Evaluacion del Tema "Soluciones"

 1) Para curar enfermedades micóticas ( hongos) de las plantas se emplea una solucion de Sulfato de Cobre a una concentración de 3% P/V y se pulveriza con un rociador.

Como prepararia 10 litros de una solución asi ?

2) Para controlar el crecimiento de algas en las piscinasse emplea Sulfato de Cobre a una concentracion final ( en la piscina ) de 0,001   %  P/V .  Calcular cuantos kilos de Sulfato de Cobre se necesitan para tratar el agua de una piscina cuyas medidas son de 10 metros por 4 metros y esta llena hasta una profundidad de 2 metros.Como pueden observar la Concentracion del Sulfato de cobre es "baja " debido a que es una sustancia ligeramente toxica.

Nota : en el siguiente enlace les dejo una pista para resolver el problema de la pileta

Nota : Para prevenir el ataque de Hongos e Insectos a los arboles se emplea desde hace mas de un siglo  una Solucion de Sulfato de Cobre y Cal hidratada llamada "Caldo Bordeles", con esta solucion se pinta el tronco de los arboles.

Respuestas a los Problemas de Soluciones

 1) Para preparar 100 mL de "Suero Fisiológico" que es una solucion de Cloruro de Sodio al 0,9% p/v, hay que pesar 0,9 gramos de Cloruro de Sodio , transferirlo a un recipiente graduado y luego (revolviendo) agregar agua hasta completar el volumen de 100 mL.

2)Para preparar 25 litros tenemos en cuenta que 1 litro equivale a 1000 mL , entonces 

      Se deben pesar

                                                                          100 mL ---------- 0,9 gramos

                                                                       25.000 mL -------  25.000 x 0,9 / 100 = 225 gramos de cloruro de sodio , a los que agregaremos agua hasta completar 25 litros

3) La Solucion 3,6% p/V es 4 veces mas concentrada que la que se desea preparar entonces tomamos 250 mL de esa solucion y se le agrega agua hasta completar un volumen de 1000 mL , es decir se diluyó una  parte en 4 partes.

4) Como vimos antes, esa solución esta 4 veces mas concentrada que la "Solucion Fisiológica" por lo tanto a esos 5 litros le debemos agregar agua hasta llegar a 20 litros. 

5) Para conocer la concentracion de la mezcla de 200 ml de la Solucion " A"con 300 mL de la Solucion "B"  primero calculemos el volumen resultante de esa mezcla .Es de 500 mL, por otra parte  el Cloruro de Sodio proveniente de "A" es de 10 gramos y el de "B" es de 45 gramos , es decir 55 gramos en total de Cloruro de Sodio que estan estan esos  500 mL.Por consiguiente la Concentracion es de 55 grs /500 mL lo qur representa una concentracion de 10,1 gramos/ 100 mL .

Soluciones .Calculo aplicado a soluciones de uso corriente

 Para resolver este problema se debe saber convertir Gramos a Kilogramo y como en los problemas anteriores  saber convertir miliLitros a Litros.

Vamos a aplicar lo que aprendimos sobre  las Soluciones para  calcular el costo aproximado de preparar algunos productos.Es muy  aproximado porque en la estructura de  costos intervienen otros componentes ( laborales, impositivos, de amortizacion de equipos, propaganda, envases, distribucion,energia ,  etc).

Supongamos que se va a fabricar un Gel para desinfectar manos.Fundamentalmente estan formulados con  una sustancia llamada Carbopol ( es un nombre de fantasia , no es el nombre quimico) que se emplea para dar la consistencia de Gel ( algo gelatinoso) a muchas formulaciones.El resto es alcohol etilico ( Etanol) a una concentracion tal que es sanitizante.

Calcular el costo (   en     alcohol y en Carbopol) para fabricar un Litro de gel sanitizante sabiendo que el Carbopol cuesta 6000 Pesos el Kilogramo y el alcohol ( ya listo para su uso ) cuesta 890 Pesos los 5 litros.

Estos precios se tomaron de Mercado Libre ( 18/09/2020)

El Carbopol se usa  de forma que en la Solucion resultante quede a una concentración del 0,5 % P/V.

Nota :  Al calcular el costo del alcohol empleado suponer que la contribucion del volumen del Carbopol es despreciable frente al volumen del alcohol empleado.

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Otro producto podria  ser el caso de un Gel para el cabello.

Una de las sustancias  empleadas  para fabricar estos geles es la "Goma Xantica".Se emplea en una concentracion Final del 1% P/V .

Calcular el Costo aproximado de fabricar 1 Litro de gel para el cabello que contiene Goma Xantica y agua destilada ( agua desmineralizada ).

El precio de la Goma Xantica es de 604 Pesos el Kilogramo y el agua destilada cuesta 312 Pesos el bidon de 5 litros.

Como antes , suponer que el volumen de la Goma Xantica es despreciable frente al volumen del agua destilada.

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La Fabricacion de medicamentos posee normas de caluidad muy estrictas por consiguiente las sustancias empleadas tienen mayor precio, se denominan "De calidad Farmacopea" 

Una solucion empleada comunmente para pacientes de la Terapia Intensiva es la de "Bicarbonato de Sodio al 8 % P/V"

Calcular el Costo debido exclusivamente a los componentes para  preparar 1 Litro de dicha Solucion .

Datos : El Precio del Bicarbonato de Sodio USP ( Significa United States Pharmacopea que es la norma empleada en USA para las sustancias de uso medicinal) cuesta en un vendedor de Mercado Libre 320 Pesos el Kilo .

El "Agua destilada para uso Inyectable" cuesta 420 Pesos el Litro segun el mismo vendedor.

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La "Salmuera" es una solucion de Sal Comun en agua que se emplea desde epocas milenarias para conservar alimentos.Su concentracion mas recomendada para fines Gastronomicos es del 8% P/V

Calcular el Costo de fabricar 100 Litros de dicha Salmuera .Suponer que el agua corriente es gratuita y que como en los casos anteriores el volumen de la Sal es despreciable frente al volumen del agua.

Dato : El Precio de la Sal Comun en Bolsas de 50 Kilos  ( Cloruro de Sodio) de grado alimenticio es de

400 Pesos cada Bolsa. 

Resultados de la 5 ta Tarea publicada el 26 de Junio del 2020

Resolucion 

1) Como dice en el Blog , para saber el tipo de union "se calcula la DIFERENCIA de Electronegatividad entre  los átomos que se uniran,en el resultado , no importa el signo"


En la Tabla del Blog esta el dato de la Electronegatividad que necesitamos, debajo del Simbolo Quimico del cada Elemento esta ese dato






Calculamos para cada molecula :
Agua              Diferencia de electronegatividad : 3,5 - 2,1 =  1,4      se trata de una union Polar
Amoniaco                             "                             :  3 -2,1    =  0,9             "               union Polar
Acido Selenhidrico              "                             :  2,4 - 2,1 =  0,3             "               union No Polar
Acido Sulfhidrico                "                              :  2,5 - 2,1 = 0,4             "                union No Polar
Acido Clorhidrico                "                             :   3,0 - 2,1=  0,9             "               union Polar
Fosfina                                 "                             :   2,1 - 2,1 = 0,0             "                union no Polar
Metano                                 "                             :   2,5 -2,1 =  0,4             "               union  no Polar 

Aclaracion , como dice " no importa el signo de la cuenta" , ejemplo , es lo mismo calcular 3,5 -1,4 = 0,9 que calcular 1,4 -3,5 = -0,9  al no importar el signo.
Una vez que hicimos ese calculo vemos cual es el criterio para decidir si se trata de una Union Polar o No Polar ó Ionica .

El criterio para decidir que tipo de union se forma está en  en esta tabla del Blog       

Lo que puede verse es que las moleculas que poseen enlaces Polares ( agua , Amoniaco)  hierven en general a temperaturas mas elevadas que las moleculas cuyos atomos poseen enlaces no Polares.
Comparemos por ejemplo el Amoniaco con el Metano.El Amoniaco hierve a   41 °C bajo cero y el metano hierve a 162 °C bajo cero.En el Blog se explica cual es el efecto de la presencia de "polos" sobre la atraccion que sufren las moleculas entre si.
Comparemos el punto de ebullicion del agua     H2O ( hierve a 100 °C ) con el de el Acido Sulfhidrico SH2 ( hierve a 60 °C bajo cero) la diferencia entre ellas es que el atomo de Oxigeno posee mayor Electronegatividad y eso hace que el enlace con el atomo de Hidrógeno sea mas Polar.

2)  Cuantos átomos de cada elemento hay en las moléculas de cada una de las sustancias anteriores

 H2O hay dos atomos de Hidrógeno y un átomo de Oxígeno en cada molécula
NH3 hay tres atomos de Hidrógeno  y un átomo de Nitrógeno en cada molécula
SeH2 hay dos atomos de Hidrógeno y un átomo de Selenio en cada molécula
SH2 hay dos átomos de Hidrógeno y un atomo de azufre en cada molécula
ClH hay un atomo de Cloro y un átomo de Hidrógeno en cada molécula
PH3 hay un atomo de Fosforo y 3 átomos de Hidrógeno en cada molécula
CH4 hay una átomo de Carbono y 4 atomos de Hidrógeno en cada molécula

3;4;5y 6 ) Encontrar el tipo de union a partir de los datos de electronegatividad

Cesio y Cloro buscamos la electronegatividad de cada elemento en la Tabla    y hacemos la diferencia en este caso seria 3,5 - 0,7 = 2,8 se trata de una union de tipo iónico porque la diferencia es mayor a 1,7
Hacemos lo mismo para el resto
Fluor y Cloro   lo mismo  4,0 - 3,0 = 1   se trata de una union de tipo covalente polar
Potasio y Fluor                  4,0- 0,8 = 3,2  se trata de una union de tipo iónico
Calcio y Cloro                   3,0 -1,0 = 2,0  se trata de una unión de tipo iónico

 7) Escribir la Fórmula Quimica de una sustancia que posee un total de 5 atomos :Un atomo de Carbono, dos átomos de Cloro , un atomo de Hidrógeno y un atomo de Fluor

La fórmula de ese compuesto seria CCl2HF   Aclaracion : los numeros que indican cuantos atomos de cada elemento hay en cada molécula se ponen como sub- indice. El numero 1 no se pone ( se sobrentiende)  , el 2, 3 , 4 , 5 , etc  se ponen como sub-indice  aqui no se hizo por las caracteristicas de escritura disponibles en  este Blog.


8)Escribir la Fórmula Química de una sustancia que posee un total de 7 átomos: Un atomo de azufre, cuatro átomos de Oxigeno y dos átomos de Hidrógeno.

La Formula Química seria SO4H2 , escribiendo la formula con sub-indices seria H₂SO<sub>4 

Aclaración: Existen reglas para nombrar los compuestos Quimicos , convenciones donde se especifica cual es el orden en que se colocan los elementos, etc pero no vamos a seguir esas reglas que se denominan "Nomenclatura Química".Hay una organizacion Internacional que se ocupa de establcer esas Reglas.



9) Representar por medio de las Estructuras de Lewis la Molecula del gas Nitrógeno ( son dos atomos de Nitrógeno unidos )


Para hacer esta "Estructura de Lewis" , nos fijamos en la Tabla Periodica de los elementos representativos   y vemos que el elemento Nitrógeno está ubicado en el Grupo V , ,lo que significa como vimos que posee 5 electrones en su capa electrónica mas externa.Para llegar a la estructura del Gas Inerte mas cercano, cada atomo debe  compartir  3 electrones con el otro.</sub>






 
Aqui podemos ver tres formas de representacion de esa molécula de Nitrógeno, una es la de Lewis ( la pelotitas que representan a los electrones de la capa mas externa).Otra es la "formula molecular o formula quimica) donde los subindices dicen cuatos atomos hay de cada elemento. La otra es la fórmula desarrollada ó estructural donde cada par de electrones de union se representan con un guionó "rayita".La razon de que haya 3 tipos de representaciones se debe a que se utilizan segun la necesidad.


N<sub>2   esta es la formula quimica ó molecular 




La de arriba seria una representación de la "formula desarrollada " ó "estructural" , vemos que cada par de electrones de union en la representacion de Lewis se transformó ahora en una rayita</sub>






10) Representar por medio de Estructuras de Lewis la Molécula de Fosfina y la Molécula de acido Clorhidrico.



La Fosfina , el atomo de Fosforo ( Grupo V ) necesita 3 electrones para llegar a tener 8 y los obtiene compartiendo con 3 atomos de Hidrógeno.A su vez el Hidrógeno al compartir un electron adquiere la estructura electrónica externa similar al Helio como ya vimos anteriormente.



A la izquierda vemos la estructura de Lewis de la Fosfina y a la derecha la Formula desarrollada .En este caso se puso ademas una rayita simbolizando ese par de electrones que no se comparten.





Arriba vemos la representacion de Lewis de la Molecula de Acido Clorhidrico.El atomo de Cloro ( Grupo Vll) posee 7 electrones en su capa mas externa  y necesita uno mas para llegar a 8 , lo obtiene compartiendo uno con el atomo de Hidrógeno.A su vez el Hidrógeno al compartir un electron adquiere la estructura electrónica externa similar al Helio como ya vimos anteriormente.

La formula Quimica ó molecular es HCl


La Fórmula desarrollada ó estructural es H-Cl

Soluciones y su Concentracion , Ejercicios de aplicacion

Suero fisiológico

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Solución fisiológica para irrigación. Esta solución es usada para irrigar heridas, tejidos, cavidades corporales y la vejiga. La solución fisiológica para irrigación no debería administrarse intravenosamente.

La solución de cloruro de sodio al 0,9%  P/V o solución salina normal, erróneamente conocida como suero fisiológico o solución fisiológica (ya que carece de elementos proteicos), es una disolución acuosa de sal  ( Cloruro de Sodio) en agua, hasta cierto grado compatible con los organismos vivos debido a sus características .











Ejercicios
1) Describa todos los pasos para  preparar 100 mililitros ( 100 mL) de Suero Fisiológico.

2) Lo mismo que lo anterior pero para  preparar 25 litros de Suero Fisiológico.

3) Supongamos que tiene 5 litros de una Solucion ( X) de Cloruro de Sodio en agua cuya concentracion es de 3,6% P/V , ¿Como haria para preparar 1 litro de Solucion Fisiológica a partir de esta Solucion que esta mas concentrada?

4) ¿Cuantos litros de Solucion Fisiológica podrian hacerse agregando el agua necesaria a esos 5  litros de la Solucion ( X) cuya concentracion es de 3,6% P/V?Describa como la haria.


5) Se tienen dos soluciones  ( A y B ) de azucar comun ( Sacarosa) en agua, una de ellas ( A)  posee una concentracion del 5 % P/V  y la otra ( B)  posee una concentracion del 15 % P/V . ¿Cual seria la  concentracion resultante  de mezclar 200 mL de la Solucion  A con 300 mL de la Solucion B?


En el siguiente enlace hay pistas para resolver estos ejercicios .Usarlas solo en ultima instancia

Soluciones .Concentracion de una Solucion.Formas de expresar la Concentracion

Nota previa : Para resolver los problemas debe conocerse que relacion hay entre el Litro y el mililitro.


Una Solucion es consiste en una mezcla homogenea de mas 2 ó mas sustancias.Que sea homogenea se refiere a que sus Propiedades Intensivas son las mismas en cualquier porcion de ella.
Supongamos que ponemos una cucharada (de te)   de sal de mesa ( Cloruro de Sodio) en un vaso de agua y la revolvemos por unos minutos.La sal ( si es  buena calidad en cuanto a su pureza ) se va a DISOLVER totalmente, obtenemos asi una Solucion.
Podriamos obtener otras  Soluciones  de Sal en Agua si agregaramos distintas cantidades de Sal , todas serian Soluciones de Sal en Agua pero la diferencia entre ellas seria su CONCENTRACION.

En la imagen de arriba vemos una representacion de un recipiente que contiene una solucion liquida ( hago esta aclaracion de "liquida" porque tambien existen "Soluciones solidas" como las Aleaciones metalicas..A lo que esta en mayor cantidad  ( color azul) lo llamamos "solvente" y los circulos amarillos representan al "soluto".

Arriba vemos como serian comparativamente tres Soluciones ordenadas de menor a mayor Concentracion.
 Hasta ahora vimos una explicacion intuitiva pero en la realidad la Concentracion de las  Soluciones se expresa numericamente.Hay varias formas , vamos a ver la mas sencilla que consiste expresar la cantidad ( en gramos) de Soluto que hay disueltos en 100 mililitros de Solucion a esa forma de expresion se la llama de "Concentracion de Peso en Volumen).

Supongamos que queremos hacer 100 mililitros de una Solucion de Sal en agua cuya concentracion sea del 1 % Peso en Volumen.Significa que debemos poner 1 gramo de sal en un recipiente y luego agregar agua hasta que el Volumen de solucion sea de 100 mililitros.

En el siguiente enlace puede escucharse una explicacion acerca la preparacion de soluciones expresadas como vimos en el parrafo anterior y algunos ejercicios para practicar.

Como dije antes existen otras formas de expresar la Concentracion :Porcentaje Peso en Peso ( el Acido Sulfurico y el Acido Clorhidrico Comerciales se expresan asi) ; Concentracion Molar ;  Concentracion Normal; partes por millon  ( ppm);Concentracion expresada como Volumen en Volumen ( las bebidas alcoholicas se expresan asi  V/V ) .No vamos a estudiarlas en este curso.