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Juan Gilberto moreno buitragoOctavo

Química2012

soluciones

Una solución (o disolución) es una mezcla de dos o más componentes, perfectamente homogénea ya que cada componente se mezcla íntimamente con el otro, de modo tal que pierden sus características individuales. Esto último significa que los constituyentes son indistinguibles y el conjunto se presenta en una sola fase (sólida, líquida o gas) bien definida. 

Una solución que contiene agua como solvente se llama solución acuosa. Si se analiza una muestra de alguna solución puede apreciarse que en cualquier parte de ella

su composición es constante.Entonces, reiterando, llamaremos solución  o disolución a las mezclas  homogéneas que se encuentran en  fase líquida. Es decir,  las mezclas homogéneas que se presentan en fase sólida,  como las aleaciones (acero, bronce, latón) o las que se hallan en fase gaseosa (aire, humo, etc.) no se les conoce como disoluciones. 

Las mezclas de gases, tales como la atmósfera, a veces también se consideran como soluciones.

Las soluciones son distintas de los coloides y de las suspensiones en que las partículas del soluto son de tamaño molecular y están dispersas uniformemente entre las moléculas del solvente.

Las sales, los ácidos, y las bases se ionizan cuando se disuelven en el agua Características de las soluciones (o disoluciones):  I) Sus componente no pueden separarse por métodos físicos simples como decantación,

filtración, centrifugación, etc.  II) Sus componentes sólo pueden separase por destilación, cristalización, cromatografía.  III) Los componentes de una solución son soluto y solvente. 

concentración

la proporción entre soluto y solvente se llama concentración y se expresa en términos de concentrado y diluido.

existen unidades físicas y químicas de concentración de una solución  son unidades físicas de concentración de una solución: el tanto por ciento peso a peso = tanto por ciento peso a peso (%p/p) el tanto por ciento peso volumen= tanto por ciento peso volumen

(%p/v). unidades químicas de concentración de una solución: -la molaridad (m) -la normalidad (n) unidades físicas de concentración de una solución el tanto por ciento peso a peso expresa el nº de gramos de soluto que

hay contenidos en 100 gramos de solución. por ejemplo si una solución es 10% peso a peso (p/p) significa que 10

gramos de soluto están disueltos en 100 gramos de solución.

Soluto y solvente

  soluto es aquel componente que se encuentra en menor cantidad y es el que se disuelve.  El soluto puede ser sólido, líquido o gas, como ocurre en las bebidas gaseosas, donde el dióxido de carbono  se utiliza como gasificante de las bebidas. El azúcar se puede utilizar como un soluto disuelto en líquidos (agua).

    solvente es aquel componente que se encuentra en mayor cantidad y es el medio que disuelve al soluto.  El solvente es aquella fase en  que se encuentra la solución. Aunque un solvente puede ser un gas, líquido o sólido, el solvente más común es el agua.

Unidades físicas de concentración

Las unidades físicas de concentración están expresadas en función del peso y del volumen, en forma porcentual, y son las siguientes:

a) Tanto por ciento peso/peso %P/P = (cantidad de gramos de soluto) / (100 gramos de solución)

b) Tanto por ciento volumen/volumen %V/V = (cantidad de cc de soluto) / (100 cc de solución)

c) Tanto por ciento peso/volumen % P/V =(cantidad de gr de soluto)/ (100 cc de solución)

volumen

El volumen es una propiedad de los materiales que utilizamos todos los días; cuando compras un refresco, un jugo o un yogurt, verás que su contenido siempre está expresado en unidades de volumen.

El volumen es una magnitud definida como el espacio ocupado por un cuerpo y, como tal, tiene una amplia aplicación en Química.

La unidad fundamental del volumen en el Sistema Internacional (S.I.) es el metro cúbico (m3) que equivale a mil litros (1000 L). En química no se utilizan estas cantidades tan grandes, las unidades más utilizadas en el laboratorio son el litro (L) y el mililitro (ml).

volumen

masa

Masa es la cantidad de material que tiene un objeto. La masa permanece siendo la misma, sin importar la cantidad de fuerza que se le imponga. Esto hace que masa sea diferente a peso, pues el peso depende tanto de la cantidad de masa como de gravedad. Esto significa que, aunque un elefante pese menos en la Luna, su masa continúa siendo la misma

masa

densidad

DENSIDAD: Es la cantidad de masa por unidad de volumen, en términos generales. En química para los sólidos y líquidos es la masa en gramos de cada mililitro de una sustancia y para los gases es la masa en gramos por cada litro de gas, es decir, la densidad es la relación entre la masa y el volumen de una sustancia.

d = m/v

densidad

Porcentajes pp, vv, pv

a) Porcentaje peso a peso (% P/P):  indica el peso de soluto por cada 100 unidades de peso de la solución.

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

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

Peso a peso

P/P hace referencia al porcentaje peso de soluto/peso de una solución. Es una de las maneras más importantes de expresar la concentración de las soluciones.

% P/P = 100 * [masa de soluto (g)/ masa de solución (g)]

Se define como la masa de soluto en 100 g de solución (es lo mismo que % m/m).

Para esta solución debe medirse la masa de soluto y llevar un peso de solución. La totalidad de la solución es la suma aditiva del peso de soluto y el peso del solvente.

Ejemplo al disolver 60 g de un soluto X en 90 g de agua, la solución tendría una concentración igual a 40% p/p. Esto quiere decir que hay 40 g de soluto por cada 100 de solución.

(60[g] / (90 + 60)[g]) * 100

Peso a peso

¿Que es el porcentaje peso a peso a volumen? Peso peso : hace referencia al porcentaje peso de

soluto/peso de una solución. Es una de las maneras más importantes de expresar la concentración de las soluciones.

% P/P = 100 * [masa de soluto (g)/ masa de solución (g)]

Para esta solución debe medirse la masa de soluto y llevar un peso de solución. La totalidad de la solución es la suma aditiva del peso de soluto y el peso del solvente

Peso a peso

Porcentaje peso =

gramos de soluto/ 100g de disoluciones

Se define como la masa de soluto en 100g de solución (es lo mismo que & m/m)

Peso a peso

El % p/p se refiere a la masa de soluto en gramos que se encuentra presente en 100 grs. de solución.

Por ejemplo si se disuelven 10 grs de sal en 50 grs. de solución el %p/p será.

10 grs. soluto ----------- 50 grs. soluciónX-----------------------------100 grs. solución

X = 10*100/50 

X = 20 %p/p

Peso a volumen

l porcentaje masa-volumen es la cantidad de soluto que hay en 100 centímetros cúbicos o mililítros de la solución. Es a partir del masa de soluto en gramos (g), dividido entre el volumen de la disolución en mililitros (ml):

Una disolucion al 1%, por tanto, disponen de 1 g de soluto disuelto en un volumen final de 100 mL de solución. Esto sería equivalente a peso/volumen (p/v) de porcentaje. Otros tipos de soluciones porcentuales son peso/peso (p/p) y el volumen/volumen (v/v). El origen de esta notación es el hecho de que 1 mL de agua pesa 1 gramo. Así, por una solución acuosa, g/v y g/g produciría números idénticos.

Volumen a volumen

Porcentaje volumen-volumen (% V/V) Expresa el volumen de soluto por cada cien unidades de volumen de la disolución. Se suele usar para mezclas líquidas o gaseosas, en las que el volumen es un parámetro importante a tener en cuenta. Es decir, el porcentaje que representa el soluto en el volumen total de la disolución. Suele expresarse simplificadamente como «% v/v».

Por ejemplo, si se tiene una disolución del 20% en volumen (20% v/v) de alcohol en agua quiere decir que hay 20 mL de alcohol por cada 100 mL de disolución.

La graduación alcohólica de las bebidas se expresa precisamente así: un vino de 12 grados (12°) tiene un 12% (v/v) de alcohol.

molaridad

Molaridad o concentración molar es la relación entre el número de moles de soluto (n1) y la masa de solvente (m2), en quilogramos (kg) – no puede ser expresada en otra unidad.

Siendo:  W = molaridad o concentración molarn1 = número de moles de solutom2 = masa de soluto en quilogramos

Aplicación: Una solución es preparada, disolviéndose 4,35 gramos de NaNO3 en 2000 gramos de agua. La molaridad de la solución  es:Dado:  Mol1 = 87 g es el mol de soluto.

n1 =  masa de soluto / mol de soluto =  4,35 g / 87 g =  0,05m2 = 2000 g = 2 kgW = 0,05 / 2 = 0,025 molar

molalidad

.

En primer lugar debemos advertir que molalidad no es lo mismo que molaridad por lo cual debemos evitar confundirlas puesto que el nombre es muy parecido pero en realidad cambian mucho los cálculos, y es un grave error pero muy frecuente.

En la molalidad relacionamos la molaridad del soluto con el que estamos trabajando con la masa del disolvente (en kg) que utilizamos.

La definición de molalidad es la siguiente:Relación entre el número de moles de soluto por kilogramos de disolvente (m)

Fraccion molar

La fracción molar del solvente (F2) es la relación entre el número de moles del solvente (n2) y el número de moles de la solución (n1+ n2).Siendo: F1 = fracción molar del soluto   y   F2 = fracción molar del solventen1 = número de moles del soluto.n2 = número de moles del solvente.n = número de moles de la solución ( n1 + n2 ).

La suma de la fracción molar del soluto (n1) y de la fracción molar del solvente (n2) es siempre igual a uno.

mol

El mol es una unidad de medida de la cantidad de materia, permite hacer cálculos con diferentes elementos y compuestos al establecer que un mol de cualquier "cosa" tiene 6,022× 10^23 unidades elementales por mol.

ejercicios

¿Cuál será la molaridad de una solución que contiene 64 g de Metanol (masa molar del metanol 32 gr/mol) en 500 ml de solución?

Datos conocidos: metanol 64 g Masa molar del metanol: 32 g/mol Masa de la solución: 500 ml (0,5 litro) Primero calculamos la cantidad de moles que

hay en 64 g de metanol. Si un mol de metanol equivale a 32 g,  64 g

equivalen a 2 moles (64/32=2) Respuesta 4 molar

ejercicios

  Ejemplo: Calcula el porcentaje peso / volumen de soluto de una solución

formada por 80 [ g ] de soluto disueltos en 500 [ ml ] de solución. Si la densidad de la solución es 1,1 [ g / ml ] , calcula el porcentaje peso / volumen de solvente.

  100 × 80 ( P / V ) soluto = ————– = 16 % 500   m solución = 500 × 1,1 = 550 [ g ]   m solvente = 550 – 80 = 470 [ g ]   100 × 470 ( P / V ) solvente = ————— = 94 % 500  

ejercicios

  Ejemplo: 300 [ ml ] de una cierta solución acuosa contienen 60 [ ml ]

de CH3CH2OH . Calcula el porcentaje volumen / volumen de soluto. Si los volúmenes son aditivos, calcula el porcentaje volumen / volumen de solvente.

  100 × 60 ( V / V ) soluto = ————– = 20 % 300   V solvente = 300 – 60 = 240 [ ml ]   100 × 240 ( V / V ) solvente = ————– = 80 % 300  

ejercicios

Ejemplo: Calcula el porcentaje peso / peso de soluto y de solvente de una solución formada por 30 [ g ] de soluto y 170 [ g ] de solvente.

  100 × 30 ( P / P ) soluto = ————– = 15 % 30 + 170   100 × 170 ( P / P ) solvente = ————– = 85 % 30 + 170  

ejercicios

Ejemplo: Calcula el número de moles de NaOH que hay en 8 [ g ] de este compuesto.

PM NaOH = 40 [ g / mol ]   8 n = —— = 0,2 [ mol ] 40  

ejercicios

Ejemplo: Una solución está formada por 324 [ g ] de H2O y 120 [ g ] de CH3COOH. Calcula la fracción molar de cada uno.

PM H2O = 18 [ g / mol ] PM CH3COOH = 60 [ g / mol ]   120 n soluto = —— = 2 [ mol ] 60   324 n solvente = —— = 18 [ mol ] 18   2 X soluto = ———— = 0,1 2 + 18   18 X solvente = ———— = 0,9 2 + 18

ejercicios

1.- se disuelven en 200gr de agua,10gr de una sal ¿ cual es el % p/p de la solucion?

( siempre hay que realizar esto) soluto+solvente=solución 10gr. +  200gr. = 210 gr. ( después realizamos la regla de 3) x gr. de soluto----------100gr de solución 10gr de soluto----------210gr de solución x=10.100= 1.000 = 4,76% p/p        210      210

ejercicios

1. ¿Cuántos gramos de solución al 15% de NaCl se necesita para extraer 38g de cloruro de sodio evaporando el agua? Rpta.- 253g Usamos la formula %(p/p) = (gr soluto/ gr solución) x 100

15 % = (38 gr/ gr solución) x 100gr solución = 38 gr (15/100) = 253,33 gr solución

ejercicios

 2. Cuántos gramos de ácido clorhídrico concentrado que tiene una concentración del 37,9% de HCl en peso se requiere para disponer de 5g de HCl puro. Rpta.- 13,2g 5 gr HCl puro x (100 gr HCl concentrado/ 37,9 gr HCl puros) = 13,19 gr HCl concentrado

ejercicios

 3. Se necesita preparar 250g de solución de Na(OH) al 19,7% en peso. ¿Cuántos gramos de Na(OH) y agua se necesitan? Rpta.- 49,25 y 200,75g Usar la formula:

%(p/p) = (gr soluto/ gr solución) x 100

19,7% = (g Na(OH)/250 gr solución) x 100

g Na(OH)= (19,7 x 250)/100 = 49,25 gr NaOH

gr disolvente = gr solución - gr solutogr disolvente = 250 gr - 49,25 gr = 200,75 gr Agua

ejercicios

  4. ¿Cuál es la concentración porcentual de la solución que contiene 85g de H2SO4 en 500 g de solución? Rpta.- 17% Usando la misma fórmula

%(p/p) = (gr soluto/ gr solución) x 100

%(p/p)= (85 gr H₂SO₄/500 gr solución) x 100 = 17% 

ejercicios

  5. ¿Con qué cantidad de agua deben diluirse 40g de ácido nítrico para obtener una solución al 5% en peso de dicha sustancia? Rpta.- 760g Usando la formula:%(p/p) = (gr soluto/ gr solución) x 100

5 % = (40 gr HNO₃/gr solución) x 100

5/100 = 40/g solución

0,05 = 40/gr solución

gr solución = 40/0,05 = 800 gr solución

gr disolvente = gr disolución - gr soluto = 800 gr - 40 gr = 760 gr de Agua

ejercicios

 6. Calcular el volumen ocupado por 100g de solución de Na(OH) cuya densidad es de 1,20g/cc. Rpta.- 83,3ml. Densidad = masa/volumen

1,20 gr/cc = 100 gr/volumen (cc)

volumen = 100 gr / 1,20 gr/cc = 83,3 cc = 83,3 ml

ejercicios

1.-%p/p =( gramos de soluto x 100)/( g de soluto + gramos de disolvente )

2.- %p/p =(gramos de soluto x 100)/( g de solución ) 

Primer caso1.-cual es % de una solución que se prepara disolviendo 20g de NaCL en 200g de aguag de soluto 20gg de disolvente 200g%p/p =( gramos de soluto x 100)/( g de soluto + gramos de disolvente )%p/p =( 20gx 100)/( 20g+ 200g H20)M = 9.09%

2do caso2.-cual es % de una solución que tiene 20g de NaCL en 200g de soluciónG de soluto 20g G de solución 200g %p/p =(gramos de soluto x 100)/( g de solución ) 

%p/p =(20g x 100)/(200g) = 10%

mol

Peso atómico

l peso de un átomo (su peso atómico) es la cantidad de veces que es más pesado que el elemento más liviano, el hidrógeno. Este último se toma como una unidad de peso.

Cada átomo posee una parte central o núcleo compuesta por protones (partículas cargadas positivamente, peso 1) y neutrones (partículas neuír?» del mismo peso). Para equilibrar eléctricamente la carga positiva de los protones, el núcleo se halla rodeado por una capa o capas de electrones cargados negativamente. Siempre existen partículas enteras, nunca mitades.

Tal es el significado del término isótopos (del griego "¡sos" y "topos": "el mismo lugar"; es decir que ocupan el mismo sitio en la lista de números atómicos que es igual a la cantidad de protones). Cuando tal caso se presenta en un elemento, el peso de un átomo de cada isótopo es diferente y su peso atómico es simplemente el promedio del de los isótopos, según sus proporciones. Por ejemplo, el cloro contiene una mezcla de átomos de peso 35 y una cantidad menor de otros de peso 37. Teniendo en cuenta la proporción en que se encuentran ambos isótopos, el peso promedio es de 35,5, que es el peso atómico del cloro. Los pesos atómicos de algunos elementos funcionan casi aproximadamente como los números totales, pero la mayoría son decimales.

Peso atomico

Peso atomico

El peso atómico es el número asignado a cada elemento químico para especificar la masa promedio de sus átomos. Puesto que un elemento puede tener dos o más isótopos cuyas masas difieren, el peso atómico de tal elemento dependerá de las proporciones relativas de sus isótopos. La composición isotópica de los elementos que se encuentran en la naturaleza es casi constante, excepto en aquellos que ha producido la radiactividad natural. El peso atómico se refiere a esta mezcla natural. En 1960 se introdujo una unidad llamada masa nuclear relativa, definida como 1/12 de la masa de carbono- 12. Se representa con el símbolo u; de este modo, 12C = 12u. La tabla de los pesos atómicos relativos se basa ahora en la masa atómica de 12C = 12. V

Asimismo, la masa molar de una molécula es la masa de un mol de esas moléculas (sus unidades en química son g/mol). Por definición un mol es el número de átomos que están contenidos en exactamente 12 gramos de carbono de masa isotópica 12 (12C). Este número se denomina número de Avogadro, y el valor más exacto que se conoce hasta ahora de él es de 6,0221367x1023.

Peso atómico

Existen cuatro métodos de precisión para determinar los pesos atómicos, y en los casos más favorables todos ellos son comparables en exactitud: 

1) combinación química de pesos. 

2) densidades límite de gases. 

3) mediciones en espectrómetros de masas. 

4) energías de una reacción nuclear. 

Las dos primeras producen resultados en la escala química y las dos últimas en la escala física.

6.022x10^23= Numero AVOGADRO

Peso atómico