Quinto PBL - La disolución [EA Proyectos]

INTRODUCCIÓN

 Hola, el nuevo PBL que vamos a presentar a continuación trata de disoluciones y su concentración, y el problema a presentar se trata de: 

 "La sal en un lugar era muy preciada y se comerciaba a 1000 €/g. Cierto día, se presentó en el almacén cargando un frasco que aseguraba que había, disuelta en el agua, una gran cantidad de sal.  El viajero desconocía la concentración de la mezcla, pero aun así pretendía cobrar 1000 € por cada gramo de sal contenido en 50 cc de aquella disolución. Se debía etiquetar el frasco con la concentración en g/l, en Molaridad y con la densidad del líquido. 
 Para solucionar el problema se hizo llamar a los científicos del lugar (nosotros)"

 PRESENTACIÓN

  Cada uno de nosotros tiene realizar lo siguiente:

•  Explicar y fotografiar cómo determinó la densidad de la disolución .
•  Explicar y fotografiar cómo determinó la concentración de la disolución.
•  Confeccionar la etiqueta que se pegará en el frasco explicando y fotografiando los cálculos para expresar la concentración en g/l y en moles/l.
•  Realizar y fotografiar los cálculos necesarios para determinar el volumen de disolución que se tendría para obtener los 12 g de sal
•  Calcular el beneficio que se obtendría con la donación realizada (lo que queda tras retirar los 12 g de sal).

Hemos tenido que hallar la concentración basándonos en una muestra de 10ml ya que no era posible calcular el peso, era demasiado elevado para la báscula

Estas operaciones han sido realizadas con la cantidad de 10ml de la disolución dada (250ml)

·         Densidad:  d = m/v

d= 10’570gr/10ml

d= 1’057gr/cc

·         Molaridad:  nºmoles soluto/L disolución

Na= 23

Cl= 35

M= (23+35)/0’25= 232 à molaridad

Ahora vamos a dejar cristalizar los 10ml usados para los anteriores cálculos; para ello necesitaremos un recipiente para dejar que cristalice. Debemos pesarlo previamente ya que cuando pesemos el recipiente y la sustancia cristalizada podremos calcular la masa de esta restando el peso del recipiente.

Sal cristalizada.

PASOS REALIZADOS CON OPERACIONES

· Hemos usado para medir: 10ml de 200ml, que era el total de la disolución.

d=m/v à d= 10’57g/10ml à d= 1’05g/ml

Molaridad NaCl à 23+35’5= 58’5

58’5/0’25= 232 nºmoles

· Hemos dejado los 10ml de la disolución cristalizando, pero previamente hemos pesado el vaso de plástico vacío, 3’59g

·Hemos pesado la sal cristalizada en el vaso, 4’705g

·Hemos restado el peso del vaso  vacío para saber cuánto pesa la sal cristalizada.

4’705-3’59=1’115g sal/10ml

1 mol ____ 58’5g

x________ 1’115g

x= 0’02mol/1’115g

200ml_______x

10ml________ 1’115

x= 22’3g/200ml

               

C= g soluto/V disolución

                C= 22’3/0’2= 1’115g/L

                M= nº moles/ L. disolución

                1’115g________0’02mol

                22’3__________ x

                x= 0’4mol

                M= 0’4/0’2= 2M

· Ahora vamos a hallar cuántos € costaría la sal de 50ml de disolución.

                50ml_________x

                200ml________ 22’3g sal

                x= 5’575 · 1000= 5575€

· El volumen de disolución en el que habría de 12g de sal es:
                200ml_______22’3g sal

                x___________ 12g sal

                x= 107’62ml

             

Foto de todos los pasos y operaciones hechas en el folio.

Foto de todos los pasos y operaciones hechas en el folio.

Cuarto PBL - Separación de mezclas [EA Proyectos]

INTRODUCCIÓN DEL PBL

  Este será el primer PBL de la segunda evaluación de la asignatura de Ampliación de Física y Química, que tratará sobre la separación de diferentes tipos de mezclas

ENUNCIADO DEL PROBLEMA

La empresa AFYQ ha decidido crear un puesto de trabajo para un equipo de investigación que esté formado por tres o cuatro científicos.

Se ha convocado una oferta de empleo en la que los grupos aspirantes deberán someterse a una serie de pruebas que demuestren, más que sus conocimientos, su valía personal y la  meticulosidad en su trabajo.

• La primera prueba consistirá en separar una mezcla heterogénea formada por 5g de limaduras de hierro y 5g de sal. Los aspirantes deberán pesar ambas sustancias, fotografiar las medidas, mezclarlas, separarlas  y explicar el procedimiento utilizado para ello. En presencia del encargado que controla la selección de personal volverán a pesar  los dos productos y  se anotarán las diferencias obtenidas. Se debe conseguir que cada uno pese los 5g y que su suma sea de 10g.

• En la segunda prueba deberán mezclar, y después separar, 1g de sulfato de cobre (II), 5g de arena y 10cc de agua, debiendo seguir el procedimiento indicado en la prueba anterior.

• La tercera prueba consiste en mezclar y separar 20cc de agua y 20 cc de aceite.

• La cuarta y última prueba consistirá en averiguar los colores que forman una tinta, o nutrientes de una hoja vegetal, que se les dará para su análisis.

EXPERIMENTOS

Filtración: Es un tipo de separación mecánica, que sirve para separar sólidos insolubles de grano fino de un líquido en el cual se encuentran mezclados; este método consiste en verter la mezcla a través de un medio poroso que deje pasar el líquido y retenga el sólido. Los aparatos usados se llaman filtros; el más común es el de porcelana porosa, usado en los hogares para purificar el agua. Los medios más porosos mas usados son: el papel filtro, la fibra de vidrio o asbesto, telas etc.

En el laboratorio se usa el papel filtro, que se coloca en forma de cono en un embudo de vidrio, a través del cual se  hace pasar la mezcla, reteniendo el filtro la parte sólida y dejando pasar el líquido.

Separación magnética: Es un proceso que sirve para separar dos sólidos (uno de los cuales debe ser ferroso o tener propiedades magnéticas).

Cromatografía: Es un procedimiento para separar, identificar y determinar con exactitud la cantidad de cada uno de los componentes de una mezcla. 

Decantación: Es la separación mecánica de un sólido de grano grueso, insoluble, en un líquido; consiste en verter cuidadosamente el líquido, después de que se ha sedimentado el sólido.  Por este proceso se separan dos líquidos miscibles, de diferente densidad, por ejemplo, agua y aceite.

PROCEDIMIENTO DE CADA UNO DE LOS EXPERIMENTOS

• CROMATOGRAFÍA:

ALCOHOL

AGUA

ACETONA

DISOLVENTE	COLOR DE LA RAYA	COLORES QUE APARECEN	COLOR MÁS ABUNDANTE
AGUA	ROJO Y AZUL	Rojo y azul difuminados	Rojo y azul
ACETONA		Rosa	Rojo y azul
ALCOHOL		Rojo y azul menos difuminados que con el agua	Rojo y azul

• FILTRACIÓN:

MATERIALES:

Un tubo de ensallo, vaso de precipitados, filtro (servilleta), mortero de cristal y embudo.

REACTIVOS:

Sulfato de cobre (1 gramo), arena (5 gramos) y agua (10 ml)

PROCEDIMIENTO:

• Mezclamos 1 gr de CuSO4 con los 10 ml de agua 

• Echamos 5 gr de arena a la mezcla y NO lo removemos

• Ponemos la servilleta o el papel de filtro cubriendo el embudo y vertemos la mezcla que se ve en la foto anterior con cuidado

• Habiendo seguido los anteriores pasos obtenemos la separacion de la arena del sulfato diluido en agua.

          A continuación, dejaremos la disolución de sulfato y agua en un recipiente para que cristalice.

• DECANTACIÓN

Primero preparamos 20ml de agua en una probeta.

Y en otra probeta otros 20ml de aceite

Metemos ambas sustancias en un embudo de decantación

Comprobamos que hemos sacado los 20ml de agua.

Vemos que sólo queda aceite en el embudo, que vaciaremos
en el interior de una probeta

Y comprobamos como igualmente restan 20ml

•  SEPARACIÓN MAGNÉTICA

Primero pesamos aproximadamente en un vaso de plástico 5 gramos de sal.

Y en otro vaso diferente otros 5 gramos de limaduras de hierro.

Estos son los materiales que separaremos.

Juntamos ambos materiales en una cápsula de porcelana para separarlos con un imán.

Este es el imán que vamos a usar, que envolveremos para poder separar las limaduras.

Estas son las limaduras obtenidas en la primera pasada con el imán.

Estas limaduras las pondremos en el vaso de plástico anterior.

Seguimos pasando el imán por la cápsula de porcelana.

Como podemos apreciar, cada vez salen menos limaduras.

Como ya quedan muy pocas limaduras, vamos a pasarlas a un vidrio de reloj.

Una vez pasado todo, al vidrio, hacemos las últimas pasadas.

Como vemos finalmente, ya no se adhieren limaduras,
por lo que está acabada la separación.

Finalmente comprobamos que el peso de las limaduras

es el mismo o muy similar al del comienzo de la separación.

Y de igual forma, realizamos la misma prueba
con el resultante de la sal.