el proyecto.

Plan Lingüístico, con infografías que te darán las pautas para abordar el trabajo por medio de distintos tipos de textos (descriptivo, narrativo, expositivo, etc.).

Desarrollo del pensamiento, donde se incorporan explicaciones sobre cómo aplicar las distintas estrategias de pensamiento planteadas en el proyecto.

Aprendizaje cooperativo, que incluye la descripción de las técnicas de aprendizaje cooperativo propuestas en el proyecto.

Educación emocional, con orientaciones para superar la inquietud generada en diferentes situaciones de tu proceso de aprendizaje (inicio del curso, enfrentarte a un examen, etc.).

TIC, mediante fichas que reforzarán tu uso saludable, correcto y seguro de las tecnologías de la información y la comunicación.

Orientación académica y profesional, con información sobre diferentes profesiones vinculadas a los contenidos tratados en la asignatura.

Evaluación, se presentan orientaciones para hacer tu portfolio, así como rúbricas y dianas que facilitan tu autoevaluación.