PROBLEMA DE CIENCIAS. Determinar experimentalmente la relación cuantitativa de la masa máxima de una sustancia

Problema

Determinar experimentalmente la relación cuantitativa de la masa máxima de una sustancia que se disuelve en volúmenes diferentes de disolvente.

INTRODUCCIÓN

un átomo se define como la unidad mínima de la materia, la materia por otro lado es cualquier cosa en el universo que ocupa un lugar en el espacio que cuenta con algún tipo de reacción química o física, puede verse y tocarse como en el caso del agua, o no como en el caso del aire, estas sustancias son muy características por sus propiedades físicas como el color, punto de fusión o punto de ebullición. Una propiedad física se puede medir y observar sin que cambie la composición o identidad de la sustancia y son únicas para cada sustancia, un ejemplo puede ser el determinar el punto de fusión del hielo calentándolo, algunos otros ejemplos de propiedades físicas son la densidad, punto de ebullición, punto de fusión, dureza, solubilidad, olor, color, sabor, conductividad, presión, temperatura, compresibilidad, etc. Un tipo de estas propiedades son conocidas como propiedades extensivas, estas son las que dependen del tamaño, o de la masa de un cuerpo, suelen ser: peso, fuerza, longitud, volumen y masa. En este diseño experimental trabajaremos en su mayoría con las propiedades extensivas, específicamente con la masa y el volumen ya que son dos propiedades que nos da la información para conocer la cantidad de materia que presenta cualquier objeto, de igual forma trabajaremos con una propiedad intensiva: la solubilidad.

Para ello debemos definir que la solubilidad, es la propiedad que se encarga de medir la capacidad de una sustancia para disolverse en un líquido. También es definida como la proporción en que una cantidad determinada de una sustancia se disolverá en una cantidad determinada de un líquido a una temperatura dada, en nuestro caso a temperatura ambiente. Cuando un sólido se le añade un disolvente líquido a cierta temperatura, el proceso de disolución va haciéndose más lento hasta que la solución está saturada; la cantidad máxima de soluto que se disuelve es la solubilidad. Es importante saber que “lo parecido disuelve a parecido”; es decir cuando una sustancia es polar su disolvente ideal será otra sustancia líquida polar.

En la mayor parte de los casos, la solubilidad aumenta al aumentar la temperatura o al aplicar energía. Un ejemplo en la vida cotidiana podría es cuando preparas alguna bebida de sabor, de limón por ejemplo, para poder endulzar se agrega azúcar y después de revolver por varios segundos se observa que el azúcar se disuelve en el agua.

En este diseño experimental buscaremos comprobar que hay una relación directamente proporcional entre la masa máxima de una sustancia y su capacidad para solubilizarse en diferentes volúmenes del disolvente.

MARCO TEÓRICO

Una disolución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias combinadas en igual o diferente proporción donde ya revueltas no se pueden distinguir una de la otra. Debido a que esta definición no restringe en modo alguno la naturaleza de las sustancias implicadas, y en estas, se distinguen seis tipos de disoluciones dependiendo del estado físico original (sólido, líquido o gaseoso) de los componentes.

TIPOS DE DISOLUCIONES

Disoluciones por su capacidad para disolver un soluto

Disolución saturada: Una disolución saturada contiene la máxima cantidad de un soluto que se disuelve en un disolvente en particular, a una temperatura específica.

Disolución no saturada: Una disolución no saturada contiene menor cantidad de soluto que la que es capaz de disolver.

Disoluciones sobresaturadas: una disolución sobresaturada, contiene más soluto que el que puede haber en una disolución saturada, no son muy estables ya que con el tiempo, una parte del soluto se separa de la disolución sobresaturada en forma de cristales.

Materia: cualquier cosa que ocupa un lugar en el espacio que tiene masa.

Propiedades físicas: características visibles y propias de una sustancia que se puede medir y observar sin que cambie la composición o identidad de la sustancia.

Punto de fusión: este supone la temperatura en la cual se produce el paso de una sustancia del estado sólido al líquido.

Punto de ebullición: hace referencia a la temperatura en que una sustancia líquida pasa al estado gaseoso.

Propiedades extensivas: Son aquellas que dependen del tamaño, o de la masa de un cuerpo.

Peso: es una medida de la fuerza gravitatoria que actúa sobre un objeto.

Masa: es la cantidad de materia que posee un cuerpo, su unidad de medida es el kilogramo (kg), sin embargo existen más unidades como las son:

Para medir la masa se emplean ciertos instrumentos como las balanzas granatarias o digitales.

Volumen: Se considera el espacio ocupado por un cuerpo, es decir, su magnitud física comprendida en tres dimensiones: largo, ancho y alto. La unidad de medida del volumen es el metro cúbico (m3).

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