lectura de soluciones equilibrio quimico y ph

5/6/2018 Lectura de Soluciones Equilibrio Quimico y pH - slidepdf.com

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INTRODUCCIÓN

Una solución es una mezcla homogénea de dos o mas sustancias. Lasustancia disuelta se denomina soluto y esta presente generalmente enpequeña cantidad en pequeña cantidad en comparación con la sustancia

donde se disuelve denominada solvente. en cualquier discusión desoluciones, el primer requisito consiste en poder especificar suscomposiciones, esto es, las cantidades relativas de los diversoscomponentes.

La concentración de una solución expresa la relación de la cantidad desoluto a la cantidad de solvente.

Las soluciones poseen una serie de propiedades que las caracterizan :

1. Su composición química es variable.

2. Las propiedades químicas de los componentes de una soluciónno se alteran.

3.

Las propiedades físicas de la solución son diferentes a las delsolvente puro : la adición de un soluto a un solvente aumentasu punto de ebullición y disminuye su punto de congelación; laadición de un soluto a un solvente disminuye la presión de

vapor de éste.

y PRINCIPALES CLASES DE SOLUCIONES

SOLUCIÓN DISOLVENTE SOLUTO EJEMPLOS

Gaseosa Gas Gas Aire

Liquida Liquido Liquido Alcohol en

agua

Liquida Liquido Gas O2 en H2O

Liquida Liquido Sólido NaCl en H2O

y SOLUBILID AD

La solubilidad es la cantidad máxima de un soluto que puede disolverseen una cantidad dada de solvente a una determinada temperatura.



Factores que afectan la solubilidad:

Los factores que afectan la solubilidad son:

a) Superficie de contacto: La interacción soluto-solvente aumenta cuando

hay mayor superficie de contacto y el cuerpo se disuelve con más rapidez( pulverizando el soluto).

b) Ag itación: Al agitar la solución se van separando las capas dedisolución que se forman del soluto y nuevas moléculas del solventecontinúan la disolución

c) T emperatura: Al aument6ar la temperatura se favorece el movimientode las moléculas y hace que la energía de las partículas del sólido sea alta

y puedan abandonar su superficie disolviéndose.

d) P resión: Esta influye en la solubilidad de gases y es directamenteproporcional

y MODO DE EXPRESAR LAS CONCENTR ACIONES

La concentración de las soluciones es la cantidad de soluto contenido enuna cantidad determinada de solvente o solución. Los términos diluida oconcentrada expresan concentraciones relativas. Para expresar con

exactitud la concentración de las soluciones se usan sistemas como lossiguientes:

a) Porcent aje peso a peso (% P/P): indica el peso de soluto porcada 100 unidades de peso de la solución.

b) P orcenta je volumen a volumen (% V/V ): se refiere al volumende soluto por cada 100 unidades de volumen de la solución.



c) P or centa je peso a volumen (% P /V ): indica el número de gramosde soluto que hay en cada 100 ml de solución.

d) Fracción molar (Xi ): se define como la relación entre las moles deun componente y las moles totales presentes en la solución.

X sto + X ste = 1

e) Molaridad ( M ): Es el número de moles de soluto contenido en unlitro de solución. Una solución 3 molar ( 3 M ) es aquella que contiene

tres moles de soluto por litro de solución.

EJEMPLO:

* Cuántos gramos de AgNO3 , se necesitan para preparar 100 cm3 desolución 1M?

Previamente sabemos que:

El peso molecular 170 g = masa de 1 y



de AgNO3 es: mol AgNO3 que

100 de H20 cm3 equivalen a 100 ml. H20

Usando la definición de molalidad , se tiene que en unasolución 1M hay 1 mol de AgNO3 por cada Litro (1000 ml ) deH2O (solvente) es decir:

Utilizando este factor de conversión y los datos anteriores tenemos que:

Se necesitan 17 g de AgNO3 para preparar una solución 1 M

f ) Molalidad (m): Es el número de moles de soluto contenidos en unkilogramo de solvente. Una solución formada por 36.5 g de ácidoclorhídrico, HCl , y 1000 g de agua es una solución 1 molal (1 m)

EJEMPLO:

* Cuántos gramos de AgNO3 , se necesitan para preparar 100 cm3 desolución 1m?


El peso molecularde AgNO3 es:

170 g = masa de 1mol AgNO3

yque

100 de H20 cm3 equivalen a 100 gr. H20



Usando la definición de molalidad , se tiene que en unasolución 1m hay 1 mol de AgNO3 por cada kg (1000 g ) deH2O (solvente) es decir:


Se necesitan 17 g de AgNO3 para preparar una solución 1 m, observe quedebido a que la densidad del agua es 1.0 g/ml la molaridad y la molalidaddel AgNO3 es la misma

g) N ormalidad ( N ): Es el número de equivalentes gramo de solutocontenidos en un litro de solución.

EJEMPLO:

* Cuántos gramos de AgNO3 , se necesitan para preparar 100 cm3 desolución 1N?


El peso molecularde AgNO3 es:

170 g = masa de 1mol AgNO3

yque

100 de H20 cm3 equivalen a 100 gr. H20



Usando la definición de molalidad , se tiene que en unasolución 1N hay 1 mol de AgNO3 por cada kg (1000 g ) deH2O (solvente) es decir:


El peso equivalente de un compuesto se calcula dividiendo el pesomolecular del compuesto por su carga total positiva o negativa.

h) Formalidad (F ): Es el cociente entre el número de pesos fórmulagramo (pfg) de soluto que hay por cada litro de solución. Peso fórmulagramo es sinónimo de peso molecular. La molaridad (M) y la formalidad(F) de una solución son numéricamente iguales, pero la unidadformalidad suele preferirse cuando el soluto no tiene un peso moleculardefinido, ejemplo: en los sólidos iónicos.

y SOLUCIONES DE ELECTROLITOS

E lectrolitos:

Son sustancias que confieren a una solución la capacidad de conducir lacorriente eléctrica. Las sustancias buenas conductoras de la electricidad

se llaman electrolitos fuertes y las que conducen la electricidad en mínimacantidad son electrolitos débiles.

E lectrolisis:

Son las transformaciones químicas que producen la corriente eléctrica asu paso por las soluciones de electrolitos.



Al pasar la corriente eléctrica, las sales, los ácidos y las bases se ionizan.

EJEMPLOS:

NaCl Na+ + Cl-

CaSO4 Ca+2 + SO4

-2

HCl H+ + Cl-

AgNO3 Ag+ + NO3

-

NaOH Na+ + OH-

Los iones positivos van al polo negativo o cátodo y los negativos al polopositivo o ánodo.

y PRODUCTO IÓNICO DEL H2O

El H2O es un electrolito débil. Se disocia así:

H2O H + + OH-

La constante de equilibrio para la disociación del H2O es :

El símbolo [ ] indica la concentración molar

Keq [H2O] = [H +] + [OH-

].

La concentración del agua sin disociar es elevada y se puede considerarconstante.

y Valor

del pro

ducto ióni

co d

el H2O( 10

-14

moles/litro)

.

En el agua pura el número de iones H+ y OH- es igual.Experimentalmente se ha demostrado que un litro de agua contiene unadiez millonésima del numero H+ e igual de OH-; esto se expresa como 10-

7 por tanto, la concentración molar de H+ se expresa asi



[H + ]= 10-7 moles/litro y [OH-] = 10-7; entonces; [H2O] = 10-7 moles /litro [H2O] = 10-14 moles/litro.

Si se conoce la concentración de uno de los iones del H2O se puedecalcular la del otro.

EJEMPLO:

y Si se agrega un ácido al agua hasta que la conc entración d el H+ sea d e 1 x 104 mol es / litro, pod emos d et erminar la conc entración d elos ion es OH-; la pr es encia d el ácido no modifica el producto iónico d e H2O:

[H2O] = [H + ][OH-

] =10-14 d edond e

Si s e a ñad e una bas e (NaOH ) al H 2 O hasta qu e la conc entración d e ion es OH - s ea 0.00001 mol es / litro ( 1 X 10- 5); s e pu ed e calcular la conc entración d e ion es H + .

[H2O] = [H+

][OH-

] =10-14 d edond e;

[H + ]10 - 5 = 10 -14 ; entonc es ;

y POTENCI AL DE HIDROGEN ACIÓN O pH

El pH de una solución acuosa es igual al logaritmo negativo de laconcentración de iones H+ expresado en moles por litro

Es cala de pH;



El pOH es igual al logaritmo negativo de la concentración molar de ionesOH. Calcular el pH del agua pura

Log

1.0 x107

Log

1.0 +

log

107 =

0 + 7

= 7

el pH del agua es 7

EJEMPLO:

y C uál es el pH d e una solución d e 0 .0020 M d e H C l ?

Log 5 + log 102 = 0.7 + 2 = 2.7

Respuesta: el pH de la solución es de 2.7

y INDIC ADORES

Son sustancias que pueden utilizarse en formas de solución oimpregnadas en papeles especiales y que cambian de color según elgrado del pH

INDICADOR MEDIO ÁCIDO MEDIO BÁSICO

Fenoftaleina incoloro rojo

Tornasol rojo azul

Rojo congo azul rojo

Alizarina amarillo rojo naranja



COLOIDES

los coloides son mezclas intermedias entre las soluciones y las mezclaspropiamente dichas; sus partículas son de tamaño mayor que el de lassoluciones ( 10 a 10.000 Aº se llaman micelas).

Los componentes de un coloide se denominan fase dispersa y mediodispersante. Según la afinidad de los coloides por la fase dispersante seclasifican en liófilos si tienen afinidad y liófobos si no hay afinidad entre lasustancia y el medio.

Clase de coloides se gún el estado físico

NOMBRE EJEMPLOS FASE

DISPERSA MEDIO

DISPERSANTE

Aerosol sólido Polvo en el aire Sólido Gas

GelesGelatinas, tinta, clara de

huevoSólido Liquido

Aerosol liquido Niebla Liquido Gas

Emulsión leche, mayonesa Liquido Liquido

Emulsión sólida Pinturas, queso Liquido Sólido

Espuma Nubes, esquemas Gas Liquido

Espuma sólida Piedra pómez Gas Sólido

y PROPIED ADES DE LOS COLOIDES

Las propiedades de los coloides son :

y M ovimiento browniano: Se observa en un coloide alultramicroscopio, y se caracteriza por un movimiento de partículas

rápido, caótico y continuo; esto se debe al choque de las partículasdispersas con las del medio.

y E fecto de Tyndall Es una propiedad óptica de los coloides y consisteen la difracción de los rayos de luz que pasan a través de uncoloide. Esto no ocurre en otras sustancias.

y Adsorción : Los coloides son excelentes adsorbentes debido altamaño pequeño de las partículas y a la superficie



grande. EJEMPLO:el carbón activado tiene gran adsorción, portanto, se usa en los extractores de olores; esta propiedad se usatambién en cromatografía.

y Car g a eléctrica : Las partículas presentan cargas eléctricas positivaso negativas. Si se trasladan al mismo tiempo hacia el polo positivose denomina anaforesis; si ocurre el movimiento hacia el polonegativo, cataforesis.

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