soluciones. una solución se define como una mezcla homogénea de un soluto (especie que se...
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Soluciones
Una solución se define como una mezcla homogénea de un soluto (especie que se encuentra en menor cantidad) con un solvente (la especie que está en mayor cantidad y que disuelve al soluto).
El aire, el agua de mar y la tierra, son mezclas y de ellas es solución
¿Cuál es?
Una solución se define como una mezcla homogénea de un soluto (especie que se encuentra en menor cantidad) con un solvente (la especie que está en mayor cantidad y que disuelve al soluto).
El aire, el agua de mar y la tierra, son mezclas y de ellas es solución
¿Cuál es?
SOLUCIONES
La solución es la mezcla que esta constituida por dos o más componentes y que se encuentra en estado líquido. Por ejemplo :
SOLUCIONES
La solución es la mezcla que esta constituida por dos o más componentes y que se encuentra en estado líquido. Por ejemplo :
El agua de mar es una mezcla que se forma por la combinación de agua y de sales de Na, K, Mg y Ca, en una concentración del 3.5 %.
El agua de mar es una mezcla que se forma por la combinación de agua y de sales de Na, K, Mg y Ca, en una concentración del 3.5 %.
SOLUCIONES
Eso significa que vivimos en un planeta compuesto por enormes cantidades de solución acuosa.
En la solución , el solvente es la fracción líquida y el soluto es lo que se disuelve , por ejemplo: la sal (NaCl) en el agua de mar , el alcohol (Etanol) en la cerveza y el gas (CO2) en los refrescos.
SOLUCIONES
Eso significa que vivimos en un planeta compuesto por enormes cantidades de solución acuosa.
En la solución , el solvente es la fracción líquida y el soluto es lo que se disuelve , por ejemplo: la sal (NaCl) en el agua de mar , el alcohol (Etanol) en la cerveza y el gas (CO2) en los refrescos.
SOLUCIONES
El solvente común en las tres soluciones es el agua, que por su abundancia e importancia, se le conoce como "solvente universal" .
Para referirnos al estado físico de los componentes se usa la expresión soluto-solvente ; que puede ser sólido - liquido (S/L), líquido - liquido (L/L) o gas -líquido (G/L), siendo en todos los casos , el solvente, el denominador de la expresión .
SOLUCIONES
El solvente común en las tres soluciones es el agua, que por su abundancia e importancia, se le conoce como "solvente universal" .
Para referirnos al estado físico de los componentes se usa la expresión soluto-solvente ; que puede ser sólido - liquido (S/L), líquido - liquido (L/L) o gas -líquido (G/L), siendo en todos los casos , el solvente, el denominador de la expresión .
SoluciónSolución
Soluto
Solvente
Soluto
Solución
(H2O)
Molécula de Agua
Puentes de Hidrógeno
CARACTERÍSTICAS
Las características principales para que una solución sea homogénea, son: el tamaño de partícula (del soluto) y la afinidad del soluto por el solvente.
1)Tamaño de partícula: cuando el tamaño de partícula es pequeño (< 1nm) , es decir , los solutos son moléculas de bajo peso molecular (como sales y azucares).
CARACTERÍSTICAS
Las características principales para que una solución sea homogénea, son: el tamaño de partícula (del soluto) y la afinidad del soluto por el solvente.
1)Tamaño de partícula: cuando el tamaño de partícula es pequeño (< 1nm) , es decir , los solutos son moléculas de bajo peso molecular (como sales y azucares).
CARACTERÍSTICAS
2) Afinidad del soluto por el solvente: dependiendo de la polaridad de las moléculas de soluto y de solvente se tienen fuerzas de atracción que favorecen la solubilización del soluto.
bajo el principio de :
“lo semejante disuelve lo semejante”
CARACTERÍSTICAS
2) Afinidad del soluto por el solvente: dependiendo de la polaridad de las moléculas de soluto y de solvente se tienen fuerzas de atracción que favorecen la solubilización del soluto.
bajo el principio de :
“lo semejante disuelve lo semejante”
soluto solvente ejemplo
Ionico(NaCl) Polar
(agua)
Agua de mar
Polar(azúcar)
Limonada
No Polar(grasa)
No Polar(gasolina)
Pinturas
AFINIDAD
AFINIDAD
Solución y sus componentes
• Una solución es una mezcla homogénea compuesta por un soluto disuelto en un solvente.
• El soluto es el componente presente en menor cantidad.
• El solvente es el componente presente en mayor cantidad.
• Por ejemplo, una cuchara de azúcar disuelta en un vaso de agua forma una solución acuosa en donde el azúcar es el soluto y el agua el solvente o disolvente.
• Se da el nombre de solución acuosa a toda solución en donde el solvente es el agua.
• Una solución es una mezcla homogénea compuesta por un soluto disuelto en un solvente.
• El soluto es el componente presente en menor cantidad.
• El solvente es el componente presente en mayor cantidad.
• Por ejemplo, una cuchara de azúcar disuelta en un vaso de agua forma una solución acuosa en donde el azúcar es el soluto y el agua el solvente o disolvente.
• Se da el nombre de solución acuosa a toda solución en donde el solvente es el agua.
.• El soluto y el solvente en una solución
pueden existir como moléculas o como iones.
• Por ejemplo, cuando el azúcar se disuelve en agua, el azúcar entra en la solución en forma de moléculas.
• Cuando el cloruro de sodio se disuelve en agua se separa en iones cloruro y iones sodio.
• En ambos casos tanto las moléculas como los iones del soluto están rodeados por moléculas de agua en la solución
• El soluto y el solvente en una solución pueden existir como moléculas o como iones.
• Por ejemplo, cuando el azúcar se disuelve en agua, el azúcar entra en la solución en forma de moléculas.
• Cuando el cloruro de sodio se disuelve en agua se separa en iones cloruro y iones sodio.
• En ambos casos tanto las moléculas como los iones del soluto están rodeados por moléculas de agua en la solución
SolubilidadSolubilidad
Proceso de solvataciónProceso de solvatación
Burns, R. (1996)
solvataciónsolvatación
ElectrolitosElectrolitos
• Una sustancia que se rompe en iones cuando se disuelve al formar una solución se conoce como electrolito y es capaz e conducir la corriente eléctrica.
• Cuando la sustancia no se ioniza se le llama no electrolito.
• Una sustancia que se rompe en iones cuando se disuelve al formar una solución se conoce como electrolito y es capaz e conducir la corriente eléctrica.
• Cuando la sustancia no se ioniza se le llama no electrolito.
Factores que afectan la solubilidad
Factores que afectan la solubilidad
• Propiedades del soluto y el solvente: Los compuestos iónicos son solubles en los solventes polares, los compuestos covalentes (no polares) son solubles en solventes no polares.
“Lo semejante disuelve lo semejante”
• Temperatura: Soluciones de un gas en un líquido, la solubilidad disminuye con el aumento de temperatura. Soluciones de sólidos en un líquido generalmente la solubilidad aumenta al aumentar la temperatura.
Factores que afectan la velocidad de disolución
Factores que afectan la velocidad de disolución
• Tamaño de la partícula: A menor tamaño de partícula del soluto mayor velocidad de disolución.
• Velocidad de agitación: La velocidad de disolución del soluto aumenta por la agitación.
• Temperatura: A mayor temperatura mayor velocidad de disolución.
Tipos de solucionesTipos de soluciones• Solución no saturada: Es aquella en
donde hay menos soluto del que puede ser disuelto a una temperatura dada (diluida y concentrada).
• Solución Saturada: Es aquella que contiene tanto soluto como pueda ser disuelto a una temperatura dada.
• Solución sobresaturada: Es una solución inestable en la cual hay más soluto en solución de lo que normalmente existe a una temperatura dada. Si se realiza algún proceso de cristalización, todo el exceso del soluto se precipita, dejando una solución saturada.
Tipos de soluciones
Brown, T. et al. (1991)
Soluciones
El soluto es IONICO(Ejem. NaCl)
El soluto es POLAR(Ejem. AZUCAR)
El soluto es: NO POLAR (Ejem. Grasa, manteca,
Cera, Aceite, etc.)
Es soluble en Solventes no polares :
Gasolina, Hexano, Benceno, Eter,Etc.
Es Insoluble en Agua (polar)
Interacción(Fuerzas de
Vander Walls
Es soluble en Agua (polar)
Es Insoluble en gasolina (no polar)
Interacción(Dipolo-Dipolo)
Es soluble en Agua (polar)
Es Insoluble en gasolina (no polar)
Interacción(Ion-Dipolo)
SINO
NO SI
Sólido iónico + agua Solución iónica que conduce la
electricidad y se la denomina solución electrolítica
Sólido iónico + agua Solución iónica que conduce la
electricidad y se la denomina solución electrolítica
Sólido molecular + agua Solución que no conduce la electricidad y se la denomina solución no electrolítica
Sólido molecular + agua Solución que no conduce la electricidad y se la denomina solución no electrolítica
SolubilidadSolubilidad
La solubilidad de una sustancia en un solvente es la
concentración de su disolución saturada. Se la
expresa en: g de soluto/ 100 ml de agua.
La solubilidad de una sustancia en un solvente es la
concentración de su disolución saturada. Se la
expresa en: g de soluto/ 100 ml de agua.
Preparación de soluciones
Preparación de soluciones
SolucionesMezclas homogéneas de dos o más componentes.
Componentes
Mayor proporción solvente
Menor proporción soluto
Concentración: indica la cantidad de soluto presente en una dada cantidad de solvente ouna dada cantidad de solución.
Solución saturada: es una solución que no puededisolver mayores cantidades de soluto.Una solución saturada está en equilibrio con el soluto sólido.
Solubilidad: concentración de soluto de lasolución saturada.
Unidades de concentración
Partes por millón: g de soluto en 106g desolución.msto= g de soluto presentes en mslon g desolución.
610soln
sto
mm
ppm
Molaridad: moles de soluto en 1 litro desolución.nsto= Nro de moles de soluto presentes en nlsoln litros de solución.
soln
sto
soln
stosoln
stosoln
nln
M
nln
xl
nnl
1__1
____
Formaridad: peso formula g de soluto en 1 litro de solución.
soln
sto
nlnfg
F
Molalidad: moles de soluto en 1 kg desolvente.
soln
sto
nKgn
m
El proceso de disolución
)()()(2)(
)()()(2)(
3322
22
aqOHaqHCOlOHgCO
gHaqZnClaqHClsZn
Puede ocurrir con reacción química o sin reacción química.Ejemplos de disolución con reacción:
Entalpía de solución
Sal en H2O
Metanol en H2O
Factores que afectan la solubilidad
Interacciones soluto-solvente
Lo semejante disuelve lo semejante
Efecto de la temperatura
Compuestos iónicos
Gases
Efecto de la presiónLa presión no afecta la solubilidad de líquidos y sólidos pero sí la de los gases:
gHg Pks
Ley de Henry
Solubilidad delgas en el solvente dado
Presión del gassobre la solución
Constente de Henry¿De qué depende?
PROPIEDADES
COLIGATIVAS
DE LAS SOLUCIONES
Propiedades coligativas
Son aquellas propiedades físicas de las soluciones que dependen más bien de la cantidad de soluto que de su naturaleza.
Cuatro son las propiedades coligativas:
Disminución de la presión de vapor
Disminución del punto de congelación
Aumento del punto de ebullición
Presión osmótica
Disminución de la presión de vapor
Cuando se agrega un soluto no volátil a un solvente puro, la presión de vapor de éste en la solución disminuye.
P solución < P solvente puro
P = P° - P
Ley de Raoult
PA = XA P°A
PA : Presión de vapor del componente A
XA : Fracción molar de A
P°A : Presión de vapor de A puro
Para un soluto no volátil:
P = P°A XB
donde:
P : Disminución de la presión de vapor
XB : fracción molar del soluto B no volátil
P°A : presión de vapor del solvente A puro
Pre
sió
n d
e va
po
r de
l so
lven
te
X disolvente
X soluto
0
0
01
1
P° solvente
Ley de Raoult para una solución ideal de un soluto en un líquido volátil. La presión de vapor ejercida por el líquido es proporcional a su fracción molar en la solución.
... aplicación
• Calcule el descenso de la presión de vapor de agua, cuando se disuelven 5.67 g de glucosa, C6H12O6, en 25.2 g de agua a 25°C. La presión de vapor de agua a 25°C es 23.8 mm Hg ¿Cuál es la presión de vapor de la solución?
... aplicación
• El naftaleno C10H8, se utiliza para hacer bolas para combatir la polilla. Suponga una solución que se hace disolviendo 0,515 g de naftaleno en 60,8 g de cloroformo CHCl3, calcule el descenso de la presión de vapor del cloroformo a 20°C en presencia del naftaleno. La p de v del cloroformo a 20°C es 156 mm Hg. Se puede suponer que el naftaleno es no volátil comparado con el cloroformo. ¿Cuál es la presión de vapor de la solución?
Para una solución ideal:
Si los componentes son los líquidos A y B:
Psolución = P°A XA + P°B XB
Psolución : Presión de la solución ideal
P°A y P°B : Presiones de vapor de A y B puros
XA y XB : Fracciones molares de A y B
Pre
sió
n d
e v
ap
or
XA
0
1 10
0
P°A
XB
P°B
PB
PA
P total = PA + PB
Ley de Raoult para una solución ideal de dos componentes volátiles.
Izquierda: B puro Derecha: A puro
0
... aplicación
• Una solución líquida consiste en 0,35 fracciones mol de dibromuro de etileno, C2H4Br2, y 0,65 fracciones mol de dibromuro de propileno, C3H6Br2. Ambos son líquidos volátiles; sus presiones de vapor a 85°C son 173 mm Hg y 127 mm Hg, respectivamente. Calcule la presión de vapor total de la solución.
Pre
sió
n d
e v
ap
or
de
l s
olv
en
te(t
orr
)
760
Sólido
Líquido
Gas
Tf Te
Temperatura (°C)
Tf solución
Tf solvente puro
Solución
Solvente
puro
Te solvente puro
Te solución
DIAGRAMA PUNTO FUSIÓN Y PUNTO EBULLICIÓN SOLVENTE PURO - SOLUCIÓN
DISMINUCIÓN DEL PUNTO DE CONGELACIÓN
Cuando se agrega un soluto no volátil a un solvente puro, el punto de congelación de éste disminuye.
Pto. Cong. solución < Pto. Cong. solvente puro
Tf = Kf • m
Donde:
Tf = Disminución del punto de congelación
Kf = Constante molal de descenso del punto de
congelación
m = molalidad de la solución
Tf = Tf solvente - Tf solución
AUMENTO DEL PUNTO DE EBULLICIÓN
Cuando se agrega un soluto no volátil a un solvente puro, el punto de ebullición de éste aumenta.
Pto. Eb. ss > Pto. Eb. solvente puro
Te = Ke • m
Donde:
Te = Aumento del punto de ebullición
Ke = Constante molal de elevación del punto de
ebullición
m = molalidad de la solución
Te = Te solución - Te solvente
Algunas propiedades de disolventes comunes
I Solvente Pe (°C) Kb (°C/m) Pf(°C) Kf (°C/m)
Agua 100,0 0,512 0,0 1,86 Benceno 80,1 2,53 5,48 5,12 Alcanfor 207,42 5,61 178,4 40,00 Fenol 182,0 3,56 43,0 7,40 Ac. Acético 118,1 3,07 16,6 3,90 CCl4 76,8 5,02 - 22,3 29,8 Etanol 78,4 1,22 - 114,6 1,99
... aplicación• Una solución acuosa de glucosa es 0.0222 m
¿cuáles son el punto de ebullición y el punto de congelación de esta solución?
• ¿Cuántos gramos de etilenglicol, CH2OHCH2OH, se deben adicionar a 37.8 g de agua para dar un punto de congelación de -0.150°C?
• Se disolvió una muestra de 0.205 g de fósforo blanco en 25.0 g de CS2 Se encontró que la elevación del punto de ebullición de la solución de CS2 fue 0.159°C. Cuál es el peso molecular del fósforo en solución? ¿cuál es la fórmula del fósforo molecular?
PRESIÓN OSMÓTICA
Osmosis Normal
Agua pura Disolución
> P
PRESIÓN OSMÓTICA
Agua pura Disolución
P >
Osmosis inversa
P
Se define la presión osmótica como el proceso, por el que el disolvente pasa a
través de una membrana semipermeable, y se expresa como:
= n R T V
R= 0.0821 atm L / (mol K)Como n/V es molaridad (M), entonces:
= M • R • T
Ejercicios
Una disolución contiene 1 g de hemoglobina disuelto en suficiente agua para formar 100 mL de disolución. La presión osmótica a 20ºC es 2.72 mm Hg. Calcular:
a) La molaridad de la hemoglobina.
b) La masa molecular de la hemoglobina.
Ejercicios ¿Qué presión osmótica ejercerá una
solución de urea (NH2CONH2) en agua al 1%, a 20ºC?. Considere que 1000 g corresponde aproximadamente a 1 L de solución.
¿Qué concentración en g/L habría de tener una solución de anilina en agua, para que su presión osmótica a 18ºC sea de 750 mm Hg? (PM= 93.12)
Propiedades Coligativas de los electrolitos
• Un electrolito es una sustancia que disuelta en agua conduce la corriente electrica. (son electrolitos aquellas sustancias conocidas como ácidos, bases y sales).
• Para las disoluciones acuosas de electrolitos es necesario introducir en las ecuaciones, el factor i
Ejemplo
• Estimar los puntos de congelación de las disoluciones 0.20 molal de:
a) KNO3
b) MgSO4
c) Cr(NO3)3
• El punto de congelación del HF 0.20 m es -0.38ºC. ¿estará disociado o no?
