Tema 2Dispersiones (1)Material basado en preparacin por: Licda. Victoria Chan Escuela de Qumica/ ITCR

1.1 Terminologa1.2 Factores que afectan la solubilidad1.3 Clasificacin1.4 Preparacin de disoluciones

MATERIA: Cualquier cosa que ocupa espacio y tiene masa. Es todo lo que nos rodea.

SUSTANCIA: Especie qumica de composicin constante, definida y propiedades caractersticas.

ELEMENTO: Sustancia que no puede separarse en sustancias ms simples por mtodos qumicos. Se han identificado 118 elementos.

COMPUESTO: Sustancia formada por tomos de dos o ms elementos unidos qumicamente en proporciones definidas.Terminologa

MEZCLA: Combinacin de dos o ms sustancias en la cual cada una mantiene su identidad.Son de composicin variable. Los componentes conservan sus propiedades fsicas y qumicas.Se pueden separar por mtodos fsicos sin cambiar la identidad de stos. Pueden ser: slidas, lquidas o gaseosas.TerminologaMezclas

Se subdividen en: mezcla homognea y mezcla heterognea.

MEZCLA HOMOGNEA: Es uniforme, su composicin es la misma en su totalidad.

MEZCLA HETEROGNEA: Consiste en partes distintas fsicamente, cada una con propiedades diferentes. Su composicin no es uniforme.TerminologaMezclas

DISPERSIN: interposicin mecnica de las partculas de una sustancia o ms sustancias en el seno de otra, conformando una mezcla. En toda dispersin se suele distinguir una fase dispersa y una fase dispersante.

FASE: Porcin fsicamente distinta de materia.FASE DISPERSA: Es la fase que se encuentra en menor cantidad de moles con respecto de la totalidad de la mezcla.FASE DISPERSANTE: Es aquella que se encuentra en mayor cantidad de moles con respecto de la totalidad de la mezcla.TerminologaDispersin

Clasificacin de las Dispersiones

Segn el tamao de las partculas de la fase dispersa,las dispersiones se dividen en Dispersiones groseras (o mecnica o gruesa): mayor a 1000 (>10-7m)Dispersiones coloidales: 10-1000 (10-9-10-7m)Dispersiones verdaderas (disoluciones): menor a 10 (

Dispersin verdadera o disolucin

Mezcla homogneaTamao de partcula < 10-9mEjemplos: aleaciones, vinagre, aire (slido, lquido, gaseoso)Fase dispersa SolutoFase dispersante DisolventeTerminologa

Dispersiones gruesas o suspensiones

Mezcla heterogneaTamao de partcula fase dispersa > 10-7m Sedimenta Se puede separar por filtracin, decantacin, sedimentacinEjp: arcilla finamente dividida en agua de ro, los glbulos rojos de la sangre, las gotas de grasa en la leche.

Terminologa

Dispersiones coloidales (coloides)Coloide (Thomas Graham, 1961, kolas: pegarse)

Se encuentran en la lnea divisoria entre las disoluciones y las mezclas heterogneas (groseras).

Las partculas dispersas son ms grandes que los solutos comunes (ejp molculas), pero no tan grandes como para que se separen de la mezcla por la accin gravitacional.

Carecen de la homogeneidad de una disolucin comn.

Tamao de partcula fase dispersa: >10-7 < 10-9 m.

Fase dispersa partculas coloidalesFase dispersante vehculo o sustancia dispersanteTerminologa

Dispersiones coloidales (coloides)

Los coloides pueden ser gases, lquidos o slidos. Ejemplos: piedra pmez, niebla, cristal de rub, leche, mayonesa, sangre, polvo en suspensin, gelatina, tinta china, pinturas, espuma de afeitar.

Algunas propiedades de los coloides:

No atraviesan membranas porosas (pergamino o el celofn)Poco estables (floculacin1, coagulacin2)Presentan movimiento browniano3 Propiedades pticas: la mayora dispersa la luz (efecto Tyndall)4.

Las partculas slidas se agregan formando pequeos grumos.Agregacin de partculas para formar un cogulo o masaLas partculas inmersas en un fluido se mueven en forma aleatoria.Dispersin de la luz debido a la diferencia en el ndice de refraccin de la fase dispersa y la dispersante.Terminologa

TIPOS DE SISTEMAS COLOIDALES EN BASE AL ESTADO DE LAS FASESTomado de http://200.13.98.241/~javier/practica6.pdf ; http://es.wikipedia.org/wiki/Coloide

DISOLUCIN: Mezcla homognea de dos o ms sustancias. Compuesta por soluto y disolvente.

El soluto es la sustancia presente en menor cantidad de moles y el disolvente es el que se encuentra en mayor cantidad (en moles) en una disolucin.Disolucin acuosa: disolucin en la que el disolvente es agua.Terminologa

MISCIBLE: Cuando dos fludos (lquidos y gases) son solubles entre s en todas proporciones.

INMISCIBLE: Cuando dos lquidos o fludos no se mezclan.

SOLUBLE E INSOLUBLE, son trminos ms generales y se aplican a cualquier estado de agregacin.Terminologa

SOLUBILIDAD: Mxima cantidad de soluto (en nmero de moles o de partculas) que puede disolverse en una cantidad determinada de disolvente para obtener una disolucin a una temperatura dada.

Se considera que una sustancia es insoluble si la cantidad presente es menor de 0,02 moles de soluto por litro de disolvente.Terminologa

Terminologa del PROCESO DE DISOLUCIONSolvatacin: Proceso en el cual el soluto (in o molcula) es rodeado por molculas de disolvente, distribuidas de una forma especfica.Hidratacin: Si se usa como disolvente al agua.Ionizacin: proceso qumico en el cual una sustancia molecular genera iones al disolverse en agua. Ejp: NH3-H2ODisociacin: proceso fsico en el cual una sustancia inica se separa en sus iones al disolverse en agua. NaCl-H2OEl proceso de solubilidad se considera un proceso fsico, aunque entre sus etapas pudiese ocurrir un proceso qumico cuando ocurre una ionizacin.

PROCESO DE DISOLUCION (Chang, 2007, seccin 12.2 y Brown et al, 2004, seccin 13.1)En los estados lquido y slido, las molculas se mantienen unidas por atracciones moleculares.Cuando un soluto se disuelve en un disolvente, las partculas del soluto ocupan posiciones de las molculas de disolvente.El que una partcula de soluto pueda reemplazar a una de disolvente depende de la fuerza de las interacciones:SOLUTO-SOLUTOS-SDISOLVENTE-DISOLVENTED-DSOLUTO-DISOLVENTES-D

PROCESO DE DISOLUCIONTomado del Chang,R., 2007, pp 505Etapa 2Etapa 3DisolucinSolutoDisolventeEtapa 1DHdn = DH1 + DH2 + DH3El proceso puede ser endotrmico (H +) o exotrmico (H -)Las etapas 1 y 2 son endotrmicas (se requiere energa para separar las fuerzas de atraccin intermoleculares)Etapa 1:Separacin de las partculas de disolventeEtapa 2: Separacin de las partculas de solutoEtapa 3: Solvatacin

PROCESO DE DISOLUCIONSi la atraccin S-D es ms fuerte que la atraccin S-S D-D , el proceso de disolucin es favorable o exotrmico (Hdn< 0).

Si la atraccin S-D es ms dbil que la atraccin S-S D-D; el proceso de disolucin es endotrmico (Hdn> 0).

PROCESO DE DISOLUCIONEl proceso de disolucin est regido por dos factores:

Energtico, determina si el proceso es endotrmico o exotrmico.

Aleatorio, este factor se refiere a la tendencia natural hacia el desorden o entropa.

PROCESO DE DISOLUCIONEl factor aleatorio justifica el por qu un soluto puede disolverse en un disolvente an si la atraccin entre sus propias partculas es ms fuerte que la atraccin S-D (proceso de disolucin endotrmico).

Al mezclar las partculas de soluto y disolvente se produce un aumento en el desorden o entropa.

El aumento en el desorden del sistema favorece la solubilidad de una sustancia.

PROCESO DE DISOLUCIONPor lo general:

En un proceso de disolucin endotrmico, un aumento de temperatura aumenta la solubilidad de la sustancia en un determinado disolvente.

En un proceso exotrmico un aumento de temperatura disminuye la solubilidad.

Es importante diferenciar entre el que se d la solubilidad de un compuesto y la velocidad con que se d esta solubilidad.

VELOCIDAD DE DISOLUCINDepende de:

La agitacin.El grado de subdivisin. La temperatura.La presin en el caso de los gases.

Velocidad de disolucinLa velocidad de disolucin aumenta con: La agitacin ya que habr mayor contacto entre las partculas de soluto y de disolvente.

Un aumento en el grado de subdivisin de las partculas slidas o lquidas (sta ltima por aspersin por ej), puesto que se aumenta la superficie de contacto y habr mayor exposicin de partculas S-D.

Velocidad de disolucinUn aumento de la temperatura, aumenta la energa cintica de las partculas, hay mayor posibilidad de separacin de las partculas de S y las de D; se disminuye el tiempo para que se d el proceso de disolucin.

Un aumento de presin en sistemas gaseosos, aumenta el contacto de las partculas S-D.

Bibliografa:

Brown, T.L., LeLay, H.E., Bursten, B.E., Burdge, J.R. (2004). Qumica La Ciencia Central (4ta ed.) (pp. 5-12, 486-488, 491-502, 511-512). Mxico: Pearson Educacin. Chang, R. (2007). Qumica (9ma ed.) (pp. 11-13, 120-121, 453-458, 504-506, 514). Mxico: Mc Graw Hill.Annimo. (n.d).Coloide. Obtenida el 30 de enero de 2008, de http://es.wikipedia.org/wiki/ColoideDepartamento de Ciencias, Universidad Iberoamericana Mxico. Obtenida el 30 de enero de 2008, de http://200.13.98.241/~javier/practica6.pdf

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