Julio OriaProfesor:

28C

AP

TU

LO

Los sistemas dispersos son mezclas de dos o mas sustancias simples o compuestas en

donde hay una fase dispersa o discontinua, que generalmente esta en menor

cantidad y una fase dispersante o continua, que generalmente interviene en mayor

proporcin. Estas fases interactan en menor o mayor grado segn el tipo de sistema

disperso que conformen. En el caso de soluciones, la fase dispersante se llama

solvente y la fase dispersa se llama soluto.

La fase dispersante o continua es homognea y puede ser slida, liquida o gaseosa; y

la fase dispersa o discontinua, constituida por partculas que pueden ser de cualquier

tamao y estado. Ejemplo: Azcar en agua, la fase dispersante: agua y la fase

dispersa: azcar.

Las propiedades y el comportamiento de las dispersiones dependen principalmente

del tamao y forma de las partculas dispersas. Debido a eso se clasifican en:

soluciones, coloides y suspensiones.

OBSERVACIONES: -9

* 1 nm = 10 m

* Respecto al dimetro (tamao) de las partculas dispersas:

Solucin < coloide < suspensin

Son sistemas dispersos cuyo dimetro de la partcula se halla en un rango 1-1000nm,

esto le permite poseer una gran estabilidad, y no caer por efecto gravitatorio, lo cual

en el caso de contaminantes es un problema para el medio ambiente.

Las partculas coloidales pueden ser agregados moleculares, o macromolculas como

la hemoglobina cuya masa molar bordea los 64 000 uma, almidn, etc.

Consiste en que un haz luminoso se hace visible cuando atraviesa un sistema

Tema SISTEMAS DISPERSOS

Qumica - 20131

Chemistry-2.0

* CONCEPTO:

* CLASIFICACIN:

* SISTEMA COLOIDAL O DISPERSIN COLOIDAL

* PROPIEDADES GENERALES DE LOS COLOIDES:

* EFECTO TYNDALL

Qumica - 20132

Chemistry-2.0

Qumica Julio Oria

coloidal. Este fenmeno se debe a que las partculas coloidales dispersan la luz en todas

las direcciones hacindola visible.

Las partculas coloidales son impactadas por las

molculas del medio dispersante en todas las direcciones,

provocando as el movimiento desordenado (zig zag).

El movimiento browniano impide que las partculas

coloidales se asienten o sedimenten.

Estos coloides se asemejan a las soluciones, es decir presentan una sola fase (slida,

liquida o gaseosa), donde cualquier punto de sus partes presenta las misma

composicin qumica y propiedades. Los componentes se mezclan en proporciones

variables.

Cuando su compatibilidad con el medio dispersante es muy estable. Si el medio

dispersante es el agua se denominan Hidrofilos.

Ejemplo: Gelatina en agua.

En este caso la partcula coloidal posee poca afinidad por el medio

dispersante, por lo que requiere para su estabilidad un aditivo

llamado emulsificante. Si el medio dispersante es el agua se

denominan Hidrofobos.

* MOVIMIENTO BROWNIANO

* TIPOS DE SISTEMAS COLOIDALES:

* De acuerdo a la afinidad con el medio:

* Liofilos (que aman al medio dispersor):

* Liofobos (que odian al medio dispersor):

* De acuerdo al estado de agregacin de la fase aparente:

Coloide Solucin

(dispersa (no dispersa

la luz) la luz)

Qumica - 20133

Chemistry-2.0

Qumica Julio Oria

Es un sistema qumico homogneo (sistema monofsico), en el que cualquier parte

elemental de su volumen (su parte mnima) posee una composicin qumica y

propiedades idnticas. Resulta de mezclar dos o ms sustancias en proporciones

variables.

* Soluto: Es la sustancia que se dispersa homogneamente a nivel atmico, inico o

molecular y casi siempre se encuentra en menor proporcin, ya sea en peso o en

volumen.

* Solvente o Disolvente: Es la sustancia que disuelve o dispersa al soluto y

generalmente se encuentra en mayor proporcin. Si el solvente es el agua se le

llama solucin acuosa.

Caractersticas:

- Existen solventes:

A) Polares: agua, alcohol etlico, amoniaco, etc.

B) Apolares: benceno: C H , tetracloruro de carbono: CCl , ciclohexano: C H , 6 6 4 6 12

disulfuro de carbono: CS , etc. 2

* SOLUCIONES

* Componentes:

* CLASIFICACIN DE LAS SOLUCIONES:1 Por su estado fsico:

Pintura, engrudo, jalea,

gelatina, oro coloidal

Mayonesa, leche, asfalto,

crema para el rostro, etc

Nata batida, espuma de

cerveza, espuma de afeitar.

Diamante negro, piedras

preciosas, zafiro, etc

Queso, mantequilla, etc.

Piedra pmez, esponja,

tecnopor, lava, hule

Ninguno (ya que todos los

gases son solubles entre s)

LIQUIDA

FASE

DISPERSORAEjemplos

NOMBRE

TIPO

SOLIDA

Humo, polvos, virus en aire,

etc.

GASEOSA Niebla, spray, nube, roco

Slido

FASE

DISPERSA

Gas

Lquido

Slido

Lquido

Gas

Slido

Lquido

Gas

Sol lquido o gel

Espuma lquida

(espuma)

Emulsin Lquida

(emulsin)

Sol slido

Emulsin slida

Espuma slida

--------------------

Aerosol

Slido

Aerosol

Lquido

LIQUIDA

FASE

APARENTE

SOLIDA

GASEOSA

LIQUIDA

Slido

TIPO DE

SOLUCIN

ESTADO FSICO

DEL SOLVENTE

ESTADO ORIGINAL

DEL SOLUTO

Gas

LquidoLquido

SOLIDA Slido

Slido

Lquido

Gas

GasGASEOSA

Slido

LquidoH O en aire (aire hmedo)

2

gasolina en aire

Gas

NaCl en H O (salmuera)2

I en C H OH (alcohol yodado) 2 2 5

CH COOH en H O (vinagre)3 2

C H OH en H O (aguardiente) 2 5 2

CO en H O (agua gasificada)2 2

O en H O de ro, lago, etc. 2 2

Hg en Ag (amalgama dental)

Hg en Au (amalgama de oro)

H en Pd (oclusin de H en Pd)2 2

H en Pt (oclusin de H en Pt) 2 2

CH HS en C H (gas domstico)3 3 8

O en N (aire artificial) 2 2

I en aire2

C H (naftalina) en aire 10 8

Ejemplos

Aleacin: C en Fe (acero),

Zn en Cu (latn), etc.

Qumica - 20134

Chemistry-2.0

Qumica Julio Oria

El solvente determina el estado fsico de la solucin.

el soluto se halla disociado en partes inicas debido al proceso de - Solucin Inica,

solvatacin; son conductoras de la corriente elctrica. Ejemplo: NaCl , HCl , (ac) (ac)

HNO , H SO , NaOH , KOH , CaCO3(ac) 2 4(ac) (ac) (ac) 3(ac)

el soluto no se ha disociado en iones, pero est disperso - Solucin Molecular,

debido al proceso de solvatacin; no son conductoras de la corriente elctrica.

Ejemplo: C H O , C H OH , CH COOH 6 12 6(ac) 2 5 (ac) 3 (ac)

contiene una cantidad pequea de solutos y por A) Solucin diluida (sto

Qumica - 20135

Chemistry-2.0

Qumica Julio Oria

A 15C por cada 100g de agua, se disuelve como

mximo 20g de sal (KNO ). Si luego se aade 3

ms sal esta quedar sin disolverse.

son aquellas soluciones que habiendo D) Solucin sobresaturada o hipersaturada,

estado saturadas, logran admitir soluto adicional, generalmente ello es posible

realizarlo con ayuda de incremento de la presin o con calentamientos suaves o

ligeros.

Ejemplo: a una solucin saturada de azcar le echas una cucharada de azcar y lo

calientas (se forma caramelo), mezclar el CO y el agua pura a elevada presin 2(g)

(bebidas carbonatadas o gaseosas).

Son inestables porque cuando se dejan reposar o se provoca una pequea

agitacin, el exceso tiende a precipitar y se forma una solucin saturada. Es por

eso que deben utilizarse al instante para el fin al que han sido preparadas.

Cmo los qumicos pueden predecir la formacin de un precipitado cuando se

aade un compuesto a una disolucin o cuando se mezclan dos disoluciones? Pues

conociendo su solubilidad.

La solubilidad de un soluto es una concentracin fsica que nos indica cuantos

gramos de soluto como mximo se pueden disolver a una temperatura determinada, en

un volumen o peso conocido de solvente. Por lo tanto la solubilidad nos indica la

concentracin de una solucin saturada.

En forma convencional, la solubilidad se define como el peso mximo de soluto que

se disuelve en 100g de disolvente, a una temperatura determinada. Matemticamente

se expresa de la siguiente manera:

* Factores que afectan la solubilidad:

- En casos generales, la solubilidad de un soluto slido en disolventes lquidos

aumenta al elevarse la temperatura. Ejemplo:

Diluida Concentrada Saturada Sobresaturada

Aumenta la cantidad de soluto

* SOLUBILIDAD (S)

TC

S = Wmx disuelto(sto)sto

100g (ste)

Qumica - 20136

Chemistry-2.0

Qumica Julio Oria

La Solubilidad, tambin depende de la naturaleza del soluto y del solvente.

Proceso de disolucin:

La concentracin determina las propiedades de una solucin. Indica la cantidad de

soluto (masa, volumen, nmero de moles, #equiv, etc.) contenidos en una

determinada cantidad de solucin o una determinada cantidad de solvente, as:

Unidades de concentracin:

Para este anlisis se supondr que el soluto es un lquido o un slido y el disolvente es

un lquido.

A) Concentraciones expresadas en unidades Fsicas:

El valor de estas unidades no depende de la naturaleza de las sustancias que

forman la solucin (soluto, solvente).

* Porcentaje en masa o peso (%W):

* Porcentaje en volumen (%V):

Ejemplo: si tenemos una solucin al 10% en volumen de HCl esto quiere decir que

por cada 100 ml de solucin 10 ml son de HCl.

* Otras formas fsicas antiguas de expresar las concentraciones:

- Porcentaje de peso en volumen:

* Concentracin de una solucin (C):

C = cantidad de soluto

cantidad de solvente oC = cantidad de soluto

cantidad de solucin

%W = Wsto x 100%sto

Wsol

%V = Vsto x 100%sto

Vsol

Qumica - 20137

Chemistry-2.0

Qumica Julio Oria

%W/V = _Wsoluto x 100%

Vsolucin

- Partes por milln (ppm): Se emplea frecuentemente para indicar la

concentracin de

soluciones muy diluidas

# ppm = _Wsoluto (mg)

Wsolucin (Kg)

Donde 1ppm = 1mg/L

B) Concentraciones expresadas en unidades Qumicas:

Son todas aquellas unidades de concentracin en las que interviene la masa molar

del soluto por lo que es necesario conocer la estructura qumica del soluto.

de una solucin es.* Molaridad (M):

D: Densidad (g/mL)

Nota:

- Para solutos inicos, en vez de molaridad se utiliza el trmino Formalidad (F).

de una solucin es * Normalidad (N):

Nota:

Tanto la molaridad como la normalidad son unidades que dependen de la

temperatura para su preparacin.

de una solucin es.* Molalidad (m):

* Fraccin Molar (f ): m

de una solucin es

M = 10x%W xDSto Sol

.

M Sto

M = nSto

V Sol

mol

L

N = #Eq-gsto

Vsol (L) N = M.

Donde:

COMPUESTO

xido

cido

Hidrxido

Sal

Radical

Redox

Doble del # oxgenos

# H ionizables

# de iones OH

/Carga total del catin/

Carga del in

# e- transferidos

3

m = %W x 10sto

(100% - %W )xMSto Sto

m = nsto

W (Kg) ste

fm = nsto sto

nsol

fm = nste ste

nsol

Se cumple:

fm + fm = 1sto ste

Qumica - 20138

Chemistry-2.0

Qumica Julio Oria

- Equivalencias:3

1 litro= 1000 ml = 1000cm = 1000 c.c

Casos tipo en soluciones:

A) diluir una solucin, consiste en disminuir la concentracin de una solucin valorada

(solucin cuya concentracin se conoce) agregando una determinada cantidad de

solvente (generalmente agua), obtenindose una nueva solucin, cuya concentracin

evidentemente es menor. La cantidad de soluto permanece constante.

B) mezcla de soluciones, implica unir 2 o ms soluciones de un mismo soluto, cada una

a distintas concentraciones

Se da generalmente entre un cido fuerte y C) Titulacin cido-base (neutralizacin)

una base fuerte.

cido + base sal + H O2

Donde se cumple:

# Eq-g (cido) = # Eq-g (Base) = # Eq-g (sal)

N .V = N .V = N .Vcido cido base base sal sal

Ejemplo:

HCl + NaOH NaCl + H O2

# Eq-g = # Eq-g = # Eq-g (HCl) (NaOH) (NaCl)

N .V = N .V = N .VHCl HCl NaOH NaOH NaCl NaCl

Soluciones valoradas:

En el estudio cuantitativo de las reacciones qumicas en el

laboratorio, especialmente cuando se realizan anlisis de muestras desconocidas, los

qumicos emplean generalmente soluciones de concentracin conocida preparadas con

exactitud. El proceso de anlisis cuantitativo de una sustancia se denomina valoracin

y las soluciones empleadas para este fin se conocen como soluciones valoradas, o

tambin soluciones Standard o soluciones tipo.

Se cumple:

C .V = C .V1 1 2 2

C > C 1 2

C1

V1

C2

V = V + V2 1 H2O

H O2

Se cumple:

* W = Wsto(1) sto(2)

* n = nsto(1) sto(2)

.

C: concentracin

(molar o normal)

Qumica - 20139

Chemistry-2.0

Qumica Julio Oria

En la preparacin de una solucin valorada deber calcularse previamente la

cantidad de soluto a disolverse en un volumen medido del solvente, o que deber estar

contenida en un volumen total de solucin determinado de antemano.

La cantidad de soluto con que se prepara una solucin valorada se puede medir en

unidades fsicas (gramos) o en unidades qumicas (moles o equivalentes).

PROPIEDADES COLIGATIVAS O COLECTIVAS DE LAS SOLUCIONES

Introduccin:

Algunas propiedades de las soluciones dependen del tamao de las

partculas; otras, del tipo de soluto o de la naturaleza del solvente y del nmero de

partculas disueltas. Se consideran importantes porque permiten determinar la masa

molecular y la concentracin de una solucin de un soluto.

Concepto:

Las propiedades coligativas son aquellas propiedades fsicas que dependen

nicamente de la concentracin del soluto, es decir, de la cantidad de partculas de

Qumica - 20132

Chemistry-2.0

Qumica Julio Oria

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