“DILUCIONES”.

“SOLUCIONES Y LA TEORIA CINETICA MOLECULAR”.
1.-INTRODUCCION.
Esta teoría describe el comportamiento y las propiedades de la materia en base a cuatro postulados:
1) La materia está constituida por partículas que pueden ser átomos ó moléculas cuyo tamaño y forma característicos permanecen el estado sólido, líquido ó gas.
2) Estas partículas están en continuo movimiento aleatorio. En los sólidos y líquidos los movimientos están limitados por las fuerzas cohesivas, las cuales hay que vencer para fundir un sólido ó evaporar un líquido.
3) La energía depende de la temperatura. A mayor temperatura más movimiento y mayor energía cinética.
4) Las colisiones entre partículas son elásticas. En una colisión la energía cinética de una partícula se transfiere a otra sin pérdidas de la energía global.
La teoría cinética molecular nos describe el comportamiento y las propiedades de los gases de manera teórica. Se basa en las siguientes generalizaciones.
1. Todos los gases tienen átomos ó moléculas en continuo movimiento rápido, rectilíneo y aleatorio.
2. Los átomos ó moléculas de los gases están muy separados entre sí, y no ejercen fuerzas sobre otros átomos ó moléculas salvo en las colisiones. Las colisiones entre ellos o con las paredes son igualmente elásticas.
MODELO CINÉTICO MOLECULAR: Según éste modelo de materia, todo lo que vemos está formado por unas partículas muy pequeñas, que son invisibles aún a los mejores microscopios y que se llaman moléculas. Las moléculas están en continuo movimiento y entre ellas existen fuerza atractivas, llamadas fuerzas de cohesión. Las moléculas al estar en movimiento, se encuentran a una cierta distancia unas de otras. Entre las moléculas hay espacio vacío.
En el estado solido las moléculas están muy juntas y se mueven oscilando alrededor de unas posiciones fijas; las fuerzas de cohesión son muy grandes. En el estado líquido las moléculas están más separadas y se mueven de manera que pueden cambiar sus posiciones, pero las fuerzas de cohesión, aunque son manos intensas que en el estado sólido, impiden que las moléculas puedan independizarse. En el estado gaseoso las moléculas están totalmente separadas unas de otras y se mueven libremente; no existen fuerzas de cohesión.
Sí aumentamos la temperatura de un sistema material sólido, sus moléculas se moverán más rápidamente y aumentarán la distancia medía entre ellas, las fuerzas de cohesión disminuyen y llegará un momento en que éstas fuerzas son incapaces de mantener las moléculas en posiciones fijas, las moléculas pueden entonces desplazarse, el sistema material se ha convertido en líquido.
Si la temperatura del líquido continúa aumentando, las moléculas aumentarán aún más su rapidez, la distancia media entre ellas irá aumentando y las fuerzas de cohesión van disminuyendo hasta que finalmente las moléculas pueden liberarse unas de otras, ahora el sistema material o conjunto de moléculas está en estado gaseoso.
Si disminuimos la temperatura de un sistema material en estado gaseoso, disminuye la rapidez media de las moléculas y esto hace posible que al acercarse las moléculas casualmente, las fuerzas de cohesión, que siempre aumentan al disminuir la distancia, puedan mantenerlas unidas, el sistema material pasará al estado líquido.
Si disminuye aún más la temperatura, al moverse más lentamente las moléculas, la distancia media entre ellas sigue disminuyendo, las fuerzas de cohesión aumentarán más y llegará un momento que son lo suficientemente intensas como para impedir que las moléculas puedan desplazaras, obligándolas a ocupar posiciones fijas, el sistema material se ha convertido en un sólido.
2.- OBJETIVOS.
Objetivo general: Definir el significado de teoría cinética molecular para la comprensión de la misma
Objetivos específicos:
Ø Determinar los tipos de factores que influyen en la velocidad de disolución del soluto sobre el disolvente para así diferenciarlos.
Ø Observar los cambios ocurridos en cada uno de los procedimientos realizados en la práctica para el establecimiento de la velocidad de la solución.
3.-MATERIALES.

Materiales:

Ø Varilla de agitación.
Ø Vaso de precipitación.
Ø Termómetro.
Ø Mechero de Bunsen.
Ø Tubos de ensayo.
Ø Mortero y Pistilo.

Reactivos:

Ø Tricloruro de metilo.
Ø Yodo (I2).
Ø Sulfato de cobre (CuSO2)
Ø Nitrato de potasio (KNO3).
Ø Agua destilada.
Ø Cloruro de sodio (NaCl).
Ø Sacarosa (C6H 12 O6).
Ø Aceite

4.- PROCEDIMIENTO.

Efecto del movimiento de agitación: Coloque pequeñas cantidades de sulfato de cobre granulado en 2 tubos de ensayo con agua destilada hasta la mitad. Tape y agite vigorosamente un tubo, mientras el otro permanece en reposo, observar la velocidad de disolución del soluto en cada caso (Registrar tiempo).

Efecto del tamaño de la partícula: En 2 tubos con agua destilada hasta la mitad, coloque un cristal grande de sulfato de cobre en un tubo y una cantidad aproximadamente igual de sulfato de cobre pulverizado (en el otro tubo) que se obtiene triturando un cristal grande en un mortero. Tape y agite vigorosamente y observe las velocidades de disolución relativas (Registrar tiempo).

Efecto de la temperatura: Prepare 2 tubos de ensayo con agua destilada hasta la mitad y caliente uno de ellos hasta que hierva el agua Agregue a cada uno un cristal de sulfato de sodio que sean aproximadamente del mismo tamaño y observe la velocidad de disolución en los 2 tubos. Diga brevemente lo que observo y en términos de la teoría cinética molecular (aplicable tanto a sólidos como a líquidos) explique las observaciones.

Naturaleza del solvente: coloque 2cc de agua en un tubo de ensayo y 2cc de tricloruro de metilo en otro (cerciórese de que el segundo tubo este seco antes de poner el tricloruro de metilo) Tome una pequeña cantidad de cristales de yodo y divídale en dos porciones iguales; agregue una al tubo con agua y la otra al tubo con tricloruro de metilo. Anote sus observaciones (registre tiempos).

Naturaleza del soluto: Limpie y seque 4 tubos de ensayo y coloque 5cc de tricloruro de metilo en cada uno. Trate de disolver en este solvente 0,5g de cada uno de los siguientes materiales: cloruro de sodio, sacarosa, aceite de maíz (o cualquier otro aceite vegetal) y parafina. Anote sus observaciones (Registrar Tiempos).

Temperatura: Mezcle en un tubo de ensayo limpio 1g de nitrato de potasio y 2cc de agua. Se disuelve completamente el solido a temperatura ambiente? Caliente lentamente la mezcla (de preferencia use un baño de agua en ebullición), agítela con una varilla de vidrio y anote sus observaciones. Enfrié el tubo manteniéndolo en un chorro de agua fría y anote sus observaciones.


7.- DISCUSION.
En la práctica realizada se pudo observar que los diferentes factores que influyeron ayudaron en la velocidad de la solución esto se pudo comprobar debido a que la velocidad con la que ocurrió la disolución se realizo en menor tiempo también se pudo ver los diferentes cambios que ocurrieron como el color, cristalización, etc. en donde la sustancia se disolvió mas rápido. Lo cual se mencionó anteriormente en datos obtenidos, en cálculos y resultados entre estos factores podemos mencionar a los siguientes:
NATURALEZA DEL DISOLVENTE: existe solubilidad elevada cuando las moléculas del soluto son análogas, eléctrica y estructuralmente a las del disolvente. En general los sólidos iónicos se disuelven mejor en los disolventes polares que en los no polares, esto se dio cuando se agrego en 2 tubos diferentes 2cc de agua en el primero y 2cc de tricloruro de metilo en el otro también se le agrego a cada uno cristales de yodo lo cual dio como resultado que el yodo es una sustancia apolar al agua.
EL TAMAÑO DE LAS PARTÍCULAS: Influye no sólo sobre la velocidad de disolución, sino también, en menor grado, sobre la solubilidad del producto ya que la solubilidad aumenta cuando disminuye el tamaño de las partículas. Sin embargo, la incidencia de este aumento de solubilidad es pequeña respecto a la del aumento de la superficie por disminución del tamaño de partícula.
LA TEMPERATURA: Cuando la temperatura se incrementa, la energía de las moléculas que interaccionan es mayor, por lo cual la reacción se produce mas fácilmente y su velocidad aumenta. Entre otros factores existentes.
8.-CUESTIONARIO.
1. Cuales son las propiedades del agua como disolvente.
El agua es un disolvente polar, más polar, por ejemplo, que el etanol. Como tal, disuelve bien sustancias iónicas y polares, como la sal de mesa (cloruro de sodio), no disuelve apreciablemente sustancias fuertemente apolares, como el azufre en la mayoría de sus formas, y es inmiscible con disolventes apolares, como el hexano. Esta propiedad es de gran importancia para la vida.
Esta propiedad se debe a su capacidad para formar puentes de hidrógeno con otras sustancias que pueden presentar grupos polares
Propiedades coligativas: Se entiende por propiedades coligativas, aquéllas que adquieren las disoluciones por el hecho de haberse convertido en disoluciones, es decir, las nuevas propiedades que posee el disolvente (generalmente agua) cuando se le añade una sustancia (soluto) para convertirlo en disolución. Las propiedades coligativas que poseen las disoluciones respecto al disolvente puro.
Participa como agente químico reactivo, en las reacciones de hidratación, hidrólisis y oxidación-reducción.
Permite la difusión, es decir el movimiento en su interior de partículas sueltas, constituyendo el principal transporte de muchas sustancias nutritivas.
Constituye un excelente termorregulador (calor específico), permitiendo la vida de organismos en una amplia variedad de ambientes térmicos. Ayuda a regular el calor de los animales. Tiene un importante papel como absorbente de radiación infrarroja, crucial en el efecto invernadero.
Interviene (plantas) en el mantenimiento de la estructura celular.
Proporciona flexibilidad a los tejidos.
Actúa como vehículo de transporte en el interior de un ser vivo y como medio lubricante en sus articulaciones.
2. Explique el proceso de disolución desde el concepto de cinética molecular.
La disolución es una mescla homogénea la cual esta formada por un soluto y un medio dispersante denominado disolvente según la teoría cinética molecular diríamos que la solución esta compuesta por dos sustancias las cuales tienen partículas cuyo tamaño y forma característicos permanecen el estado sólido, líquido ó gas, estas partículas están en continuo movimiento aleatorio. En los sólidos y líquidos los movimientos están limitados por las fuerzas cohesivas, las cuales hay que vencer para fundir un sólido ó evaporar un líquido es decir para que se puedan disolver además la energía depende de la temperatura. A mayor temperatura más movimiento y mayor energía cinética por lo tanto la velocidad de la solución aumentaría.
3. Definir y dar ejemplos de disolución saturada y sobresaturada.

Disolución saturada: Tienen la mayor cantidad posible de soluto para una temperatura y presión dada en ellas existe un equilibrio entre el soluto y el solvente es decir es aquella solución que no disuelve más soluto ya que la solubilidad del soluto llego a su límite, ej.: Solución de cloruro de sodio, dicromato de potasio, hidróxido de potasio, o también una disolución acuosa saturada de NaCl es aquella que contiene 37,5 disueltos en 100 g de agua 0 ºC.
Disolución sobresaturada: Contiene mayor cantidad de soluto que la solución saturada; este se pudo disolver en la solución a una temperatura superior a la solución saturada,la solubilidad de las substancias, depende entre otros factores, de la temperatura, como consecuencia disminuye la solubilidad y la sustancia puede, por ejemplo, separarse por cristalización. Debido a este efecto, las soluciones sobresaturadas se preparan de las soluciones saturadas caliente, en las cuales se logro, a una nueva temperatura disolver más soluto. Se tiene cuidado de no enfriar bruscamente la solución saturada para que la sustancia en exceso no cristalice. Ej. Solución de cloruro de sodio,
4 Defina que son las aguas duras y como se pueden ablandarlas.
Aguas duras o crudas es la que no forma inmediatamente espuma con el jabón, por la presencia de compuestos de calcio, magnesio o hierro disueltos o en suspensión en el agua. Esta al ser bebida dificulta la digestión se puede ablandar atreves de la destilación (Un aparato, que quita todas las sales minerales. Puede ser grande o pequeño). Otros procesos para disminuir la dureza del agua son:
El usar resinas de intercambio iónico, elimina los iones bivalentes de calcio (Ca++) y magnesio (Mg++) reemplazándolos por sodio lo cual hará que en los medidores disminuya la dureza, pero no disminuye la concentración salina.
Una opción de resultados excelentes es el uso de membranas de osmosis inversa (RO comúnmente llamadas) las cuales eliminan prácticamente los iones obteniéndose un agua extremadamente pura (siempre dependiendo de la membrana utilizada). El problema con esto es que el equipamiento de osmosis inversa es de costo elevado.
La turba, no sólo baja el pH sino que reduce la dureza temporaria intercambiando iones pero no modifica la dureza permanente.
Las sustancias quelantes como el EDTA (ácido tilendiaminotetracético) que secuestran iones bivalentes, también se usan para este fin.
9.-CONCLUSIONES.
La Teoría Cinética Molecular se refiere al comportamiento y las propiedades de la materia es decir la materia está constituida por partículas que pueden ser átomos ó moléculas cuyo tamaño y forma característicos permanecen el estado sólido, líquido ó gas, estas partículas están en continuo movimiento aleatorio. En los sólidos y líquidos los movimientos están limitados por las fuerzas cohesivas, las cuales hay que vencer para fundir un sólido ó evaporar un líquido, la energía depende de la temperatura, a mayor temperatura más movimiento y mayor energía cinética, las colisiones entre partículas son elásticas. En una colisión la energía cinética de una partícula se transfiere a otra sin pérdidas de la energía global.
La velocidad de disolución es el tiempo que tarda el soluto en dejarse de percibir una vez introducido en el disolvente, es decir, el tiempo en que se disuelve, algunos de los factores que influyen aumentando la velocidad son:
1. Aumento de la disgregación del soluto: Provoca un mayor desorden molecular, se incrementa la superficie de contacto y aumenta la atracción atractiva del disolvente.2. Temperatura: El aumento de la temperatura porque incrementa el desorden y las moléculas vencen la energía que las mantiene unidas al cristal.
Naturaleza Química del Soluto y el Solvente: Este factor podemos tomarlo en términos sencillos en el siguiente sentido:
“Una sustancia podrá ser muy soluble en un determinado solvente, pero esto no permite asegurar que lo sea en otros solventes
3. La agitación: Es otro de los factores que influyen; cuando nosotros agitamos el cola-cao por la mañana lo que hacemos es que el soluto se junte más rápido con el disolvente y por lo tanto se disuelva antes.4. La naturaleza de la sustancia: También influye de una manera muy notable, sino por que en un disolvente con las mismas características (agua a 30°C) se disuelve antes 5 gr de cola-cao que 5 gramos de café.
En la presente práctica se pudo visualizar fácilmente los cambios ocasionados en cada uno de los pasos del experimento el cambio de color, la disolución inmediata, la cristalización, etc. Pues la velocidad de la solución se dio gracias a los diferentes factores que intervinieron en la misma.
10.- BIBLIOGRAFIA.
Teoría Cinética Molecular. Disponible http://www.elergonomista.com/quimica/tcm.html
Que es un Modelo Cinético Molecular. Disponible
http://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080522184624AA0VB6m
Química Soluciones Disponible http://olydan.iespana.es/quimsolucion.htm
Velocidad de reacción Monografías. Disponible http://www.monografias.com/trabajos37/velocidad-de-reaccion/velocidad-de-reaccion2.shtml
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http://mazinger.sisib.uchile.cl/repositorio/lb/ciencias_quimicas_y_farmaceuticas/arancibiaa02/02-2.html
Molécula de agua Wikipedia la enciclopedia libre Disponible.
http://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9cula_de_agua#Disolvente
Química. Disponible http://html.rincondelvago.com/quimica_59.html