UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADORQUMICA SANITARIAING. CARLOS ENRQUEZ PINOSSOLUBILIDAD SOLUCIONES

INTRODUCCIN

Una solucin es una mezcla homognea de dos o mas sustancias.

Soluto se denomina a la sustancia disuelta y esta presente generalmente en pequea cantidad.Solvente es la sustancia donde se disuelveLa concentracin de una solucin expresa la relacin de la cantidad de soluto a la cantidad de solvente. SOLUCIONES

1. Tipo de disolventeLas soluciones poseen una serie de propiedades que las caracterizan :

Su composicin qumica es variable.

Las propiedades qumicas de los componentes de una solucin no se alteran.

Las propiedades fsicas de la solucin son diferentes a las del solvente puro: la adicin de un soluto a un solvente aumenta su punto de ebullicin y disminuye su punto de congelacin; la adicin de un soluto a un solvente disminuye la presin de vapor de ste.

PRINCIPALES CLASES DE SOLUCIONES

SOLUTO

SOLVENTESOLUCIN EJEMPLOSGasgasgas

AireLiquidogasgas

NieblaSlido

gasgas

Polvo en aire

SOLUTODISOLVENTESOLUCIN

EJEMPLOSGasLiquidoliquido

Amoniaco comercialLiquidoLiquidoliquidoAlcohol + aguaSlidoLiquidoliquido

Sal + aguaGasSlidoSlido

Hidrgeno en PaladioLiquidoSlido

Slido

Amalgamas (Mercurio y metal)SlidoSlido

Slido

Acero inoxidable

a. Soluciones slidas1. Slido - slido: Aleaciones 2. Gas slido: Catalizador de H2/Pt3. Lquido slido: Amalgamas

b. Soluciones lquidas 1. Lquido - Lquido : Agua/Etanol 2. Slido - Lquido : Salmuera Suero fisiolgico 3. Gas Lquido : Soda

c. Soluciones Gaseosas

1. Gas Gas : Aire 2. Lquido - Gas : Niebla 3. Slido Gas : Polvo en el aire

SOLUBILIDAD La solubilidad es la cantidad mxima de un soluto que puede disolverse en una cantidad dada de solvente a una determinada temperatura.

CURVA DE SOLUBILIDAD: Representacin grfica de la solubilidad de un soluto en determinado solvente (eje y) en funcin de la temperatura (eje x).

Algunas excepciones Existen casos en donde un aumento de la T disminuye la solubilidad, por ejemplo la solubilidad del Ce2(SO4)3 en agua a O C es de 39,5g mientras que a 100 C es de 2,5 g.

Otros ejemplos

SOLUCIN SATURADA: Solucin que contiene la mxima cantidad de soluto que el solvente puede disolver a esa presin y esa temperatura. CLASIFICACION DE LAS SOLUCIONES SEGN SU SOLUBILIDAD

Si se le agrega ms soluto no lo disuelve: si es un slido en un solvente lquido, el exceso precipita; si es un lquido en solvente lquido, el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo segn su densidad relativa; si es un gas en un solvente lquido, el exceso de soluto escapa en forma de burbujas. En una solucin saturada de un slido en un lquido, el proceso de disolucin tiene la misma velocidad que el proceso de precipitacin.CARACTERSTICA GENERAL DE LA SOLUBILIDAD: Como ya fuera descubierto hace varios siglos, "lo similar disuelve a lo similar". Las sustancias inicas son solubles en solventes inicos. Las sustancias covalentes son solubles en solventes covalentes.SOLUCIN NO SATURADA: Solucin que contiene una cantidad de soluto menor que la que el solvente puede disolver a esa presin y esa temperatura.SOLUCIONES DILUIDAS: Cuando la cantidad de soluto de la disolucin es muy pequea.

Los factores que afectan la solubilidad son: Superficie de contacto: La interaccin soluto-solvente aumenta cuando hay mayor superficie de contacto y el cuerpo se disuelve con ms rapidez (pulverizando el soluto).

b) Agitacin: Al agitar la solucin se van separando las capas de disolucin que se forman del soluto y nuevas molculas del solvente continan la disolucin

c) Temperatura: Al aument6ar la temperatura se favorece el movimiento de las molculas y hace que la energa de las partculas del slido sea alta y puedan abandonar su superficie disolvindose.

d) Presin: Esta influye en la solubilidad de gases y es directamente proporcional. Factores que afectan la solubilidad

a.- UNIDADES FISICAS

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

MODO DE EXPRESAR LAS CONCENTRACIONES La concentracin de las soluciones es la cantidad de soluto contenido en una cantidad determinada de solvente o solucin. Los trminos diluida o concentrada expresan concentraciones relativas. Para expresar con exactitud la concentracin de las soluciones se usan sistemas como los siguientes:

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

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

EJERCICIOSx grs. solu. 20 grs. Solu. X 100 grs. sol 75 grs. Sol26.66 grs. soluRespuesta: la concentracin es de 26.66 % p-pDetermine el porcentaje peso a peso %p-p de una solucin que tiene 20 grs. de sal disuelto en 55 grs., de agua.DatosSolu.= 20 grs.Solvente = 55 grsSol.= ? %p-p=?Clculos.Soluto = 20 grs Solvente = 55 grsSolucin = 75 grs.

20 grs. Solu.

75 grs. SolX grs. Solu.100 grs. Sol.EJERCICIOSx cc. solu. 15 cc. Solu. X 100 cc. sol 60 cc. Sol25 cc. soluRespuesta: la concentracin es de 25 % v-vDetermine el porcentaje volumen -volumen %v-v de una solucin que tiene 15 cc. de alcohol disuelto en 45 cc., de agua.DatosSolu.= 15 cc.Solvente = 45 ccSol.= ? %v-v =?Clculos.Soluto = 15 cc Solvente = 45 ccSolucin = 60 cc..

15 cc.. Solu.

60 cc. SolX cc. Solu.100 cc. Sol.EJERCICIOSx cc. solu. 12 grs. Solu. X 100 cc. sol 60 cc. Sol20 cc. soluRespuesta: la concentracin es de 20 % p-vDetermine el porcentaje peso volumen %p-v de una solucin que tiene 12 grs. de sal disuelto en 45 cc., de agua y la solucin tienen un volumen de 60 cc.DatosSolu.= 12 grs..Solvente = 45 ccSol.= 60 cc. %p-v =?D (H2O) = 1 gr/cc.Clculos.Soluto = 12 grs. = 15 cc Solvente = 45 grs. = 45 ccSolucin = 57 grs. = 60 cc.

12 grs. Solu.

60 cc. SolX cc. Solu.100 cc. Sol.RECUERDE

DENSIDAD: es el cuociente entre la masa y el volumen de una sustancia.Unidades: grs/cc; lts/grs.Respuesta: la densidad es de 0,54 grs./cc.Determine la densidad de una sustancia que tienen una masa de 5 grs y ocupa un volumen de 22 cc..Datosm = 12 grs.v = 22 ccd = ?.m vdFormulad12 grs.22 ccClculosd = 0,54 grs/cc.EJEMPLO:

Unidades de concentracin a) Porcentaje en masa (% m/m) b) Molaridad (M) c) Normalidad(N) d) Partes por milln (ppm)

Molaridad (M): Es el nmero de moles de soluto contenido en un litro de solucin. Una solucin 3 molar (3 M) es aquella que contiene tres moles de soluto por litro de solucin.

EJEMPLO:

* Cuntos gramos de AgNO3 , se necesitan para preparar 100 cm3 de solucin 1M?Previamente sabemos que: El peso molecular de AgNO3 es: 170 g = masa de 1 mol AgNO3 y que 100 de H20 cm3 equivalen a 100 ml. H20

Usando la definicin de molalidad, se tiene que en una solucin 1M hay 1 mol de AgNO3 por cada Litro (1000 ml ) de H2O (solvente) es decir:

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

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

SOLUCIONESNormalidad (N): Es el nmero de equivalentes gramo de soluto contenidos en un litro de solucin.

EJEMPLO:

* Cuntos gramos de AgNO3 , se necesitan para preparar 100 cm3 de solucin 1N?Previamente sabemos que: El peso molecular de AgNO3 es: 170 g = masa de 1 mol AgNO3 y que 100 de H20 cm3 equivalen a 100 gr. H20 Usando la definicin de molalidad , se tiene que en una solucin 1N hay 1 mol de AgNO3 por cada kg (1000 g ) de H2O (solvente) es decir: Utilizando este factor de conversin y los datos anteriores tenemos que:

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

2.2 SOLUCIONESMolalidad (m): Es el nmero de moles de soluto contenidos en un kilogramo de solvente. Una solucin formada por 36.5 g de cido clorhdrico, HCl , y 1000 g de agua es una solucin 1 molal (1 m) EJEMPLO:

* Cuntos gramos de AgNO3 , se necesitan para preparar 100 cm3 de solucin 1m?Previamente sabemos que: El peso molecular de AgNO3 es: 170 g = masa de 1 mol AgNO3 y que 100 de H20 cm3 equivalen a 100 gr. H20 Usando la definicin de molalidad , se tiene que en una solucin 1m hay 1 mol de AgNO3 por cada kg (1000 g ) de H2O (solvente) es decir: Utilizando este factor de conversin y los datos anteriores tenemos que: Se necesitan 17 g de AgNO3 para preparar una solucin 1 m, observe que debido a que la densidad del agua es 1.0 g/ml la molaridad y la molalidad del AgNO3 es la misma

Molaridad (M)

Es el nmero de moles de soluto disueltosen cada litro de disolucin.

M = moles de soluto . Volumen en litro de solucinNormalidadEquivalentes en un litro de solucinN = eq eq = m 1,0 L Peq

Peq = MM fPesos en equivalente de algunos cidos, bases y sales Acidos Bases

HCl = 36.46 g = 36,46 g 1 1 NaOH = 40,00 g = 40,00 g 1 1 H2SO4 = 98,00 g = 49,00 g 2 2 Ba(OH)2 = 171,36 g = 85,68 g 2

Sales AgNO3 = 169,9 g = 169,9 g 1 1Na2CO3 = 106,00 g = 53,00 g 2 2Na2SO4 = 142,06 g = 71,03 g 2 2Fe2(SO4)3 =399,9g =66,65g 6 6Na3PO4 =164,10 g =54,70 g 3 3Ba(NO3)2=261,4g= 130,7g 2

NaCl = 58,44 g = 58,44 g 1 1SO4= = 96,06 g = 48,03 g 2 2Grfico339.52.5

Solubilidad Ce2(SO4)3TCSolubilidad ( g de soluto en 100 g de agua )Solubilidad del Sulfato de Cerio

Hoja4

Hoja1

Hoja12814133421324029644540110.169515580

Solubilidad KClSolubilidad del CuSO4Solubilidad del KNO3TCsolubilidad (g de soluto en 100 g de agua)

Hoja3

Hoja339.52.5

Solubilidad Ce2(SO4)3TCSolubilidad ( g de soluto en 100 g de agua )Solubilidad del Sulfato de Cerio