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Semana Número 7
2019
El Agua y SolucionesDiapositivas con imágenes e
ilustraciones cortesía de Licda:
Lilian Guzmán.
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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.
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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)
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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.
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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.
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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.
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• 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.
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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.
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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 “
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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)
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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.
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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.
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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,
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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”
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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.
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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.
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Solubilidad de compuestos iónicos
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Iones hidratados
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Solubilidad de MOLECULAS
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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
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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.
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Efecto de la Temperatura en la solubilidad de
algunas sustancias
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Solu
bili
dad (
gra
mos d
e s
olu
to /100g d
e H
2O
)
Temperatura (∧C)
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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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23
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
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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
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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.
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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.
*
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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.
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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)
28
ESTADO FISICO DE LAS SOLUCIONES, note el estado físico del
solvente, define el estado físico final de la solución.
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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.
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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
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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.
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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.?
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Ejercicios del libroProb. 1.63 inciso a pág.39 (Respuesta pag 46 )
Prob.1.79 ( pag 43 y resp pág46 )
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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
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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.
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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
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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.