UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIÓN

Enrique Guzmán y Valle

Alma Máter del Magisterio Nacional

FACULTAD DE CIENCIAS

Escuela Profesional de Ciencias Naturales

MONOGRAFÍA

Termodinámica de electrolitos

Examen de Suficiencia Profesional Res. N° 0170-2019-D-FAC

Presentada por:

Buenalaya Asto, Jessica Susan

Para optar al Título Profesional de Licenciado en Educación

Especialidad: Área Principal Química – Área Secundaria Informática

Lima, Perú

2019

ii

MONOGRAFÍA

Termodinámica de Electrolitos

Designación de Jurado Resolución N° 0170-2019-D-FAC

___________________________________

Mg. Contreras Vargas, Moisés Domingo

Presidente

__________________________________________

Dr. Osorio De La Cruz, Isidro Martín

Secretario

________________________________________

Mg. Yachas Jiménez, Leonidas Eugenio

Vocal

Línea de investigación: Educación experimental en sistemas bióticos y abióticos

iii

Dedicatoria

A mi hija Luciana, a mis Padres y hermanos; por

ser el motivo y el estímulo de mi vida.

iv

Índice de contenidos

Portada………………………………………………………………………………………i

Hoja de firmas de jurado………………………………………………………………....…ii

Dedicatoria............................................................................................................................ iii

Índice de contenidos ............................................................................................................. iv

Lista de tablas ...................................................................................................................... vii

Lista de figuras ................................................................................................................... viii

Introducción ........................................................................................................................... x

Capítulo I. Introducción a la termodinámica ....................................................................... 11

1.1 Concepto de termodinámica ....................................................................................... 11

1.2 Origen de la termodinámica ....................................................................................... 12

1.3 Conceptos termodinámicos ........................................................................................ 12

1.3.1 Sistema. ............................................................................................................. 12

1.4 Propiedades físicas termodinámicas .......................................................................... 17

1.4.1 Proceso termodinámico. .................................................................................... 18

Capítulo II. Termodinámica de soluciones .......................................................................... 20

2.1 Soluciones .................................................................................................................. 20

2.2 Componentes de la solución ...................................................................................... 20

2.3 Características generales de la solubilidad ................................................................. 21

2.3.1 El agua como disolvente. .................................................................................. 21

2.4 Clasificación de las soluciones o disoluciones ........................................................... 21

2.5 Clasificación según su concentración ........................................................................ 22

2.5.1 Solución sobresaturada. .................................................................................... 22

2.6 Clasificación de las soluciones según su estado físico ............................................... 23

2.6.1 Soluciones gaseosas. ......................................................................................... 23

v

2.6.2 Soluciones sólidas. ........................................................................................... 24

2.6.3 Soluciones líquidas. ......................................................................................... 24

2.6.3.1 Calor de solución (disolución). ...................................................................... 25

2.6.3.2 Calorimetría.................................................................................................... 26

2.6.3.3 Reacciones exotérmicas. ............................................................................... 27

2.6.3.4 Reacciones endotérmicas. ............................................................................. 27

2.6.3.5 Determinación calorífica del calorímetro e hidróxido de sodio. ................... 28

2.7 Soluciones no electrolíticas ........................................................................................ 29

Capítulo III. Introducción a las soluciones de electrolitos .................................................. 30

3.1 Soluciones electrolíticas ............................................................................................. 30

3.2 Electrolitos ................................................................................................................. 31

3.3 Clasificación de los electrolitos ................................................................................. 33

3.3.1.1 Los electrólitos débiles. .................................................................................. 33

3.3.1.2 Los electrólitos fuertes. ................................................................................. 34

3.3.2 Teoría de Arrhenius. ......................................................................................... 34

3.3.2.1 El proceso de disociación de los electrolitos. ................................................ 35

3.3.3 Disolución de electrolitos. ................................................................................ 36

3.3.4 Proceso de disolución. ..................................................................................... 37

3.4 Termodinámica de las soluciones electrolíticas ......................................................... 37

3.5 Teoría electrostática estadística de las soluciones electrolíticas ................................ 38

3.6 Conducción electrónica en soluciones ....................................................................... 42

Aplicación didáctica ............................................................................................................ 43

Síntesis ................................................................................................................................. 47

Apreciación crítica y sugerencias ........................................................................................ 48

Referencias .......................................................................................................................... 49

vi

Apéndices ............................................................................................................................ 50

vii

Lista de tablas

Tabla 1. Formación de soluciones ..................................................................................... 21

Tabla 2. Clasificación de disoluciones .............................................................................. 22

Tabla 3. Tipos de disoluciones .......................................................................................... 23

Tabla 4. Valores de la molalidad del NaCl. ....................................................................... 31

Tabla 5. Tabla de valores de los electrolitos ..................................................................... 33

viii

Lista de figuras

Figura 1. Sistema forman el universo .................................................................................. 13

Figura 2. Sistema y entorno que le rodea ............................................................................ 14

Figura 3. Interacciones sistema-entorno .............................................................................. 15

Figura 4. Fase dentro del vaso de agua ................................................................................ 15

Figura 5. Se observa dos fases: agua y aceite ...................................................................... 16

Figura 6. Fases de la solución y el vapor de agua ............................................................... 16

Figura 7. Propiedades intensivas y extensivas..................................................................... 17

Figura 8. Procesos teóricos de una variable constante ........................................................ 18

Figura 9. Sistemas reversibles e irreversibles ...................................................................... 19

Figura 10. Moléculas de un soluto ...................................................................................... 20

Figura 11. Procesos de disolución ....................................................................................... 21

Figura 12. Soluciones clasificadas por su concentración .................................................... 22

Figura 13. Fumarolas volcánicas ......................................................................................... 23

Figura 14. Mezcla de sólidos bronce, acero, latón .............................................................. 24

Figura 15. Fluidos hidrotermales ......................................................................................... 24

Figura 16. El calor de disolución ......................................................................................... 26

Figura 17. Reacción exotérmica .......................................................................................... 27

Figura 18. Reacción endotérmica ........................................................................................ 27

Figura 19. Disolución por sal más benceno ......................................................................... 29

Figura 20. Electrolitos que se hacen por disociación .......................................................... 32

Figura 21. Electrolitos de cloro ........................................................................................... 33

Figura 22. Los electrolitos y la corriente eléctrica .............................................................. 34

Figura 23. Separación del compuesto en cationes y aniones ............................................... 35

Figura 24. Disoluciones de electrolitos ............................................................................... 36

ix

Figura 25. Solvatación y atmosfera iónica .......................................................................... 36

Figura 26. Capa de solvatación............................................................................................ 37

Figura 27. Se muestra los procesos de disolución ............................................................... 37

Figura 28. Signos y cargas iguales y diferentes .................................................................. 38

Figura 29. Esquema de solución electrolítica ...................................................................... 39

Figura 30. Modelo de Debye-Huckel .................................................................................. 42

x

Introducción

La termodinámica es parte de la Química y la Física, que estudia la energía y su

transformación, como son calidez y su capacidad para entregar trabajo. Es fundamental

recordar que la termodinámica contempla marcos reales en el nivel naturalmente visible.

Es fundamental conocer el examen de las propiedades termodinámicas de los planes

de juego según el curso de acción de los cursos de acción electrolíticos (que pueden

permitir la conducción de corriente eléctrica) o los planes de juego no electrolíticos (que no

permiten la parte). de la corriente eléctrica). La termodinámica es importante en nuestras

vidas, ya que considera la energía y sus diversos cambios; como, energía térmica (calor) en

diferentes tipos de energía y al revés.

Es primordial la observación y la indagación con herramientas proporcionen

registros térmicos que permiten entender su importancia en nuestro entorno, y cómo estos

afectan nuestro medio ambiente y así poder dar alternativas para mejorar en la

conservación del ambiente.

En el presente trabajo monográfico se estudia la termodinámica y las soluciones

electrolíticas: por lo que se da a Realizar los establecimientos hipotéticos para comprender

la metodología. de las soluciones electrolíticas, los conductores de electricidad en

termodinámica y la aplicación en nuestro entorno.

11

Capítulo I

Introducción a la termodinámica

1.1 Concepto de termodinámica

Cengel y Boles (2012) señalan que “el vocablo termodinámica deriva de las palabras

griegas therme (calor) y dynamis (poder), que se relaciona con el más inconfundible de las

voluntades iniciales para convertir el calor en energía” (p.29).

En la actualidad, la idea está completamente descifrada para incorporar partes de

vitalidad y sus cambios, incluida la fuerza, el enfriamiento y las conexiones entre las

propiedades de emisión.

Pons (1985) señala que “Como su nombre lo indica trata del flujo del calor; pero,

además, de la conversión en trabajo mecánico, y en general, de la transformación de una

energía en otra” (p 93).

La termodinámica abarca campos tan diversos como la ingeniería, la biología, la

química, la medicina entre otras.

Müller (2002) afirma que “la termodinámica es la ciencia que estudia las

transformaciones energéticas” (p 82).

12

1.2 Origen de la termodinámica

Su origen data del siglo XIX y es el resultado de la revolución técnico. Es un total de leyes

e ideas que tienen una adecuación fundamental en la representación de la conducta de los

marcos perceptibles. Actualmente nos damos cuenta de que el inicio de estas leyes se

origina en la forma en que ese problema está compuesto por iotas y átomos (Romero,

2014).

A pesar del hecho de que hacia el inicio de la termodinámica han existido desde la

producción del universo, esta ciencia aumentó todas las cosas consideradas cuando a

Inglaterra, los motores de vapor barométricos efectivos primarios, que eran

extremadamente moderados y derrochador, sin embargo, abierto El camino para la

mejora de otra ciencia. La primera y segunda leyes de la termodinámica se

levantaron al mismo tiempo a partir del año 1850, principalmente a partir de William

Rankine, Rudolph Clausius y Lord Kelvin (una vez en el pasado William Thomson).

escribió en 1859 el contenido principal sobre este asunto (Çengel y Boles, 2012,

p.19).

1.3 Conceptos termodinámicos

1.3.1 Sistema.

Se define como una cantidad de materia o una región en el espacio elegida para el

análisis o el estudio termodinámico. El marco y su condición estructuran el universo. El

sobre inexistente que encierra un borde y lo retira de su entorno (condición) se conoce

como el punto más extremo del alojamiento y puede considerarse que tiene propiedades

increíbles (Romero, 2014).

Según su utilidad, tenemos:

Incomunicar el método de su entorno.

13

Consentir la interacción de un modo determinado entre el método y su contexto.

Si estudiamos la salida de aire frío, descendiente de un sistema condicionador de

aire, por un ducto revestido de un sólido que aísla térmicamente al ducto, esta envoltura

puede considerarse como un límite que no permite el camino estimable de calor a través de

ella.

Figura 1. Sistema forman el universo. Fuente: Recuperado de https://www.fullquimica.com/2014/08/

sistemas-termodinamicos.html

Desde la perspectiva de su posibilidad de intercambio de energía y masa con otros

sistemas:

Sistema cerrado. Es uno que solo puede intercambiar vitalidad (dar o recibir) con su

entorno u otro marco, sin embargo, no hace ninguna diferencia.

Sistema abierto. Es aquel que puede mercantilizar materia y vitalidad con su ambiente.

o con cualquier otro sistema.

14

Por muestra, un coche. le arrojamos inflamable y él desprende desiguales gases y calor

o también podemos obtener energía con solo tener un recipiente destapado.

Sistema aislado. Es aquel no trata vitalidad con el ambiente o con cualquier otro

sistema. Obviamente, un sistema aislado es un sistema cerrado pero este último no

siempre es aislado.

Por ejemplo, la estructura de agua fluida además del vapor en el soporte está cerrada

(ya que independientemente de que pueda entrar o salir), aún no está segregada (puede

muy bien calentarse o enfriarse por la ducha exterior y puede ser compactada por

mercurio).

Figura 2. Sistema y entorno que le rodea. Fuente: Recuperado de http://dianayazminrojas.wordpress.

com/tercer-corte/sistema-termodinamico/

15

Figura 3. Interacciones sistema-entorno. Fuente: Recuperado de http://dianayazminrojas.wordpress

.com/tercer-corte/sistema-termodinamico/

Desde la perspectiva de presentación a la vista humana, pueden ser:

Homogéneos. Cuando los componentes del sistema están en una misma fase, cuando

está completamente uniforme.

Heterogéneos. Cuando los componentes del sistema están en diversas fases, cuando el

sistema no es uniforme.

Figura 4. Fase dentro del vaso de agua. Fuente: Recuperado de http://nl-cienciasfsicas.blogspot.com

/2010/10/sistema-homogeneo-y- heterogeneo.html

16

Figura 5. Se observa dos fases: agua y aceite Fuente: Recuperado de http://nl-cienciasfsicas.blogspot

.com/2010/10/sistema-homogeneo- y-heterogeneo.html.

Un sistema heterogéneo puede constituir de varios sistemas homogéneos; a estas

partes se les denomina fases.

Figura 6. Fases de la solución y el vapor de agua. Fuente: Recuperado de http://sites.google.com/site/

41sistemasmateriales/destilación/clasificación-de-los-sistemas- materiales/sistemas-heterogéneos.

17

1.4 Propiedades físicas termodinámicas

Dentro de la propiedad física, tenemos:

Propiedades intensivas. Son autónomos de la masa de la carcasa, por ejemplo,

temperatura, peso y espesor.

Propiedades extensas. Son aquellos cuyas características dependen del tamaño o

evaluación del borde. La masa total, el volumen supremo y la proporción del giro total

de los acontecimientos.

Figura 7. Propiedades intensivas y extensivas. Fuente: Cengel y Boles, 2012.

18

1.4.1 Proceso termodinámico.

Un proceso implica conocer el camino o la forma como va a proceder el cambio.

Ejemplo: como calentamos el agua por radiación, convención o conducción. Los procesos

más estudiados necesitan de una variable constante (Gutiérrez, 2009).

Aunque solo sean procesos teóricos ayudan a la comprensión y al conocimiento

pueden ser:

Isotérmico. Si la temperatura es constante.

Isobárico. Si la presión es constante.

Adiabático. Cuando el intercambio de calor entre el sistema y el universo es nulo.

Isocórico. Cuando el proceso es a volumen constante.

Irreversible. Cuando los procesos se suceden en un estado donde no existe equilibrio, es

decir no es igual en cada micro estado la situación del sistema.

Cíclico: Cuando el sistema retorna a su estado inicial después de terminar el proceso.

Figura 8. Procesos teóricos de una variable constante. Fuente: Gutiérrez, 2009.

19

Figura 9. Sistemas reversibles e irreversibles. Fuente: Recuperado de http://doctorprofesor.blogsbpot.

com/

20

Capítulo II

Termodinámica de soluciones

2.1 Soluciones

Salas (2014) señala que “una fase homogénea formada por una o más sustancias en menor

cantidad y por lo tanto se disuelve (solutos) en otra sustancia mayoritaria denominada

solvente” (p.81).

2.2 Componentes de la solución

Los solutos se consideran la fase dispersa.

El solvente (disolvente) la fase continúa.

Figura 10. Moléculas de un soluto. Fuente: Recuperado de http://sustanciaspurasjorgehdezroa.blogs

pot.com/2016/.

21

Figura 11. Procesos de disolución. Fuente: Recuperado de https://www.blinklearning.com/course

Player/clases2.php?idclase=70764989&idcurso=1249799

Tabla 1

Formación de soluciones

Solución Soluto Solvente

Aire Oxígeno, dióxido de carbono, otros Nitrógeno

Vinagre Ácido acético Agua

Latón Zinc Cobre

Bronce Cobre Estaño

Nota: Se muestra la mezcla de diferentes solutos y solventes formando soluciones. Fuente: Katz,

2011.

2.3 Características generales de la solubilidad

2.3.1 El agua como disolvente.

Katz (2011) señala que “el agua es el líquido más importante que disuelve sustancias,

y eso hace lo convierte en un disolvente universal Soluto polar. Se disuelve en agua Soluto

no polar. Solo en disolventes no polares” (p.49).

2.4 Clasificación de las soluciones o disoluciones

Se distinguen seis tipos de disoluciones, dependiendo del estado original (sólido líquido o

gaseoso) de los componentes; se van a estudiar los planes gas- líquido, líquido, líquido

fuerte (Sánchez, 2017).

22

Tabla 2

Clasificación de disoluciones

Estado físico Concentración

Disoluciones sólidas Disoluciones diluidas (insaturadas)

Disoluciones líquidas Disoluciones concentradas (saturadas)

Disoluciones gaseosas Disoluciones sobresaturadas

Nota: Se muestra la clasificación de las disoluciones por su estado físico y su concentración Fuente:

Chang, 2002.

2.5 Clasificación según su concentración

Los físicos también separan los arreglos por su capacidad de descomponer un soluto.

Disolución saturada o concentrada; Contiene la medida más extrema de un soluto, que

se desintegra, específicamente, a una temperatura particular.

2.5.1 Solución sobresaturada.

Chang (2002) señala que “sujeta más soluto de lo que logra estar en una habilidad

empapada. Los arreglos sobresaturados no son realmente estables” (p.468).

Figura 12. Soluciones clasificadas por su concentración. Fuente: http://m04solucionesg1.blogspot.

com/2015/07/clasificacion-de-las-soluciones.html

23

2.6 Clasificación de las soluciones según su estado físico

Divididos de acuerdo con su estado físico:

Tabla 3

Tipos de disoluciones

Soluto Disolvente Ejemplos

Disoluciones

gaseosas

Gas

Líquido

Sólido

Gas

Gas

Gas

Aire (mezcolanza de gases)

(existen gotas concurrencias, es un régimen

coloidal). (Si hay átomos multitudes, es un sistema

coloidal).

Disoluciones

sólidas

Gas

Líquido

Sólido

Solido

Solido

Solido

Alineación de hidrógeno en paladio. Benceno en

caucho (cemento de caucho).

Alineaciones metálicas.

Nota: Se observa los tipos de soluciones con diferentes características. Fuente: Recuperado de

httpss://www.rinconeducativo.com/datos/Qu%C3%ADmica/Transparencias/.

2.6.1 Soluciones gaseosas.

Son una mezcolanza de gases, de aire, de gases de combustión de calderas, de

emisiones atmosféricas, de smog, de fumarolas volcánicas (Sánchez, 2017).

Ejemplos: Solutos: HCl + CO2 + SO2; solvente: H2O(g).

Figura 13. Fumarolas volcánicas Fuente: Recuperado de https://www.elsalvador.com/ noticias/nac

ional/5-senales- que-dan-los-volcanes/

24

2.6.2 Soluciones sólidas.

Mezcla entre sólidos, corresponden a las aleaciones metálicas, como el acero (Fe +

C, Mn, Cr, Mo, Ni), el bronce (Cu, + Sn), amalgama (Hg + metal), el latón (Cu + Zn), los

minerales (tierra, rocas), materiales plásticos, composta.

Figura 14. Mezcla de sólidos bronce, acero, latón. Fuente: Recuperado https://slideplayer.es/slide/11 9 57490/

2.6.3 Soluciones líquidas.

Se forma al disolver en un líquido (H2O), sustancias como mezclas: agua-alcohol,

soluciones azucaradas, soluciones electrolíticas, como sueros y aguas termales.

Figura 15. Fluidos hidrotermales. Fuente: Recuperado de https://es.wikiloc.com/rutas-senderismo/her

videros-zona-hidrotermal-aguas-termales-16193786

25

2.6.3.1 Calor de solución (disolución).

Es el alto grado calórico producido o asimilado cuando una medida específica de

soluto se desintegra en una medida específica de soluble.

Capacidad calorífica. De tal manera que la cantidad de calor Q entregada y el

correspondiente aumento de temperatura T del cuerpo.

Capacidad calorífica = Unidades: J/K, cal/°C.

Calor específico (ejemplo Q =cantidad de calor m= masa del objeto.

Ejemplo: t = variación de temperatura

C H2O = 1 cal/g °C ; CFe = 0.11 cal/g °C

El calor de desintegración o entalpía de desintegración (con un peso invariable -

ΔHsoln) es el calor creado o asimilado cuando una medida específica de soluto se rompe

en una medida específica de disolución. La suma ΔHsoln habla de la distinción entre la

entalpía de la última disposición y la entalpía de los primeros reactivos (es decir, solutos y

solubles), tal como se habló en:

Está más allá del ámbito de la imaginación esperar hacer esta estimación, sin embargo,

en un calorímetro de peso estable, la distinción puede resolverse y, por lo tanto, ΔHsoln,

Al igual que los otros cambios de entalpía, para los procedimientos exotérmicos.

La energía (llamada vitalidad reticular (U)) requerida para aislar totalmente 1 mol de

En este sentido, el agregado de estos dos será ΔHsoln. 788kJ / mol + (- 784kJ / mol) =

4kJ / mol.

C = Q

M T Q= mcT.

C = Q

T

26

Figura 16. El calor de disolución. Fuente: Recuperado de httpss://blog.pucp.edu.pe/blog/.

2.6.3.2 Calorimetría.

Este proceso se encarga de computar el calor en una reacción de ingeniería o un

canje de fase, utilizando una herramienta llamado calorímetro.

La calidez deliberada es equivalente al ajuste en la vitalidad interna del marco corto

del trabajo realizado.

Ejemplo:

𝑞𝑈 − 𝑤

Díaz (2015) señala que “como la presión se mantiene constante, el calor medido

representa el cambio de entalpia” (p.1).

Ejemplo:

𝑞 = 𝐻 = 𝐻𝐹𝑖𝑛𝑎𝑙 − 𝐻𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙

27

2.6.3.3 Reacciones exotérmicas.

Son reacciones que desprenden energía.

A+ B C + energía

Figura 17. Reacción exotérmica. Fuente: Recuperado de https://recursostic.educacion.es/secundaria

/edad/4esofisicaquimica/

2.6.3.4 Reacciones endotérmicas.

Son reacciones que absorben energía:

A+ B C+ energía

Figura 18. Reacción endotérmica. Fuente: Recuperado de httpss://recursostic.educacion.es/secu

ndaria/edad/4esofisicaquimica/

28

2.6.3.5 Determinación calorífica del calorímetro e hidróxido de sodio.

Calculando con los datos obtenidos en el laboratorio objetivo:

Determinar la capacidad calorífica de un calorímetro con agua.

Determinar de la capacidad calorífica de solución 1M de NaOH. desarrollo.

Paso 1: Determinar la capacidad calorífica de un calorímetro con agua.

Datos y cálculos:

Masa de agua de caño, 100 gramos, T1, 25 °C.

Masa de agua helada, 100 gramos T2, 4 °C.

Mezcla de agua helada.

Con agua de caño, 100 gramos T3 19 °C.

Valorar la capacidad calorífica del calorímetro:

Si: m1: masa de agua de caño = 100 gramos y m2: masa del agua helada = 100 gramos,

Además, W= capacidad calorífica del calorímetro en gramos de agua.

Ejemplo:

W. m1(t1 - t3) + w (t1 – t3) = m2(t3 - t2) 100g(25°C-20°C) + w (25°C-20°C)

=100g(20°C-4°C) 500g/°C+ w(5°C) = 1600g°C W5°C = 1600g°C – 500g°C w 5°C =

1100 g °C W= 220 j/g ºC.

Paso 2: Determinación de la capacidad calorífica de solución 1M de NaOH:

Datos y cálculos; AguaT1 26 °C; Agua + NaOHT2 35 °C.

Q= cantidad de calor del NaOH.

m= masa del objeto= mcT.

c = capacidad calorífica del calorímetro. T = variación de temperatura.

Desarrollamos:

Q= 4 g X 220J/g °C X 9°C Q = 880J/°C X 9°C Q=7920 J.

Reacción exotérmica; Naoh (s) + h2o (l) <===> na+ + (oh)- (aq).

29

2.7 Soluciones no electrolíticas

El soluto disuelto permanece en forma molecular sin carga y no presenta tendencia a la

disociación de iones con carga eléctrica (no conducen carga eléctrica).

Ejemplos: alcohol, gasolina y azúcar.

Glucosa + H2O; Urea + H2O.

Figura 19. Disolución por sal más benceno. Fuente: Recuperado de httpss://www.portaleducativo

.net/segundo-medio/61/propiedades-coligativas- disoluciones.

30

Capítulo III

Introducción a las soluciones de electrolitos

3.1 Soluciones electrolíticas

Al diluir un electrolito, se separa de una representación específica de partículas. señala, la

cantidad de partículas descompuestas se expande, lo que afecta las cualidades de las

propiedades coligativas.

A causa del debilitamiento de las disposiciones de los electrolitos sólidos en los que

la cantidad de (partículas) puede determinarse a partir de la condición estequiométrica. En

cualquier caso, con respecto a los arreglos concentrados, el nivel de separación (y, en este

sentido, la cantidad de partículas rotas) debe evaluarse provisionalmente (Katz, 2011).

Las partículas con carga eléctrica so iones que soportan diferentes tipos de

conexiones, afinidades y choques electrostáticos, solvataciones. Cada uno de estos

componentes solicita respuestas de electrolitos para extraviarse de las prácticas leídas para

arreglos no electrolíticos incluso en fijaciones por debajo de 0.001m.

El NaCl es un electrolito sólido y, en esa capacidad, en sus disposiciones fluidas solo

se hallan partículas de Na + y Cl. En esta premisa, en una disposición de NaCl debilitada,

el foco absoluto de partículas debería ser el doble de la centralización estequiométrica de la

sal, con el objetivo de que sus propiedades coligativas muestren precisamente dos

31

cualidades superiores a las determinadas para un no electrolito de similar molalidad ; Sin

embargo, suponiendo tentativamente que se resuelvan las gotas crioscópicas para debilitar

los arreglos de NaCl y se determinen los cálculos molares de NaCl en 100 g de agua, se

adquieren las cualidades que lo acompañan:

Tabla 4

Valores de la molalidad del NaCl.

Molalidad de la solución acuosa de Tf (calculado para NaCl 1m)

NaCl en ºC

0, 1 3, 47

0, 01 3, 60

0, 001 3, 62

0,0001 3,72

Nota: Se muestra la molalidad en solución acuosa del NaCl (cloruro de sodio). Fuente: Katz, 2011.

La consistencia crioscópica para el agua es 1.86 ° C mol kg-1; En este sentido, en la

tabla vemos que, cuando el curso de acción es de 10-4 m, la disminución crioscópica es

doble 1.86 ° C; es decir, se encuentra el valor ordinario.

Katz (2011) señala que “debemos subrayar que, dado que las posibilidades

compuestas son elementos de los ejercicios y no de los enfoques molares, es importante

descubrir la relación que conecta la acción con la metodología “(p.78).

3.2 Electrolitos

Osorio y Giraldo (2007) señalan que “se denomina electrolitos a compuestos químicos que,

en solución, se disocian y forman iones siendo capaz de conducir la corriente eléctrica”

(p.77).

Un electrolito es una sustancia que produce partículas en el aire, que se afirma por la

manera en que el plan tiene conductividad eléctrica.

32

Debido a los poderes intermoleculares de larga distancia entre las partículas en el

plan, la utilización de coeficientes de movimiento, mientras se tratan los cursos de acción

de los electrolitos.

Sea el electrolito:

Comparemos esta ecuación con la disociación del nitrato de bario:

Dónde: M=Ba, X=NO3, ν+=1, ν−=2, Z+=+2, Z−=−1.

Algunos iones disueltos pueden volver a unirse formando pares iónicos

Marón y Prutton (1985) señala que “para ver mejor la formación de un par iónico,

veamos un ejemplo en el que se muestra el nitrato de bario en disolución” (p.74).

Figura 20. Electrolitos que se hacen por disociación. Fuente: Recuperado de https://www.cmrinstitute

.org/nni/espanol/content/module2/groups/88.html.org/que-son-los-electrolitos/.

ZZ+

ac + XZ−

ac

MXZ+

(ac) + Z

Ba2+ + NO−3 Ba(NO3)

+

+ 2NO−3 Ba2

+(ac) Ba(NO3)2

33

Figura 21. Electrolitos de cloro. Fuente: http://www.tecnologia-tecnica. com.ar/sistemaselectrónicos/ indexsistemaelectronicos_archivos/Page671.htm

Tabla 5 Tabla de valores de los electrolitos

Electrolito Símbolo Valores Normales

Sodio Na+ 135-145 mEq/L

Potasio K+ 3,5-5,5 mEq/L

Calcio Ca++ 8,0-10 mEq/L

Magnesio Mg+ 2,0-2,5 mEq/L

Cloro cl- 90-100 mEq/L

Nota: Se muestra los valores información de algunos electrolitos Fuente: Salas, 2014.

3.3 Clasificación de los electrolitos

3.3.1 Según su grado de disociación en solución.

3.3.1.1 Los electrólitos débiles.

Consiste en sustancias que, al diluirse, se ionizan o se disgregan en parte:

34

Los ácidos débiles (CH3CO.OH, H2SO3, HClO, H3PO3).

Los zócalos endebles (Al (OH), NH OH, Fe (OH)3.

El agua.

3.3.1.2 Los electrólitos fuertes.

Son aquellas sustancias que, cuando se descomponen, se ionizan o separan total o

totalmente.

Veamos algunos ejemplos electrolitos fuertes.

Los electrolitos fuertes. (HCl, HNO3, HBr, H2SO4, HClO3.).

Las bases fuertes (NaOH, KOH, Ca (OH)2, Ba (OH)2, etc.).

La casi totalidad de las sales (NaCl, KBr, CaSO4, NaNO3.).

Figura 22. Los electrolitos y la corriente eléctrica. Fuente: Recuperado de https://cumbrepueblosco

p20.org/energias/solar/electrolito/

3.3.2 Teoría de Arrhenius.

Arrhenius acumuló que los átomos de sustancias específicas llamadas electrolitos, se

separan en forma de partículas cargadas eléctricamente, llamadas partículas. La separación

no está terminada, por lo que existe un valor entre las partículas no disociadas y las

partículas formadas en la separación.

35

Ejemplo: En la disolución del cloruro de sodio se tiene:

NaCl(6) + H2O(1) Na + (aq) + Cl-

Las partículas actúan libremente entre sí, al igual que los átomos no separados, y

comprenden partículas particulares con sustancia y propiedades físicas

Salas (2014) señala que “la separación de un electrolito es un procedimiento reversible,

ya que en las partículas iniciadas se unen, por lo tanto, para formar nuevamente los átomos

del compuesto relacionado” (p.55).

3.3.2.1 El proceso de disociación de los electrolitos.

Es una maravilla del cambio sintético, una respuesta de brebaje dentro del arreglo,

donde el núcleo se separa comúnmente dos variables que llevan por nombre partículas

(de la partícula griega: singular, errante) por la combinación o desintegración de piedras.

Con el fin de mantener el no partidismo eléctrico que cualquier estructura material

debe mantener, la ecualización de las cargas eléctricas positivas y negativas debe

cumplirse. mezclado, es decir: sin electrolitos, también llamados solventes o, por lo

general, solventes (Osorio y Giraldo, 2007).

Figura 23. Separación del compuesto en cationes y aniones. Fuente: Recuperado de https://es.slidesh

are.net/AlexRamrez2/solutos-y-electrolitos-grado-de-disociación/.

36

3.3.3 Disolución de electrolitos.

Podemos definir atmosfera iónica y solvatación:

Atmosfera iónica. Las partículas de carga inversa se atraen entre sí por fascinación. La

disposición es eléctricamente no partidista, pero cerca de cada partícula hay una gran

cantidad de partículas de carga inversa.

Solvatación. Procedimiento por el cual cada partícula en disposición está comprendida

por átomos solubles situados, explícitamente al "ajuste" de la partícula en disposición.

Figura 24. Disoluciones de electrolitos. Fuente: Recuperado de https://slideplayer.es/slide/154 913

2/release/woothee

Figura 25. Solvatación y atmosfera iónica. Fuente: Recuperado de https://www.slideshare.net/Mae

lcarmona/biomoleculas/.

37

Figura 26. Capa de solvatación. Fuente: Recuperado de https://www.foro-minerales.com/.

3.3.4 Proceso de disolución.

Figura 27. Se muestra los procesos de disolución. Fuente: Recuperado de http://espacioquimica.blo

gspot.com/2019/05/4to-ano-proceso-de-disolucion

3.4 Termodinámica de las soluciones electrolíticas

En un curso de acción electrolítico, salen tres ejemplos de colaboraciones electrocinéticas

entre las partículas por estimación y variedad del grosor electrónico, vital en medios

gruesos:

Correlación ióni-iónk.

Correlación ióni-moléculak.

Correlación moléculai-moléculak.

38

Independientemente de las autoasociaciones, que contribuyen, en un nivel

determinado, a la organización del ejido subatómico y a la cercanía de los posibles

resultados de la correspondencia subatómica: las fuerzas de inscripción (minutos dipolo

promulgados), la dispersión y curso (cargas eléctricas constantes: partículas y dipolos).

3.5 Teoría electrostática estadística de las soluciones electrolíticas

El neerlandés Peter Debye y el químico alemán Walter kal Huckel, en el 1923 inventaron

una teoría de termodinámica explicado así la variedad iónica en una solución cuando se

disuelve .la base teórica electrostáticas (coulómbicas) entre los iones una solución cuando

esta se disuelve, los mismos sean en una característica no alcalina, sino dada por la ley de

Coulomb.

Ley de Coulomb. Llama la atención sobre que la potencia F (newton, N) con la que dos

cargas eléctricas Q y q (coulomb, C) se introducen o se repelen entre sí.

K: es una variable estable del medio (en el vacío vale k= 9 * 10 -9 Nm2/C2) en cuanto

estas tienen el mismo polo.

Figura 28. Signos y cargas iguales y diferentes. Fuente: Recuperado de https://curiosoando.com/que-

dice-la-ley-de- coulomb/

39

En la ley de coulomb, cuando las partículas están cargadas eléctricamente, estas

tienden a tener gran alcance, están actúan con partículas de mayor alcance. De esta manera,

se propuso la presencia de una dispersión específica de partículas a su alrededor, conocida

como la nube iónica, para cada partícula en disposición.

Osorio y Giraldo (2007) señala que “en ese punto del campo eléctrico formado por

cada una de las partículas concurrencias se enmarca en el potencial creado por la carga de

la partícula focal y el viable fundado por la nube iónica a su cerca” (p.55).

Figura 29. Esquema de solución electrolítica. Fuente: Osorio y Giraldo, 2007

Desde la perspectiva electrostática, los métodos para la asociación son consistentes

(aquí no es cierto una de las insuficiencias cruciales de la hipótesis, nunca más considera

las colaboraciones de las átomos con las polvos solubles de perfil independiente y todo el

impacto de ellas permanece ensamblado integralmente en la invariable aislante del

soluble); en consecuencia, el transporte de la carga cambia constantemente en el plaza

punto a punto (especulación satisfactoria cuando creemos que estamos interesados en las

propiedades claramente visibles del marco), por lo que podría tener la capacidad del campo

eléctrico como elemento de direcciones espaciales utilizando la condición de Poisson.

40

Desde el punto de vista físico-fáctico, piense en la centralización de las partículas en

un pequeño componente de la nube iónica, en una buena forma dada desde la partícula focal

que forma el campo una de las presunciones fundamentales de los modelos de pieza cercana

de la que se habla más adelante se infiere que, explícitamente del desarrollo de la partícula

focal, el ir con una nube iónica, o mejor, se conforma consistentemente a ella.

Es posible calcular experimentalmente el límite del campo eléctrico que se basa en

las propiedades claramente inconfundibles del borde y el desprendimiento de la molécula

los arreglos electrolíticos.

Donde el todo está hecho en cada una de las partículas concurrencias en el marco mj:

molalidad [mol de partícula j / kg de disolvente:

I: calidad iónica dependiente de la escala de molalidad.

Zj: gabela iónica de la partícula j.

Para arreglos debilitados al extremo, hay cero calores de debilitamiento y los

coeficientes de movimiento son divisorios (arreglo perfecto).

Además, se presume que las partículas están totalmente solvatadas, y la vitalidad de

asociación con lo soluble es invariable. Se piensa, en ese punto, que la variedad de levante

fase aparece facilitada únicamente por la cooperación electrostática que sucede completo a

la metodología de las partículas a medida que aumenta el foco. En este sentido, la acción y

el coeficiente de acción se presentan como proporciones del nivel de desviación (Osorio y

Giraldo, 2007).

Donde:

ν±: factor de diligencia iónico medio del electrólito (adimensional), T: temperatura (K).

D: invariable dieléctrica del solvente (adimensional).

En este sentido, se adquiere la ley de límite de Debye-Hückel (DH) o la estimación

principal de la hipótesis que habla adecuadamente al marco solo para debilitar los arreglos

41

(m <0.01 m). El modelo es minucioso con un gran debilitamiento, por lo que nos muestra

la conducta asintótica a la que deben seguir todos los modelos.

Es cualquier cosa menos una ley definida ya que, a pesar del hecho de que sin la

presentación de constantes de observación y obtenida lógicamente de estándares

hipotéticos, requiere algunas teorías desenredantes y mejoras de arreglos acortados, para

alentar el arreglo expositivo, coincide muy bien con los hacks exploratorios en El alcance

de su relevancia (Osorio y Giraldo, 2007).

Hoy en día, los planes de juego numéricos se realizan con términos exponenciales y

con avances consecutivos que fusionan varios más requisitos, no obstante, unas

responsabilidades han demostrado que los resultas no abordan los problemas de la

termodinámica. A pesar de esto, en ninguna de sus variedades dignas de alabanza, el

modelo tiene la exactitud suficiente para hablar sobre las condiciones de desarrollo

empresarial en el avance de estilo antiguo, en el que se utilizan cursos de acción directos o

de alto centro.

Algunos cambios a lo anterior han provocado otras articulaciones de tipo (DH). Si

bien pensar en que las partículas tienen medidas limitadas y de esta manera no puede

acercarse sin cesar, uno puede considerar presentar una reparación en la capacidad de la

nube iónica que piensa en esta realidad. Esto requiere la presentación de un parámetro de

observación llamado la medición convincente normal de las partículas.

Finalmente, una tercera conjetura de la hipótesis comienza cuando se considera que

debe producirse cierta polarización de los átomos dipolos de los elementos solubles

alrededor de las partículas, lo que, por lo tanto, es la razón de la constante dieléctrica de las

reducciones solubles cercanas a la partícula Por esta razón, se agrega un término a la

condición esencial, que depende de otro parámetro experimental, obteniendo la supuesta

estructura de Hückel (Osorio y Giraldo, 2007).

42

Figura 30. Modelo de Debye-Huckel. Fuente: Osorio y Giraldo,2007.

3.6 Conducción electrónica en soluciones

Una de las propiedades más importantes de las soluciones electrolíticas es la conducción

de la corriente eléctrica.

Faraday, mucho tiempo antes de determinarse la naturaleza y las propiedades de los

iones, utilizó en forma práctica esta propiedad y condujo al conocimiento del fenómeno

que él denominó electrolisis, fijando los nombres de electrodos a los polos que servían para

la conducción eléctrica. al electrodo positivo lo denominó ánodo y al negativo cátodo

(Sánchez, 2001).

La solución que contenía los iones le denominó electrolito y fijó las leyes del

proceso:

La medida del cambio de mezcla entregada por un flujo eléctrico en cada cátodo

corresponde directamente a la medida de potencia que ha atravesado la celda y

Las cantidades de diferentes sustancias depositadas por una misma cantidad de

electricidad son directamente proporcionales a sus respectivos pesos equivalentes .

43

Aplicación didáctica

Sesión de aprendizaje

I. Información general:

UGEL : Nº06

Área : Ciencia, Tecnología y Ambiente

Curso : Química

Grado y Sección : 3ro “A”

Fecha :

Tiempo : 2 horas pedagógicas

Hora : 90'minutos

Docente : Jessica Susan Buenalaya Asto

II. Título de la sesión

Conociendo la termodinámica de soluciones electrolíticas

III. Aprendizajes esperados:

Competencias Capacidades Indicadores

-Explica el mundo

físico, basado en

conocimientos

científicos.

-Comprende y aplica

conocimientos científicos y

argumenta científicamente.

Justifica los conocimientos, las

soluciones electrolíticas aplicando la

termodinámica mediante una

actividad demostrativa fundamento su

valor en la duración cotidiana.

Criterio Actitudes

-Respeto

Comprender los

datos.

Los estudiantes

desarrollan una práctica

certificada y hablan a través

de modelos que

soluciones son electrolíticas y

si son conductores de la

electricidad.

Aprecia:

Muestra respeto hacia sus

compañeros y en las actividades que

se realizan en el aula como parte de

su desarrollo integral fortaleciendo

sus conocimientos sobre

Termodinámica de soluciones

electrolíticas y genera una conciencia

ambiental.

44

IV. Secuencia didáctica:

Desarrollo (20 minutos)

- Se iniciará el desarrollo del tema comentando que el campo de estudio que

examinaremos se denomina termodinámica de soluciones, indispensable en química y

física, por lo que debemos reconocer el contenido de las soluciones que son conductoras de

la electricidad.

- La docente reparte una separata autoinstructiva y una ficha de análisis a cada alumno.

- Los estudiantes, en forma individual, examinan y instauran la pesquisa en una pieza

de análisis.

- La docente monitorea el trabajo de los alumnos y la interpretación correcta.

Cierre (20 minutos)

45 minutos

Inicio (5 minutos)

El instructor da la bienvenida y ayuda a los alumnos a recordar la coherencia con los

estándares de concurrencia.

Dinámica: experimento: calor de disolución.

Los estudiantes observan la reacción de cada solución y lo que sucede.

NaH(s) + agua Reacción exotérmica.

NH4Cl + agua Reacción endotérmica.

- La docente pregunta:

¿Qué ocurrió al añadir NaH(s) + agua?

¿Qué ocurrió al añadir NH4Cl + agua’?

¿Ocurrió lo mismo para ambas soluciones?

Los alumnos responden usando preguntas.

La maestra sigue preguntando:

¿Al colocar el termómetro a cada solución por qué varía la temperatura?

La docente manifiesta que el propósito que se puede desarrollar es: “Identificar las

soluciones electrolíticas y su importancia en nuestra vida”, y luego escribe el título de la

sesión.

45

Los estudiantes sustentan oralmente sus conclusiones.

La docente precisa, consolida la información en un mapa conceptual, explica y evalúa

los aprendizajes en una práctica calificada.

La docente junto con los estudiantes, reflexionan sobre el tema, y responden a las

preguntas.

¿Qué aprendí?

¿Cómo aprendí?

¿Para qué me sirve lo aprendido?

¿Cómo me siento con lo aprendido?

¿Qué dificultades tuvimos?

¿Cómo las afrontamos?

¿En qué situación de la vida cotidiana se puede aplicar lo aprendido?

Los estudiantes consolidan la información en su cuaderno, y a través de las actividades.

Hacer un informe sobre la importancia de los electrolitos en nuestras vidas.

Tarea para trabajar en casa:

Resuelven las actividades de la página 132 del libro.

____________________________

Buenalaya Asto, Jessica

Docente

46

UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIÓN

Enrique Guzmán y Valle

“Alma Máter del Magisterio Nacional

Ficha de observación

Apellidos y nombres………………………………………………….

Soluciones:

Observa y responde:

¿Qué ocurre cuando añadimos Hidróxido de sodio NaOH(s) al vaso que contiene agua

(H2O)?

¿Qué ocurre cuando añadimos NH4Cl al H2O?

¿Ocurrirá lo mismo en ambas soluciones?

¿Al colocar el termómetro en ambas soluciones su temperatura es la misma?

a) NaOH (S) + b) NH4Cl + H2O

47

Síntesis

La investigación de la termodinámica nos permite conocer la energía, el cambio entre sus

diversos signos, como el calor, y sus habilidades para entregar trabajo, lo cual es de

importancia fundamental.

La termodinámica de los arreglos se caracteriza por ser una etapa homogénea

enmarcada por al menos una sustancia en menor cantidad y se descompone (solutos) en

otra parte dominante y se desintegra, denominada soluble.

Agua; el fluido descompone la mayoría de las sustancias y esto lo convierte

posiblemente en la principal sustancia en el campo de los arreglos.

Los arreglos se ordenan por su fijación. en arreglos debilitados (insaturados),

arreglos concentrados (empapados) y arreglos sobresaturados por su estado actual: arreglos

fuertes, vaporosos y fluidos

Nos centramos en arreglos de fluidos, que se dividen en arreglos no electrolíticos; el

soluto roto permanece en una estructura subatómica sin carga y no tiende a separar

partículas cargadas eléctricamente (no dirigen una carga eléctrica).

Arreglos electrolíticos. Al disolver un electrolito, se separa y un número específico

de partículas. Es decir, la cantidad de partículas descompuestas se acumula, lo que afecta

las cualidades de las propiedades coligativas.

Electrolitos: aquellas especies sintéticas que, en su estado no adulterado o en

disposición con diferentes especies, se denominan y tienen la propiedad de transportar

flujo eléctrico separándose inesperadamente.

48

Apreciación crítica y sugerencias

Es importante el estudio de la termodinámica porque permite entender la importancia de

los procesos térmicos en nuestro entorno.

Se ha desarrollado también la termodinámica de soluciones electrolíticas, que es de

suma grado porque te explica, con compendios científicos, el proceso en sí. Es decir, a

través del reconocimiento de las soluciones que producen reacciones químicas y de los

valores termodinámicos (calor y temperatura) es posible identificar si estas son

conductoras de la corriente eléctrica, y la relaciona más con nuestra vida diaria quizás sin

darnos cuenta.

Se ha podido reconocer cómo se realiza el proceso de disociación y de disoluciones

al interior de las soluciones que, a simple vista, no es visible pero que siempre está

presente en la vida cotidiana.

La búsqueda de libros permite recopilar información necesaria para realizar esta

monografía, de manera que es un tema amplio en cuanto concierne a los fundamentos

teóricos, pues para el estudio de la termodinámica de soluciones, en primer lugar es

necesario conocer qué son las soluciones y qué tipos de estas existen; en segundo lugar,

conocer el proceso de disociación, y con ello el proceso de disolución de electrolitos, y

conocer el calor de solución; y, en tercer lugar, conocer la variación de la temperatura.

El aprendizaje notable de este tema resulta ser cada vez más significativo en el aula,

ya que el alumno no solo conocerá los establecimientos hipotéticos, sino que además verá

cómo ocurren los procedimientos de los arreglos y lo que es significativo en nuestra vida

cotidiana.

49

Referencias

Çengel, A. y Boles, M. (2012). Termodinámica. Monterrey, México: Interamericana

editores. S, A.

Chang, R. (2012). Química. D.F; México: Interamericana editores. S, A.

Gutiérrez, K. (2009). Termodinámica. Concepto. Relación trabajo y energía. Equivalente

mecánico del calor. Definiciones termodinámicas: Sistemas, alrededores y

procesos. Procesos: Isotérmico, isobárico, isócoro. Adiabático. (Tesis de

pregrado). Universidad Nacional de Educación Enrique Guzmán y Valle, Lima,

Perú.

Katz, M. (2011). Termodinámica de soluciones. Recuperado de www.rlabato.com/isp/qui/

quifis_2011-003.pdf

Maron, S. y Prutton, C. (1985). Fundamentos de la fisicoquímica. Monterrey, México:

Limusa.

Muller, A. (2012). Termodinámica Básica. Caracas, Venezuela: Publidisa SA.

Osorio, W. y Giraldo, O. (2007). Sobre la termodinámica de las soluciones electrolíticas.

Recuperado de http://www.redalyc.org/html/430/43004002/index.html

Pons, G. (1978). Fisicoquímica. Lima, Perú: San Marcos.

Romero, V. (2014). Termodinámica. Recuperado de http://www.fisica.unam.mx/

personales/ romero/termo2014/termo-notas- 2014.pdf

Sánchez, P. (2017). Eficacia del método ABP en el aprendizaje de la Tabla Periódica de

elementos químicos de los estudiantes de Química de la Universidad Nacional de

Educación Enrique Guzmán y Valle de Lima. (Tesis de maestría). Universidad

Nacional de Educación Enrique Guzmán y Valle, Lima Perú.

Salas, D. (2014). Soluciones de electrolitos. Recuperado de https://slideplayer.es/slide/

1549132/release/woothee

50

Apéndices

Apéndice A: Procesos regulatorios y minerales necesarios para el organismo

51

Apéndice A: Procesos regulatorios y minerales necesarios para el organismo

Figura A1. Termorregulación. Fuente: Recuperado de http://www.vi.cl/foro/topic/6988-

capítulos-de-biología-cuestiones-resueltas/page-30

52

Figura A2. Importancia de los electrolitos. Fuente: Recuperado de https://www.ketotrace

.com/la-importancia-de-los-electrolitos-en-la-dieta-cetogenica/.

Figura A3. Reposición de los electrolitos. Fuente: Recuperado de https://www.pinterest

.com/pin/293367363233016422/