soluciones definición factores que influyen en el proceso factores que influyen en el proceso tipos...
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SolucionesSoluciones
DefiniciónDefinición
Factores que influyen en el proceso
Factores que influyen en el proceso
Tipos de solucionesTipos de soluciones
Expresiones de concentración
Expresiones de concentración
Preparación deSoluciones
Preparación deSoluciones
DilucionesDiluciones
DEFINICIÓN
Solución: es una mezcla homogénea de dos o más componentes que se encuentran en una sola fase
Estudiaremos las soluciones líquidas binarias
Soluto es la sustancia que se disuelve y es el componente se encuentra en menor proporción. Solvente es la sustancia en la cual se produce la disolución y corresponde al componente que está en mayor proporción
En las soluciones que contienen agua, generalmente se considera solvente el agua aún cuando se encuentre en menor proporción.
Mezcla Homogénea
Una solución es un sistema homogéneo cuando las propiedades y la composición son idénticas en todo el sistema. Ejemplo café y azúcar
Mezcla Heterogénea
Es una mezcla que presenta dos o más fases, no posee la misma composición y propiedades físico-químicas en toda su extensión. En esta mezcla sí es posible apreciar y separar los componentes de ella por métodos mecánicos o físicos Ej. Aceite y agua
Factores que influyen en el proceso de disolución
a) La naturaleza del soluto y del solvente
b) Temperatura
c) Presión (para las disolución de gases).
¿Cómo afecta la naturaleza del soluto y del solvente en el proceso de disolución?
Los solventes polares disuelven solutos iónicos o polares.
En general: “ Sustancias similares disuelven a sustancias similares”
Cuando una sustancia se disuelve en otra, las partículas de soluto se distribuyen en el solvente. La facilidad con que una partícula soluto reemplaza a una molécula de solvente depende de:
• La magnitud de las fuerzas de atracción de las moléculas del solvente entre sí
• La magnitud de las fuerzas de atracción de las moléculas del soluto entre sí
• La magnitud de las fuerzas de atracción de las moléculas del soluto y solvente
Proceso de disolución
Soluciones acuosas Soluciones acuosas
¿Qué sucede cuando se mezclan dos sustancias ¿Qué sucede cuando se mezclan dos sustancias polares como agua y etanol?polares como agua y etanol?
OO
CC
CC
HH
HH
HH
HH
HH
CC
OOHH
CC
HH
HHHH
HH
HH
HH
CC
OOHH
CC
HH
HHHH
HH
HH
Puentes Puentes de de
hidrógenohidrógeno
¿Qué sucede si intentamos disolver CCl¿Qué sucede si intentamos disolver CCl44 en agua?en agua?
ClCl ClCl
ClCl
ClCl
CCClCl ClCl
ClCl
ClCl
CC
ClCl ClCl
ClCl
ClCl
CCClCl ClCl
ClCl
ClCl
CC
++--
++ ++
Fuerzas de Van der WaalsFuerzas de Van der Waals
HH22OO
CClCCl44
2 fases2 fases
Soluciones en solventes no polaresSoluciones en solventes no polares
¿Qué sucede sí mezclamos dos compuestos líquidos ¿Qué sucede sí mezclamos dos compuestos líquidos apolares como el CClapolares como el CCl44 y el benceno? y el benceno?
ClCl ClCl
ClCl
ClCl
CC
++
ClCl ClCl
ClCl
ClCl
CC
--
ClCl ClCl
ClCl
ClCl
CC
++
ClCl ClCl
ClCl
ClCl
CC
++
++--
++ ++
ClCl ClCl
ClCl
ClCl
CC
++--
ClCl ClCl
ClCl
ClCl
CC
++ ++
SolucionesSoluciones
¿Qué sucede con la solubilidad de los sólidos?¿Qué sucede con la solubilidad de los sólidos?
RojoRojo y y verdeverde: iones del cristal - : iones del cristal - TurquesaTurquesa: moléculas del agua: moléculas del agua
¿Cómo afecta la temperatura a una solución de un soluto sólido en un líquido?
En un proceso endotérmico (absorbe calor) , al aumentar la temperatura aumenta la solubilidad
En un proceso exotérmico (libera calor), al aumentar la temperatura disminuye la solubilidad
Depende de la reacción
Efecto de la temperatura en la disolución de gases
La disolución de gases en soluciones acuosas
disminuye con el aumento de la temperatura.
Solubilidad de gases en líquidos disminuye a medida que aumenta la temperatura
Efecto de la presión en la disolución de gases
Ley de Henry:Ley de Henry: C C P P C = C = kk ·· p p
La solubilidad de un gas en un líquido es directamente proporcional a la presión que ejerce el gas sobre el líquido
K K depende de la naturaleza del gas depende de la naturaleza del gas y del solvente y la temperatura.y del solvente y la temperatura.
Si la presión de un gas aumenta Aumenta su solubilidad.
Expresiones de concentraciónIndican las proporciones relativas de soluto y
solvente en una solución
Expresiones Cualitativas
Expresiones Cuantitativas
Expresión cualitativa basada en la solubilidad
La solubilidad de un soluto es la cantidad máxima de soluto que se disuelve en una cantidad fija de solvente a una temperatura determinada.
Ejemplo: si agregamos NaCl a 100 g de agua a 0º C, solamente 35.7gde la sal se disolverá. En este caso estaremos en presencia de una solución saturada.
Soluciones insaturadas y sobresaturadas
Si la solución contiene menos soluto que el necesario para la saturación, estaremos en presencia de una solución no saturada o insaturada.
Cuando la cantidad de soluto disuelto se encuentra en mayor proporción que la esperada para la solución saturada, a una determinada temperatura, nos encontramos frente a una solución sobresaturada o supersaturada.
Métodos cuantitativos deexpresión de concentración
A) Métodos basados en los pesos relativos de los componentes de la solución:
a) Porcentaje peso-peso (% p/p)b) Molalidad (m)c) Fracción Molar (X)
Porcentaje peso-peso: (% p/p)
Indica la cantidad en gramos de soluto que hay en 100 gramos de solución.
Ejemplo: una solución acuosa al 20 % p/p de NaCl. Esto implica que se disolvieron 20 g de NaCl en agua suficiente como para obtener 100 g de solución.
La solución está compuesta por:
Solución = soluto + solvente
100g = 20g + x
x = 80g
¿Cómo prepararía 50 g de solución de BaCl2 al 12% p/p, partiendo el BaCl2.2H2O y agua pura ?
PM BaCl2.2H2O = 244PM BaCl2= 208
12 g 100 g solución x 50 g solución
x = 6 g BaCl2
244 g BaCl2 . 2H2O 208 g BaCl2
x 6 g x = 7, 036 g BaCl2 x 2H2O
Molalidad (m)
Expresa el número de moles de soluto disueltos por cada 1000 gramos de solvente .
Ejemplo:una solución 2m de glucosa, implica que se disolvió 2 moles de glucosa en 1000 g de agua.
Una solución 1 m Na Cl contiene 1 mol de NaCl en 1.000 g de solvente
1 mol de NaCl pesa 58,5 g
La solución contiene:
58,5 g soluto 1000,0 g solvente 1058,5 g solución
Una solución 0,25 m de glucosa contendrá 0,25 moles de soluto en 1.000 g de agua, Veamos a cuantos gramos Corresponde 0,25 moles de glucosa.
1 mol de glucosa pesa 180 g0,25 mol de glucosa pesa x
x = 45 g
la solución contendrá 45 g soluto 1000 g solvente 1045 g solución
¿Que molalidad tendrá una solución formada por 9 g de glucosa y 100 g de H2O?Como la molalidad expresa el nº de moles que hay en 1000 g de solvente, primero debemos calcular cuánta glucosa habría en esta cantidad de solvente:
9 g 100 g H2O x 1000 g H2O x = 90 g Ahora debemos transformar los gramos de glucosa a moles (PM = 180)
Moles = g = 90 = 0,5 PM 180
la solución de glucosa es 0,5 m
Se dispone de 500 g de una solución de urea en agua que contiene 12 g de urea (CO-(NH2)2. Se desea conocer la molalidad de la solución.
Primero necesitamos conocer el peso del solvente en la solución:
Peso solución = peso soluto + peso solvente 500 g = 12 g + x 488 g = peso solvente
Ahora calculamos la cantidad de soluto en 1000 g de agua
12 g 488 g H2O x 1000 g H2O
X = 24, 59 g de soluto en 1.000 g solvente
¿a cuántos moles de urea corresponden 24,59 g?
PM urea = 60
nº moles = g = 24,59 = 0,409 m PM 60
Fracción Molar (X)
Se define como la relación entre el número de moles de un componente en particular en la solución y el número de moles de todas las especies presentes en la solución.
Por lo tanto, una solución tiene asociada dos fracciones molares: la del soluto y la del solvente
Determinar la fracción molar del solvente y del soluto en una solución 2 m de NaCl
nº moles de NaCl = 2 molesnº moles de H2O = 1000 g = 55,5 moles 18
X NaCl = 2 = 2 = 0,035 2 + 55,5 57,5
X H2O = 55,5 = 0,965 57,5
La suma de las fracciones molares de los componentes de la solución es igual a 1
B) Métodos basados en el peso del soluto por unidad de volumen:
a) Porcentaje peso-volumen (% p/v)b) Molaridad (M) c) Normalidad (N)
Métodos cuantitativos deexpresión de concentración
Porcentaje peso-volumen(% p/v)
Expresa la cantidad en gramos de soluto, que hay en 100 mL de solución
Ejemplo, si tenemos una solución acuosa de KCl al 20 % quiere decir que en 100 mL de solución se encuentran disueltos 20 g de KCl.
No se conoce directamente el peso del solvente ni de la Solución. Se necesita la densidad
d = m V
Ej: se toman 10 ml y pesan 13 g
d = 13 = 1,3 g/ml 10
1 ml de la solución pesa 1,3 g
Ej: tenemos una solución de ácido sulfurico 49% p/p, su densidad es 1,3 g/ml. Calcular el % p/v
1 ml pesa 1,3 g100 ml pesan 130 g
Sabemos que 100 g de la solución contienen 49 g de soluto 130 g x x = 63,7 %p/v
% p/v = % p/p x d
Molaridad (M)
La molaridad se define como el número de moles de soluto presentes en un 1000 ml de solución.
Ejemplo, una solución 1M de NaCl contiene 1 mol de NaCl ( 58,5 g) en 1 litro de solución.
Calcular la molaridad de una solución que contiene 10 g de NaOH en 100 ml de solución
10 g 100 ml x 1000 ml x= 100 g en 1000 ml
1 mol pesa 40 g x 100 g
X = 2,5 M
Preparación de SolucionesPreparación de Soluciones
Preparar 1 litro de una solución 2,5 M de NaOH:
PM NaOH = 40 g 2,5 moles pesan 100 g
SolucionesSoluciones
Disolver los 100 g de NaOH en agua destilada
SolucionesSoluciones
Enrasar a 1000 ml con agua destilada
1000 ml1000 ml
DiluciónDilución
Sacar 100 ml de la solucion 2,5 M de NaoH
DiluciónDilución
Vaciar los 100 ml de NaOH 2,5 M a un matraz aforado de 500 ml
500 ml500 ml
100 ml100 ml
DiluciónDilución
Enrasar a 500 ml con agua destilada
500 ml500 ml
100 ml100 ml
DiluciónDilución
¿Cuántos moles de NaOH hay en los 100 ml?¿Cuántos moles de NaOH hay en los 100 ml?
¿Qué molaridad posee dicha solución?¿Qué molaridad posee dicha solución?
¿Cuántos moles de NaOH hay en los 500 ml?¿Cuántos moles de NaOH hay en los 500 ml?
¿Qué molaridad tiene la solución diluida?¿Qué molaridad tiene la solución diluida?
Normalidad (N)
Se define como el número de equivalente-gramo (eq-g) de soluto en 1000 ml de solución
Cual es la normalidad de una solución que contiene 2 g de Ca(OH)2 en 200 ml de solución
2 g 250 ml
x 1000 ml
x = 8 g
PE = PM = 74 = 37 1 eq-g 37 g
2 2 x 8 g
x = 0,216 N
Ej: tenemos una solución de H3PO4 (PM=98) 49% p/p y
densidad 1,3 g/ml. Calcular la molalidad, % p/v, M, N.
a) 49 g de soluto en 100 g de solución 51 g de solvente
49 g soluto 51 g solvente x 1000 g x = 960,8 g de soluto
n = g = 960,8 g = 9,8 m PM 98
b) % p/v
1 ml pesa 1,3 g100 ml 130 g
49 g de soluto 100 g solución x 130 g x = 63,7 %p/v
c) Tenemos 63,7 g 100 ml solución x 1000 ml x = 637 g
n = 637 = 6,5 M 98
d) PE = PM = 98 = 32,6 3 3
1 eq-g 32,6 g x 637 g
x = 19,5 N
