DISOLUCIONES

1
DISOLUCIONES
2
SISTEMAS MATERIALES
3
METODOS DE SEPARACION DE MEZCLAS
decantación
destilación
filtración
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DISOLUCIÓN

• Es una mezcla homogénea de dos o mas sustancias
  cuyo tamaño molecular de las partículas sea
  inferior a 10-9 m.
• Se llama mezcla coloidal cuando el tamaño de
  partícula va de 10-9 m a 2 10-7 m.
• Se llama suspensión cuando el tamaño de las
  partículas es del orden de 2 10-7 m.

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Las disoluciones

• Son mezclas homogéneas de dos o más sustancias
  que intervienen en proporciones variables.
• Las sustancias que las forman mantienen sus
  propiedades químicas, la disolución adquiere
  propiedades físicas propias y distintas a las de
  sus componentes.

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Componentes de una disolución

• Son aquellas sustancias puras que se han mezclado
  para formarla. Hay una sustancia que está en
  mayor proporción y es el disolvente la sustancia
  que está en menor proporción la denominamos
  soluto.

SOLUTO DISOLVENTE ? DISOLUCIÓN
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Clasificación de disoluciones

• Según el número de componentes.
• Según estado físico de soluto y disolvente.
• Según la proporción de los componentes.
• Según el carácter molecular de los componentes.

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Según el número de componentes.

• Binarias
• Ternarias.
• ...

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Según estado físico de soluto y disolvente.

• Soluto Disolvente Ejemplo
• Gas Gas Aire
• Líquido Gas Niebla
• Sólido Gas Humo
• Gas Líquido CO2 en agua
• Líquido Líquido Petróleo
• Sólido Líquido Azúcar-agua
• Gas Sólido H2 -platino
• Líquido Sólido Hg - cobre
• Sólido Sólido Aleaciones

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Según la proporción de los componentes.

• Diluidas
• (baja concentración de soluto)
• Concentradas
• (alta concentración de soluto)
• Saturadas
• (no admiten mayor concentración de soluto)

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Según el carácter molecular de los componentes

• Conductoras
• Los solutos están ionizados (electrolitos) tales
  como disoluciones de ácidos, bases o sales.
• No conductoras
• El soluto no está ionizado

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Solubilidad

• Es la máxima cantidad de soluto que se puede
  disolver en una determinada cantidad de
  disolvente.
• La solubilidad varía con la temperatura (curvas
  de solubilidad).

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FACTORES QUE AFECTAN A LA SOLUBILIDAD

• Interacciones soluto disolvente
• Semejante disuelve a semejante

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FACTORES QUE AFECTAN A LA SOLUBILIDAD

• Efecto de la temperatura
• En general la solubilidad de los sólidos aumenta
  con la temperatura y la de los gases disminuye al
  aumentar la temperatura

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FACTORES QUE AFECTAN A LA SOLUBILIDAD

• Efecto de la presión
• A una temperatura determinada, el aumento de la
  presión implica un incremento en la solubilidad
  del gas en el líquido.

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CONCENTRACIÓN RELATIVA DE LAS SOLUCIONES
17
INFORMACION QUE APORTAN LAS ETIQUETAS DE LOS
REACTIVOS
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Concentración (formas de expresarla)

• gramos/litro
• Tanto por ciento en masa.
• Tanto por ciento masa-volumen.
• Partes por millón (ppm)
• Molaridad.
• Fracción molar.
• Molalidad.
• Normalidad (ya no se usa).

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Concentración en gramos/litro.

• Expresa la masa en gramos de soluto por cada
  litro de disolución.
• msoluto (g) conc. (g/L)
  Vdisolución (L)

20
Tanto por ciento en masa

• Expresa la masa en gramos de soluto por cada 100
  g de disolución.
• m soluto masa
  100 g de solución

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Tanto por ciento masa-volumen

• Expresa la masa en gramos de soluto por cada 100
  mL de disolución.
• m soluto masa/volumen
  100 mL de solución

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Molaridad (M )

• Expresa la cantidad de soluto (en mol) por cada
  litro de disolución.
• n msoluto /Msoluto M
  V (L) V (L)
• siendo V (L) el volumen de la disolución
  expresado en litros

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INFORMACION QUE APORTAN LAS ETIQUETAS DE LOS
REACTIVOS
24
Ejercicio Cuál es la molaridad de la
disolución obtenida al disolver 12,0 g de NaCl en
agua destilada hasta obtener 250 mL de disolución?

• La molaridad de la disolución es
• 12,0 g/58,5 g/mol NaCl
• M ??????????? 0,82 M 0,250
  L solución

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Ejercicio Cuál será la molaridad de una
disolución de NH3 al 15,0 en masa y de densidad
920 g/L?

• 15,0 g NH3 / 17 g/mol
  8,11 M 100 g solución/ 920 g/L

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Ejemplo Como prepararía 100 mL deuna
disolución 0,15 M de NaOH en agua a partir de
NaOH comercial?

• Se necesitan
• 0,15 mol de NaOH 40 g/mol 0,6 g NaOH
  
• 1000 mL de solución 100 mL de
  solución

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DILUCIONES

• Preparación de disoluciones diluidas a partir de
  disoluciones más concentradas
• moles de soluto en solución concentrada moles
  de soluto en solución diluida

Molaridad1 Volumen1 Molaridad2 Volumen2
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Ejercicio Se desea preparar 250 mL de una
disolución de HCl 2,00?M, sabiendo que el frasco
de HCl tiene las siguientes indicaciones d1,18
g/mL concentración 35 en masa

• 1.- Molaridad de la solución inicial
• 35 g HCl / 36,5 g/mol
• 11,3 mol/L
• 100 g solución /1180 g/L
• 2.- Dilución
• V volumen de solución inicial que contiene la
  cantidad de soluto necesaria
• 0,250 L 2,00 mol/L V 11,3 mol/L
• V 0,044 L solución al 35 en masa
• agua
• 0,250 L de solución 2,00 M

29
Prevención
accidentes
de
30
PARTES POR MILLON (ppm)

• Para disoluciones muy diluidas se utilizan
• ppm partes por millón (?g/g, mg/L)
• ppm (masa de soluto/masa de solución) 106
• ppm en masa 104

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Fracción molar (?)

• Expresa el cuociente entre el número de moles de
  soluto y el número de moles total (soluto más
  disolvente).
• nsoluto ?soluto
  nsoluto ndisolvente
• Igualmente
• ndisolvente ?disolvente
  nsoluto ndisolvente

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• nsoluto ndisolvente ?soluto
  ?disolvente 1 nsoluto
  ndisolvente
• Si hubiera más de un soluto siempre ocurrirá que
  la suma de las fracciones molares de todas las
  especies en disolución dará como resultado 1.

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Ejemplo Calcular la fracción molar de CH4 y de
C2H6 en una mezcla de 4,0 g de CH4 y 6,0 g de
C2H6 y comprobar que la suma de ambas es la
unidad.

• 4,0 g 6,0 gn (CH4)
  0,25 mol n (C2H6) 0,20 mol 16 g/mol
  30 g/mol
• n (CH4) 0,25 mol ?(CH4)
  0,56 n (CH4) n
  (C2H6) 0,25 mol 0,20 mol
• n (C2H6) 0,20 mol ? (C2H6)
  0,44 n (CH4)
  n (C2H6) 0,25 mol 0,20 mol
• ?(CH4) ? (C2H6) 0,56 0,44 1

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Propiedades coligativas

• Las disoluciones tienen propiedades diferentes de
  las de los disolventes puros.
• Cuanto más concentradas estén las disoluciones
  más diferirán sus propiedades de las de los
  disolventes puros.

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Propiedades coligativas

• Disminución de la presión de vapor.
• Aumento de temperatura de ebullición.
• Disminución de la temperatura de fusión.
• Presión osmótica (presión hidrostática necesaria
  para detener el flujo de disolvente puro a través
  de una membrana semipermeable).

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Disminución de la presión de vapor
El efecto de un soluto no volátil sobre un
solvente volátil se demuestra en la experiencia
de la figura en donde se coloca dos vasos, uno
con agua y el otro con solución de azúcar y
agua Después de un tiempo el volumen de agua
disminuye y el de azúcar aumenta hasta que toda
el agua se transfiere al azúcar.
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Agua pura en equilibrio con su vapor

• El solvente (agua) en estado puro alcanza un
  equilibrio dinámico con una velocidad de pasaje
  de las moléculas de A vapor igual a la de
  condensación.
• Las moléculas de soluto retienen a las de agua
  haciendo mas lenta la vaporización y disminuyendo
  la cantidad de moléculas que se vaporizan como
  resultado macro se produce una disminución de la
  Pv del solvente volátil
• En el caso de los vasos al generarse un
  desequilibrio de Pv el solvente puro tiende a
  compensar las presiones pasando al vaso de
  solución de menor Pv

Solución de azúcar Solvente agua en equilibrio
con vapor de agua
Moléculas De soluto
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Ascenso ebulloscópicoElevación del punto de
ebullición

• Si se agrega un soluto no volátil la Pv baja, en
  función de la ley de Rault, proporcionalmente a
  la cantidad de soluto P1X1 P10
• Para cada temperatura tendríamos una P1 menor que
  la presión P1 0 del solvente puro

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Ascenso ebulloscópicoElevación del punto de
ebullición
Punto de ebullición es la temperatura que se
alcanza cuando se igualan la presión de vapor y
la presión externa. Punto de ebullición normal
para la P1 atm. La línea azul es el punto de
equilibrio del agua de la solución con su vapor y
vemos que es una temperatura mayor que la del
agua pura. Esto se denomina ascenso del punto de
ebullición
T0e
Te
Ke constante molal de ascenso ebulloscópico m
moles soluto / kg de solvente (agua)
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Descenso crioscópicoDisminución del punto de
congelación
El agregado de un soluto cualquiera produce una
disminución del punto de congelación.
T0c
Tc
Kc constante molal de disminución del punto de
congelación ºC/m m moles soluto / kg de solvente
(agua)
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OsmosisPresión osmótica
El movimiento neto de solvente es siempre hacia
la solución más concentrada

• OSMOSIS (a) Movimiento neto de un disolvente
  desde el disolvente puro o de una solución con
  baja concentración de soluto hacia una solución
  con alta concentración de soluto
• (b) El proceso osmótico se detiene cuando la
  columna de solución de la izquierda alcanza la
  altura necesaria para ejercer una presión sobre
  la membrana suficiente para contrarrestar el
  movimiento neto del disolvente. En este punto la
  solución de la izquierda está más diluida, pero
  aún existe una diferencia de concentración entre
  las soluciones

Membrana semi-permeable permite el paso de
moléculas de solvente pero no de las demás
42
Presión osmótica