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Semana Número 7

2019

El Agua y SolucionesDiapositivas con imágenes e

ilustraciones cortesía de Licda:

Lilian Guzmán.

El agua

• Principal componente de nuestro planeta

cubre casi 71 % de su superficie.

• Componente mayoritario en peso de los

organismos vivos, entre un 50 %- 60 %

en el adulto, 75 % en el cuerpo del niño,

90 % de las algas, 96 % en los pepinos,

31 % en pan francés.

Características importantes del agua

• El agua químicamente pura es un líquido incoloro, insaboro e inodoro ( cualquier color, sabor ú olor que presente, se debe a la presencia de impurezas).

• Por su polaridad, es buen solvente para sustancias iónicas y covalentes polares.

• Existe en la naturaleza como : sólido ( iceberg, témpanos, nieve) líquido ( lagos, ríos, mares) gaseoso( geiser, nubes)

Propiedades físicas del aguaEstado físico: Sólido, líquido, gaseoso.

Características organolépticas:

• Incolora, insabora, inodora.

• Densidad : 1g/cm3 (1 g/cc ; 1 g/mL )a 4 0C

• Punto de congelación : 00C

• Punto de ebullición: 1000C

• Calor específico* : 4.184 J/ g °C ó

1.00 cal / g °C

• * Es 4 veces más alto que la arena.

Tensión superficial y capilaridad

• Tensión superficial: Fuerza de atracción

que induce a la superficie de un líquido a

contraerse y formar una “gota esférica”.

• Capilaridad . Movimiento del agua a

través de finos capilares presentes en

tejidos vivos. Ej: movimiento de agua

desde las raíces a hojas y tallos en

árboles, para la absorción de nutrientes y

agua.

Funciones en el cuerpo humano

Movilización de nutrientes : participa en absorción y transporte de nutrientes.

Movilización de desechos: a través de riñones ( orina) ,tracto digestivo ( heces), piel( sudor) pulmones (exhalar).

Control de la temperatura corporal: a través de sudoración.

Medio para reacciones enzimáticas El entorno acuoso favorece las interacciones entre sustancias, presentes en las células.

• Desintoxicante: toxinas externas o

sustancias producto de nuestro metabolismo

,pueden solubilizarse o dispersarse en agua

y así eliminarse por orina, pulmones, sudor,

heces.

• Lubricante: presente en líquidos que rodean

articulaciones, en mucosas digestivas ,

respiratorias, urinarias, ayudan a la

movilización de contenido en dichas vías.

• Función estructural: confiere volumen, y

resistencia a estructuras celulares.

El agua como solvente.

«El agua es el solvente polar mas

abundante en nuestro planeta»

Debido a su polaridad: Disuelve solutos

iónicos y covalentes polares .

Por su capacidad de formar puentes de

hidrogeno: dispersa moléculas que poseen

Hidrogeno unido a con N, O . Ej.: proteínas,

ácidos nucleicos, aún cuando sean

macromoléculas de alto peso molecular.

El agua el “solvente universal”

Debido a su abundancia en nuestro planeta

y organismos vivos, y su compatibilidad con

todos los tejidos vivos y su gran capacidad

de disolver sustancias. Es el solvente de

elección usado en medicamentos.

Por todo lo anterior, se considera

“El solvente Universal “

Hidrofilico é HidrofóbicoHidrofilico: sustancia que se disuelve en

agua ó tiene afinidad por ella, ej: sustancias

iónicas (Sal NaCl), covalentes polares y

sustancias que forman puentes de

hidrogeno con el agua( carbohidratos,

proteínas).

Hidrofóbico : Sustancia que no se disuelve

ni dispersa en agua : Moléculas covalentes

NO polares( aceite, petróleo, ceras, grasas)

MezclaPorción de materia, formada por dos ó más

sustancias ( simples o compuestas) combinadas

en proporciones variables. Los componentes no

reaccionan químicamente entre si, es decir

conservan sus identidades,). Ejemplo:

Agua salada, agua azucarada, granito, mármol.

Aire, saliva, orina, etc.

“Es una combinación física de dos o más

sustancias en las que no cambian sus

identidades.”

Las mezclas pueden ser: Homogéneas y

Heterogéneas.

Mezcla Homogénea

“Mezcla de dos o más sustancias que se

distribuyen uniformemente”

Forma una sola fase( no se identifican a simple

vista sus componentes)

• Fase: porción de materia que tienen la misma

composición y propiedades en todas sus partes.

• Las mezclas homogéneas se llaman

disoluciones ó soluciones, Ejemplo:

• Aire, Agua de mar, Aleaciones, agua

azucarada, sueros intravenosos usados

en clínicas y hospitales.

Mezclas Heterogéneas• “Mezcla de dos ó más sustancias que no se

distribuyen uniformemente.”

Forman 2 ó más fases, distinguibles entre ellas.

• Se da cuando las sustancias tiene polaridades

diferentes ,no se disuelven ó dispersan entre

ellas. También pueden darse en caso de tener

pesos moleculares muy grandes o constituyen

agregados moleculares de gran tamaño.

• Ejemplo suspensiones, mezclas de aceites o

grasas en agua,

suspensionesLas partículas de las suspensiones son tangrandes, que pueden verse a simple vista , noatraviesan filtros ni membranas semipermeables (Ej. membranas biológicas) Por eso puedensepararse sus componentes por filtración y diálisis

Estas partículas debido a su gran tamaño, tienengran peso y sedimentan al dejarse en reposo.

• Ejemplo: Horchata, suspensiones antiácidas( Maalox, Mylanta), antibióticos para niños,lociónes para la piel (calamina).Por eso en esas mezclas hay indicación de“agitese antes de usarse”

SOLUBILIDAD

• Máxima cantidad de soluto que puede

disolverse en 100 g de solvente, a una

temperatura dada.

• El solvente generalmente es el agua

y la temperatura a la que se determina, es

a 20 0C. Cada sustancia, tiene una

solubilidad determinada en el agua. Ej:

NaCl, 36 g en 100 g de H2O, a 20°C.

SOLVATACION• Proceso mediante el cual, un soluto es

rodeado por moléculas de solvente y lo

disuelve ( lo integra a la mezcla, de forma

homogénea).

• Si el solvente es el agua, el proceso

recibe el nombre de “Hidratación”.

• La región parcialmente negativa del agua

rodea la porción positiva del soluto y la

región parcialmente positiva del agua

rodea la porción negativa del soluto.

Solubilidad de compuestos iónicos

18

Iones hidratados

Solubilidad de MOLECULAS

19

Cuando el soluto es una molécula y este se disuelve en

agua, la molécula se hidrata, la mayoría de veces a través

de enlaces de Hidrogeno ó dipolo-dipolo. .

AGUA

AZUCAR

MOLECULAS DE

AZUCAR EN SOLUCIÓN

Factores que afectan la solubilidad y la

velocidad de la solubilidad

1-TEMPERATURA:

A- Solutos sólidos : En la mayoría al aumentar

la temperatura, aumenta la solubilidad.

«A mayor temperatura, mayor la solubilidad»

B- Solutos gases :

Al aumentar la temperatura,

disminuye la solubilidad de los

gases disueltos.

Efecto de la Temperatura en la solubilidad de

algunas sustancias

21

Solu

bili

dad (

gra

mos d

e s

olu

to /100g d

e H

2O

)

Temperatura (∧C)

Factores que afectan la solubilidad( continuación)

2-PRESION

Aplicable a solutos gaseosos. El

comportamiento de éstos lo explica la ley de

Henry :” La solubilidad de un gas en un

líquido se relaciona directamente, a la

presión de dicho gas sobre el líquido”.

A mayor presión, mayor solubilidad.

En solutos sólidos y líquidos la presión NO

afecta significativamente su solubilidad.

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Presión liberada

Burbujas de CO2

Fuera de la

solución

GAS A BAJA

PRESIÓN

Menos

moléculas de

gas disueltas

Ej.: Bebidas

gaseosas

CO2 bajo alta

presión

Mucho CO2

disuelto en el

refresco

Molécula de

gas

Ej. Bebidas

gaseosas

Mas moléculas

de gas

disueltas

Factores que afectan solubilidad ( continuación )

3- Naturaleza del soluto y el solvente ( ésta depende del tipo de enlace que poseen las partículas) .

“igual disuelve igual”

Solutos polares, se disuelven en solventespolares. Ejemplos.

Moléculas donde predominan enlaces covalentes polares. (Que forman enlaces dipolo-dipolo o forman puentes de Hidrogeno) o sustancias que presentan enlaces iónicos

Azúcar en agua, Sal en agua, alcohol en agua

Continuación factores que afectan la

solubilidad y la velocidad

Solutos no polares ( sustancias donde predominan los enlaces covalentes no polares , se disuelven en solventes no polares. EjemplosAceite en gasolina, pinturas de aceite en thiner ó en aguarrás.

Factores que afectan la velocidad de

la solubilidad, pero no la solubilidad.

Área Superficial ( tamaño de la partícula).

Afecta especialmente la velocidad de

solubilidad. A mayor área superficial (

menor tamaño de la partícula), se disuelve

más rápido. Ejemplo:

Un terrón o cubo de azúcar se disuelve

más lentamente que el azúcar granular.

*

SolucionesMezclas homogéneas de dos ó más componentes.

Se hallan formados por:

A-SOLUTO : se halla en menor cantidad.

B-SOLVENTE: se halla en mayor cantidad, y es el

que «solvata», o sea rodea e integra el soluto a la

mezcla, formando una porción de materia

homogénea.

En la naturaleza, en las soluciones como el aire, el

agua de ríos, lagos y mares; NO se halla un solo

soluto sino una gran variedad de solutos disueltos

en el agua y en el aire.

SOLUTO SOLVENTE SOLUCIÓN EJEMPLO

GAS GAS GASAIRE

(O2 y N2)

GAS LÍQUIDO LIQUIDO

Bebidas

carbonatadas

(CO2 en H2O)

LÍQUIDO LIQUIDO LIQUIDORon

(alcohol en H2O)

LIQUIDO SÓLIDO SÓLIDOAmalgama dental

(Hg (l) en Ag (s)

SÓLIDO LÍQUIDO LÍQUIDO Azúcar en agua

SÓLIDO SÓLIDO SÓLIDOOro de 14 kilates

(Ag en Au)

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ESTADO FISICO DE LAS SOLUCIONES, note el estado físico del

solvente, define el estado físico final de la solución.

Densidad de solucionesDensidad de una solución = masa / volumen.

La densidad de soluciones sólidas y líquidas,

se expresan en : g / cc ; g/ cm3 ; g/ mL

La densidad de soluciones gaseosas : g / L

Densidad de la orina :1.003-1.030 g/mL

Densidad del plasma :1.03 g/mL

Lea y comente la nota sobre densidad ósea, de la

sección la Química en la salud, pág: 37.

Densidad de solucionesDensidad = masa / volumen.

Unidades más comunes en las que se expresa la

densidad de las soluciones

.

Valores de algunas soluciones:

Hueso : 1.80 g / mL

Orina : 1.003 – 1.030 g / mL

Plasma sanguíneo: 1.03 g / mL

Aire ( seco) : 1.29 g / L

Soluciones sólidas Soluciones líquidas Soluciones gaseosas

g / cm3 g / mL g / L

Equivalencia mL, cm3, cc

Nota:

El uso de cc = cm3 es aplicable de

preferencia a sólidos. En la práctica ,

medica cuando se administran

medicamentos que son mezclas cuyo

solvente o medio dispersante es el agua, se

usa indistintamente cc = cm3 = mL . Aunque

en concepto existan diferencias.

Ejemplo, problemas de densidad

1-Calcule la densidad de un aceite si 280mL de éste

pesan 244.5 g.

d = m/v d= 244.5g / 280mL d= 0.8732 g/mL

2- Que volumen ocuparan 850 g de una solución que

posee una densidad 1.34 g /cm3.?

d = m / v, despejar v → v = m/ d

v= 850 g / 1.34 g /cm3 = 634.33 cm3

3-Resuelva el sig. Problema : La orina de un enfermo

renal tiene un valor de 1.045 g /mL. Se colectó 2,200g

de orina a que volumen corresponde.?

Ejercicios del libroProb. 1.63 inciso a pág.39 (Respuesta pag 46 )

Prob.1.79 ( pag 43 y resp pág46 )

Definición de soluciones en base a

la cantidad de soluto disuelto

1-En relación a la definición de solubilidad

de cada sustancia:

A- Saturada b-Sobresaturada c- Insaturada

2- En forma relativa por la cantidad estimada de

soluto disuelto:

A- Diluido B- Concentrado

Solución saturada

Solución que contiene la máxima cantidad

de soluto que se puede disolver a una

temperatura dada ( 20 0C).

Ej : Una solución que contenga 36 g de

NaCl en 100 g de H2O, debido a que ese

valor corresponde a la solubilidad del

NaCl.

Solución Insaturada y

sobresaturada.

Insaturada ó subsaturada: Contiene menos

soluto que una solución saturada.

Ej : menos de 36 g de NaCl en 100 g de

agua

Sobresaturada: posee más soluto disuelto a

cierta temperatura que una solución

saturada.

Ej: más de 36 g de NaCl en 100 g de agua

Solución Diluida y Concentrada.

• Diluida: Solución que contiene

comparativamente una cantidad pequeña

de soluto.

• Concentrada: solución que contiene

comparativamente una cantidad

relativamente grande de soluto.