PBL: DISOLUCIÓN DE MEZCLAS.

Enunciado del problema:

"Desde tiempos remotos, en aquel lugar, se comercializaba con sal. Había llegado a ser tan preciada que se pagaba a 1000 € el gramo

Cierto día se presentó en el almacén un viajero llevando un frasco en el que aseguraba había disuelto en agua gran cantidad de sal.

Desconocía la concentración de la mezcla, pero pretendía realizar las siguientes gestiones:

Deseaba que le pagaran, a 1000 €/gramo,  la sal que estuviera contenida en 50 cm³ de aquella disolución.

Además se llevaría el volumen de disolución que contuviera 12 gramos de sal y el resto lo donaría a cambio de etiquetar el frasco con la concentración en g/l , en Molaridad  y con la densidad del líquido."

Datos generales: 

• BOTE: F-3a

• PESO DE LA PLACA: 79,345

• VOLUMEN TOTAL DEL LÍQUIDO: 200 ml 

1º CÁLCULO:

¿ Cuántos gramos de sal hay en 50 ml?  

 Para ello, primero tenemos que calcular cuantos gramos de sal hay en 10 ml. Por lo que un vez que tenemos los 10 ml, los hemos pesado en la placa petri ( 10,67 g ) . Después lo hemos dejado así hasta el siguiente día para que se cristalizara de tal modo que el agua desaparezca.

Una vez cristalizado lo hemos vuelto a pesa para obtener el peso de la sal que es igual a 1,275 g

SOLUCIÓN : 50 ml /x = 10 ml /1,275 

                        x = 6,375 g en 50 ml

¿ Cuánto dinero ganará?

 1000€ / g = x  /6,375 

  x= 6.375 € 

2º CÁLCULO

¿ Qué cantidad de volumen se necesita para obtener 12 g de sal?

Para ello hemos cogido los datos del ejercicio anterior y hemos hecho una regla de tres.

                                    10 ml/ 1,275g de sal = x ml/ 12 g de sal

                                    x = 94,11 ml 

Este volumen es el que se llevará el señor y el resto lo donará: 

                                    200ml - 94,11 ml -50 ml = 55,89 ml

A cambio de esto, quiere que etiquetemos el frasco con la concentración en g/l , la Molaridad  y con la densidad del líquido.

ETIQUETA:

• Densidad del líquido = peso de disolución / volumen de disolución

            Peso de disolución - 10 ml / 10,67 g = 200 ml / x g

                                        x = 213,4 g

       Densidad del líquido = 213,4 g /200 ml = 1,067 g/ml

• Concentración en g/l = peso soluto/ volumen de disolución

            Peso de soluto - 1,275 g / 0,01 l = x g / 0,2 l

                                  x = 25,5 g

          Concentración en g/l  = 25,5 g / 0,2 l = 127,5 g / l       

• Molaridad  = número de moles del soluto / volumen de disolución (L)    

               Número de moles = g / masa molar           

                     nº moles = 25,5 g /58,5 g/mol

                     nºmoles = 0,4358

                                       

          Molaridad =  0,4358 / 0,2 = 2.18 mol/l

  

•  

  Molaridad = 2,18 Densidad de disolución = 1,067 g/ml  Concentración g/l = 127,5 g/l

PBL: SEPARACIÓN DE MEZCLAS.

Durante este proyecto en la clase de Ampliación de Física y Química trabajaremos con distintos materiales los siguientes aspectos:

1) Separación cromatográfica

Para este experimento hemos utilizado tres papeles de filtro, tres vasos de precipitados, una hoja verde y tres disolventes:  acetona, alcohol y agua. 

Al principio de la práctica dibujamos en cada papel una raya verde presionando con la tapa de un bolígrafo sobre la hoja. A continuación introducimos cada papel en un vaso de precipitados, que contenían alcohol, agua o acetona. Después de esperar varios minutos observamos los colores que aparecen en el papel y la altura alcanzada por los mismos.

DISOLVENTE	COLOR DE LA RAYA	COLORES QUE APARECEN
Agua	Verde	Verde/ marrón (mayoritario)
Acetona	Verde	Verde oscuro
Alcohol	Verde	Verde más claro

Hemos llegado a la conclusión de que la acetona es  el disolvente con el que más reacciona, siendo el agua el que menos reacción produce. 

 2) Separación  magnética

En esta parte del PBL hemos tenido que juntar la misma cantidad tanto de de sal como de limaduras de hierro (5 gramos de cada uno) para posteriormente, proceder a la separación a partir de un imán recubierto con un trozo de papel.

Tras la separación realizada, hemos vuelto a pesar las diferentes cantidades de limaduras de hierro y sal y, como podemos observar en las imágenes, hay una pérdida de aproximadamente 0'200 gramos en ambos casos, lo mas probable, debido a un error accidental que hayamos cometido durante la separación de los mismos.

                                                 















3) Separación por decantación: 

Para realizar esta práctica hemos necesitado un vaso de precipitados, el embudo decantador y  la barra soporte.

Esta práctica consistía en mezclar 20 ml de agua y 20 ml de aceite en el vaso de precipitados, a continuación teníamos que separar estos componentes utilizando el embudo decantador, después recogimos en el vaso de precipitados el agua ya que al ser de menos densidad se queda abajo en el embudo y al abrir la llave es lo primero que sale.  Posteriormente este agua lo hemos tirado por la pila y el aceite que quedaba en el embudo lo hemos reciclado.

Hemos podido observar que no es una disolución si no una mezcla heterogénea ya que se distinguen los dos componentes, y dentro de esta se pueden distinguir tres capas:

-Una capa superior de aceite.

-Una capa intermedia menos amarillenta.

-Una capa inferior de agua.

Fallos:

Al verter el aceite del vaso de precipitados al embudo  hemos perdido parte del aceite, por lo que finalmente no hemos recogido la misma cantidad que  la inicial de aceite.

4)  Separación por cristalización

CRISTALIZACIÓN: Técnica de separación en la que las condiciones se ajustan de tal forma que sólo puede cristalizar alguno de los solutos.
En esta práctica hemos usado diferentes elementos para realizar la mezcla: arena (5g), sulfato cúprico (1g) y agua (10 ml). 





Una vez mezclado, lo hemos calentado con un mechero de alcohol para conseguir que estos elementos se mezclaran lo mas homogéneamente posible de modo que la arena y el sulfato se disolvieran en el agua.
Posteriormente, utilizaremos papel de filtro para separar la mezcla obtenida:
- Por una parte, la arena, que quedará retenida en el papel de filtro
- Y por otra parte, el sulfato que se filtrará al vaso de precipitados junto con el agua .









Después depositamos en  la placa "petri" la arena y el sulfato cúprico disuelto en agua. Lo tuvimos que dejar reposar para permitir que el sulfato cúprico se cristalizara desapareciendo así el agua y dejar que la arena se secase para poder pesarla. 


En la siguiente sesión pudimos observar como la arena se había secado en el filtro y colocándolo en la placa "petri "pudimos observar como una pequeña cantidad de arena se había perdido. Lo mismo sucedio con el sulfato cúprico. 
Esto suponemos que se debe al transporte de la mezcla de unos utensilios a otros.







PESO DE LA PLACA "PETRI" :

ELEMENTOS	PESO INICIAL	PESO FINAL
ARENA	5 g	3,79 g
SULFATO CÚPRICO	1 g	0,79 g