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SOLUCIONES
Y SUS
PROPIEDADES
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Proceso de disolución
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Gdisolución = Hdisolución – T Sdisolución
> 0 favorece la disolución
> 0 ó < 0, depende de cada caso
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PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
1) Separación de las partículas de soluto
Deben superarse las fuerzas intermoleculares o
atracciones entre iones de soluto.
Requiere energía, ENDOTÉRMICO (ΔH> 0)
2) Separación de moléculas de solvente
Deben superarse las fuerzas intermoleculares
entre moléculas de solvente
Requiere energía, ENDOTÉRMICO (ΔH> 0)
Proceso de disolución
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PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
3) Interacción entre soluto y solvente
Aparecen interacciones atractivas entre solvente y soluto
Solvatación
Se libera energía, EXOTÉRMICO (ΔH<0)
Para que el soluto resulte soluble en el solvente la
intensidad de las fuerzas de interacción soluto-solvente
deben ser comparables a las de soluto-soluto y solvente-
solvente.
Proceso de disolución
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Dissolution at the molecular level?
• Ejemplo: Disolución de NaOH en H2O
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
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Dissolution at the molecular level?PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Variación de la solubilidad de sólidosen líquidos con la temperatura.
Solubilidad (S): Máxima cantidad de solutoque puede disolverse en una dadacantidad de solvente a cierta temperatura.
Solubilidad en agua
Si Hdisolución > 0S aumenta al aumentar T
Si Hdisolución < 0S disminuye al aumentar T
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Dissolution at the molecular level?PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONESVariación de la solubilidad de gases en líquidos con la temperatura.
Solubilidad en agua
Si Hdisolución < 0S disminuye al aumentar T
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Efecto de la presión sobre la solubilidad de gases en líquidos.
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
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Dissolution at the molecular level?PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONESLey de Henry
La solubilidad de un gas es directamente proporcional a la presión parcial del gas sobre la solución.
S = k PS = k P
S = solubilidad del gas (M)k = constante de HenryP = presión parcial del gas
Constantes de Henry(25°C), k
N2 8.42 •10-7 M/mmHg
O2 1.66 •10-6 M/mmHg
CO2 4.48•10-5 M/mmHg
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PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Solvente puro.
Solución: el soluto perturba la atracción entre las moléculas de solvente.
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PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONESPROPIEDADES COLIGATIVAS
Propiedades que dependen del número de partículas de soluto en
solución y no de su naturaleza química .
1) Descenso de la presión de vapor.
2) Ascenso del punto de ebullición.
3) Descenso del punto de congelación.
4) Presión osmótica.
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1) Descenso de la presión de vapor.
Solutos no electrolitos no volátiles: el
soluto no contribuye a la presión de
vapor de la solución.
El factor entrópico favorece menos la
vaporización del solvente que en el
solvente puro.
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONESPr
esió
n de
vap
or
Temperatura To
p
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Al añadir el soluto , el desorden de la fase condensada es relativamente mayor que del líquido puro,lo que produce una disminución de la tendencia a adquirir el desorden característico de la fase vapor.
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
El descenso de la presión de vapor tiene origen entrópico.
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PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
p1°
Pre
sió
n d
e va
po
r de
l so
lven
te
X1 disolvente
X2 soluto
0
0
01
1
Solución ideal: cumple la ley de Raoulten todo el intervalo de concentraciones.
Pendiente = p1o
1o11 xpp
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Pre
sió
n d
e v
ap
or
XA
0
1 10
0
P°A
XB
P°B
PB
PA
P total = PA + PB
Izquierda: B puro Derecha: A puro
0
Ley de Raoult para una solución ideal de dos componentes volátiles.
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Ptotal = P°A XA + P°B XB
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PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
1: solvente
2: soluto1
o11 xpp
Ley de Raoult:
Solución ideal: cumple la ley de Raoult
en todo el intervalo de concentraciones.
(1)
Reemplazo en (1) x1 por 1-x2:
)x1(pp 2o11
Pres
ión
de v
apor
Temperatura To
p
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PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Ley de Raoult:
o1
1o1
2 p
ppx
Descenso relativo de la presión
de vapor del solvente con respecto
al solvente puro.
Pres
ión
de v
apor
Temperatura To
p
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PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Ascenso
ebulloscópico: ΔT = T - To
Presión de vapor del disolvente
a la temperatura To (po = 1 atm).
Presión de vapor de la solución
a la temperatura To (p < 1 atm).
AB
C
Pres
ión
de v
apor
Temperatura To T
p
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PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
La elevación de Teb es proporcional
al descenso de la presión de vapor.
oo
o
p pT p p
p
Constante
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PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
2o
oo
p pT p p x
p
(Ley de Raoult)
2eb xT k
1: solvente
2: soluto
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PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
2ebxT k
2
VAP
RT
pH
dT
dp
Clausius-Clapeyron:
Para soluciones diluidas:
2o
oVAP
RT
pH
dT
dp
Pendiente de la curva
cerca del punto de ebullición.
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)p
pp(
H
RTT
o
oVAP
2o
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
OPCIÓN 1: Como para soluciones diluidas BC es
prácticamente un segmento de recta:
2o
oVAP
o
RT
pH
T
pp
AB
AC
dT
dp
X2 (Raoult)
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PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
OPCIÓN 2: Integración de Clausius-
Clapeyron entre T y To.
2
VAP
RT
pH
dT
dp
2VAP
2o x
H
RTT
(1)
)T
1
T
1(
R
H
p
pln
o
VAP
o
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PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
)TT
TT(
R
H
p
pln
o
oVAP
o
2o
x1p
p(Raoult)
22 x)x1ln(
~ To2
ΔT
Para x2 << 1,
)T
T(
R
Hx
2o
VAP
2
(1)2VAP
2o x
H
RTT
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PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
2VAP
2o x
H
RTT
12VAP
212o
wMH
wMRTT
Para soluciones diluidas:
12
12
1
22 wM
Mw
n
nx
(1)
Reemplazando en (1):
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PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
1000wM
wm
12
2
La molalidad (m) de la solución es:
mH1000
MRTT
VAP1
2o
12VAP
212o
wMH
wMRTT
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PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
VAP1
2o
e H1000
MRTK
mKT e
Ke: constante ebulloscópica.Depende del solvente y no del
soluto.
Unidades: oC/ m
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La adición del solutoprovoca un descensodel punto de fusión.
Tf = │Tf TfO│ = Kc m
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
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FUSIÓN1
2of
cH1000
MRTK
Constantecrioscópica
• Propiedad del disolvente (no depende del soluto)• Unidades: oC/molal
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
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Solvente Teb normal(C) Ke (C/m) Tf normal(C) Kc (C/m)
H2O 100.0 0.52 0.0 1.86
Benceno, C6H6 80.12.53 5.5 5.12
Etanol, C2H5OH 78.4 1.2 -114.6 1.99
CCl4 76.85.0 -22.3 29.8
Cloroformo, CHCl3 61.2 3.6 -63.5 4.68
Kc > Ke
El descenso crioscópico es más intenso que el aumento ebulloscópico.
• Determinación de pesos moleculares Þ crioscopía• Anticongelantes, añadir sal a las carreteras, ...Aplicaciones
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
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Ósmosis: Movimiento neto de solvente a través de una membrana
semipermeabledesde una solución más conecntrada hacia una menos concentrada.
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
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Presión osmótica
= c R T
Molaridad
• Determinación de pesos moleculares (especialmente para moléculas con altos pesos moleculares como, p.ej., macromoléculas)).
• Ósmosis inversa desalinización (aplicar a la disolución una presión mayor que la , provocando un flujo de salida del disolvente).
Aplicaciones
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
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PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
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• Glóbulos rojos
Disolución isotónica(misma que los
fluidos intracelularesde los glóbulos)
Disolución hipotónica(menor
(entra agua y puede causarla ruptura: hemólisis)
Disoluc. hipertónica(mayor
(sale agua: crenación)
Suero fisiológico
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
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PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Factor i de Van’t Hoff
Propiedad coligativa experimental
Propiedad coligativa teórica
i =
)oelectrolitno(
)oelectrolit(
)oelectrolitno(T
)oelectrolit(T
)oelectrolitno(T
)oelectrolit(T
)oelectrolitno(p
)oelectrolit(pi
f
f
eb
eb
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Factor i de Van’t Hoff para distintos solutos en solución acuosa
Soluto Factor i
NaCl 2
MgSO4 2
K2SO4 3
AlCl3 4
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Si el electrolitoSi el electrolito
se disociase disocia
completamente,completamente,
i = número de i = número de
moles de ionesmoles de iones
por cada mol de por cada mol de
electrolito. electrolito.
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AxBy xAz+ + yBz-
m = molalidad del electrolitom = molalidad del electrolito
a = grado de disociación a = grado de disociación
mm = nro.de = nro.de molesmoles disociadosdisociados ( (por 1000g de solv.por 1000g de solv.))
m - m.m - m. = m(1- = m(1- nro. de nro. de moles sin disociarmoles sin disociar
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
][
][
totaloelectrolit
disociadooelectrolit
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ma = nro.de moles disociados
m(1 - a) = nro. de moles sin disociar
además
x(m.a) = nro. de moles de la especie Az+
y(m.a) = nro. De moles de la especie Bz-
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
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PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
mt = m(1 -) + x(m.) + y(m.) = m(1-) + (x + y) m=
m[ (1-) + (x + y) ] = [(1- + ].m = [1 + ()] m
mt = [1 + ( -1)] m
i m
1
1i