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QuímicaQuímica20132013

Soluciones

Profesor: Antonio Huamán N.

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SOLUCIONES

Son mezclas homogéneas de dos o más sustancias puras en proporción variable en la que cada porción analizada presenta la misma característica ya que los solutos se dispersan uniformemente en el seno del disolvente. Los componentes de una solución no se pueden visualizar debido a que los solutos adquieren el tamaño de átomos, moléculas o iones

Ejemplo: Analicemos una porción de agua de mar:

Se observa que el agua de mar contiene varios solutos y un solo solvente (H2O)

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En general:

Solución 1STE STO 1 STO 2

SOLUTO (STO)Es la sustancia que se dispersa en el solvente; determina las propiedades químicas de la solución y generalmente se encuentra en menor proporción.

SOLVENTE (STE)Es la sustancia que actúa como medio dispersante para el soluto, disuelve el soluto y generalmente se encuentra en mayor cantidad.

Nota: El nombre de la solución lo determina el soluto (STO) y el estado físico lo determina el solvente (STE)

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SOLUCIÓN BINARIA

Llamada también disolución. Son aquellas soluciones conformadas por dos componentes: un soluto y un solvente.

Disolución 1soluto 1solvente

SOLUCIÓN ACUOSA

Son aquellas soluciones donde el solvente es el agua. El agua por polaridad alta que poseen sus moléculas, es la sustancia con una gran capacidad para disolver a las sustancias polares y a las sustancias iónicas por lo que es considerada como un solvente universal

Solución acuosa = 1 soluto + H2O

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CLASIFICACIONES DE LAS SOLUCIONES

A. SEGÚN EL ESTADO FÍSICO El estado físico de una disolución lo define el solvente

Soluciones sólidas: son las aleaciones de los metalesEjemplos:

Bronce (Cu-Sn) Acero (Fe-C)

Latón (Cu-Zn) Amalgama (Hg – METAL)

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Soluciones líquidas:Ejemplos: Vinagre Agua oxigenada (CH3COOH + H2O) (H2O2 + H2O)

Soluciones gaseosas:Ejemplos:

Aire seco (N2 + O2 + otros)

Gas natural (CH4 + C2H6 +….)

Vapor de naftalina en el aire

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B. SEGÚN SU CONCENTRACIÓN

Esta dada por la proporción de soluto en la solución. Por la abundancia relativa del soluto en las soluciones, estas pueden ser: Solución saturada: Es aquella que contiene la

máxima cantidad de soluto que puede mantenerse disuelto en una determinada cantidad de solvente a una temperatura establecida.

Solución diluida (insaturada): Es aquella donde la masa de soluto disuelta con respecto a la de la solución saturada es más pequeña para la misma temperatura y masa de solvente.

Solución concentrada: Es aquella donde la cantidad de soluto disuelta es próxima a la determinada por la solubilidad a la misma temperatura.

Solución Sobresaturada: Es aquella que contiene una mayor cantidad de soluto que una solución saturada a temperatura determinada. Esta propiedad la convierte en inestable.

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CONCENTRACIÓN DE UNA SOLUCIÓN

Son formas de expresar la cantidad de soluto que está presente en una cantidad de solución o de solvente, entre ellas tenemos: porcentaje en peso, porcentaje en volumen, molaridad, normalidad, etc.

I. UNIDADES FÍSICAS DE CONCENTRACIÓN

1. Porcentaje en peso (%W).- Indica la cantidad en gramos del soluto disuelto en 100 g de solución.

Ejemplo: Ejemplo: (CEPRE-UNMSM) El porcentaje en peso (%W) de una solución que contiene disueltos 15g de glucosa disueltos en 185g de agua es:Solución:Solución:

1010

2. Porcentaje en volumen (%V).- Indica la cantidad en mililitros del soluto disuelto en 100 mL de

solución.

Ejemplo: Ejemplo: (UNALM-2008-I) Se tiene una solución de 500mL de FeCl3 al 15% en volumen. El volumen del soluto es:Solución:Solución:

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II. UNIDADES QUÍMICAS DE CONCENTRACIÓN

1. Molaridad (M).- Indica el número de moles de soluto disuelto hasta formar un litro de solución.

molmolar

L

STO

SOL

nM=

v

Número de moles = masa del compuesto

P.Fdel compuesto

Donde:

1212

Ejemplo: Ejemplo: (UNALM-2006-I) Una solución de 200mL de NaOH contienen 4 gramos de soluto. La molaridad de esta solución es: Dato: P.F (NaOH=40)Solución:Solución:

Ejemplo: Ejemplo: (UNMSM-2004-I) Calcular la concentración molar de una solución de KClO3 que en 250mL contiene 24,5g de KClO3. P.A (K=39; Cl=35,5; O=16)

Solución:Solución:

1313

2. Normalidad (N).-Se define el número de Eq – g de soluto disuelto en un litro de solución. Eq – g = equivalente gramo.

STO

SOL

#Eq g Eq gN normal

V L

Donde:

1414

Ejemplo: Ejemplo: (UNALM-1997-II) Calcular la normalidad de una solución al disolver 4Eq-g de NaOH en 16L de solución.Solución:Solución:

Relación entre N y M

Para una misma solución se cumple:

N M x Donde:

: Parámetro que depende del soluto.

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Soluto Valor de

Ácidos N° de H ionizables o sustituidos

Hidróxidos N° de OH ionizables o sustituidos

Sales Carga neta del catión o anión

Óxidos Carga neta del oxígeno

Ejemplo: Ejemplo: (UNMSM-2005-II) Si se disuelve 35,5g de Na2SO4 (PF=142 g/mol) en 500mL de agua, la normalidad de la solución es:Solución:Solución:

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3. Molalidad (m).- Se define como el número de soluto disuelto por cada kilogramos de solvente.

Ejemplo: Ejemplo: Determine la molalidad de una solución que contiene 0,2 moles de NaOH disuelto en 400mL de H2O.

Solución:Solución:

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APLICACIÓN DE SOLUCIONES

1. DILUCIÓN.- La dilución es un procedimiento físico que consiste en preparar una disolución de menor concentración a partir de una más concentrada, para ello se debe adicionar agua a la disolución concentrada. Observando que no se altera la cantidad de soluto

Se cumple: M1 x V1 = M2 x V2

Ejemplo:

1818

Solución:

2. MEZCLAS DE SOLUCIONES.- Cuando se mezclan dos soluciones que contiene el mismo soluto pero de concentraciones diferentes, la solución resultante posee una concentración intermedia.Se cumple:

STO STO STOSOL(1) SOL(2) SOL(3)

1 1 2 2 3 3

n n n

M V M V M V

1919

Ejemplo:

Solución: