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QuímicaQuímica20142014

Soluciones

Profesor: Wilmer Jose Reyes A.

Recordemos….

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SOLUCIONES

Son mezclas homogéneas de dos o más sustancias puras en proporción variable en la que cada porción analizada presenta la misma característica ya que los solutos se dispersan uniformemente en el seno del disolvente. Los componentes de una solución no se pueden visualizar debido a que los solutos adquieren el tamaño de átomos, moléculas o iones

Ejemplo: Analicemos una porción de agua de mar:

Se observa que el agua de mar contiene varios solutos y un solo solvente (H2O)

¿Qué son las disoluciones químicas?

Mezcla homogénea,

constituida por dos o más

componentes

Soluciones = disoluciones

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En general:

Solución 1STE STO 1 STO 2

SOLUTO (STO)Es la sustancia que se dispersa en el solvente; determina las propiedades químicas de la solución y generalmente se encuentra en menor proporción.

SOLVENTE (STE)Es la sustancia que actúa como medio dispersante para el soluto, disuelve el soluto y generalmente se encuentra en mayor cantidad.

Nota: El nombre de la solución lo determina el soluto (STO) y el estado físico lo determina el solvente (STE)

COMPONENTES DE UNA COMPONENTES DE UNA DISOLUCIONDISOLUCION

SOLUTO: Es la sustancia que se encuentra en menor cantidad y por lo tanto, se disuelve

SOLVENTE O DISOLVENTE: Es la sustancia que se encuentra en mayor cantidad y por

lo tanto, disuelve

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SOLUCIÓN BINARIA

Llamada también disolución. Son aquellas soluciones conformadas por dos componentes: un soluto y un solvente.

Disolución 1soluto 1solvente

SOLUCIÓN ACUOSA

Son aquellas soluciones donde el solvente es el agua. El agua por polaridad alta que poseen sus moléculas, es la sustancia con una gran capacidad para disolver a las sustancias polares y a las sustancias iónicas por lo que es considerada como un solvente universal

Solución acuosa = 1 soluto + H2O

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CLASIFICACIONES DE LAS SOLUCIONES

A. SEGÚN EL ESTADO FÍSICO El estado físico de una disolución lo define el solvente

Soluciones sólidas: son las aleaciones de los metalesEjemplos:

Bronce (Cu-Sn) Acero (Fe-C)

Latón (Cu-Zn) Amalgama (Hg – METAL)

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Soluciones líquidas:Ejemplos: Vinagre Agua oxigenada (CH3COOH + H2O) (H2O2 + H2O)

Soluciones gaseosas:Ejemplos:

Aire seco (N2 + O2 + otros)

Gas natural (CH4 + C2H6 +….)

Vapor de naftalina en el aire

EL AGUA COMO DISOLVENTEEL AGUA COMO DISOLVENTE

El agua es el disolvente más universal, es decir,

el líquido que más sustancias disuelve y ello hace que sea una de las sustancias más

importantes en el ámbito de las disoluciones.Soluto polar:

Si se disuelve en agua.

Soluto no polar:No se disuelve el agua, pero sí en disolventes no polares.

Clasificación de disolucionesClasificación de disoluciones

DISOLUCIONES

ESTADO CONCENTRACION

Disoluciones sólidas

Disoluciones liquidas

Disoluciones gaseosas

Disoluciones diluidas (insaturadas)

Disoluciones concentradas(saturadas)

Disoluciones supersaturadas

Diluidas o insaturadas: Son las que tienen una pequeña cantidad de soluto en un determinado volumen de disolución.

Concentradas o saturadas : Son aquellas que tienen gran cantidad de soluto en un determinado volumen de disolución y por lo tanto, están próximas a la saturación. Existe un equilibrio dinámico entre soluto y disolvente.

Supersaturadas : Son las que contienen más soluto que el presente en las disoluciones saturadas.

I) Clasificación de disoluciones según su I) Clasificación de disoluciones según su concentración:concentración:

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B. SEGÚN SU CONCENTRACIÓN

Esta dada por la proporción de soluto en la solución. Por la abundancia relativa del soluto en las soluciones, estas pueden ser: Solución saturada: Es aquella que contiene la

máxima cantidad de soluto que puede mantenerse disuelto en una determinada cantidad de solvente a una temperatura establecida.

Solución diluida (insaturada): Es aquella donde la masa de soluto disuelta con respecto a la de la solución saturada es más pequeña para la misma temperatura y masa de solvente.

Solución concentrada: Es aquella donde la cantidad de soluto disuelta es próxima a la determinada por la solubilidad a la misma temperatura.

Solución Sobresaturada: Es aquella que contiene una mayor cantidad de soluto que una solución saturada a temperatura determinada. Esta propiedad la convierte en inestable.

Insaturada Saturada Supersaturada

Estos vasos, que contienen un tinte rojo, demuestran cambios cualitativos en la concentración. Las soluciones a la izquierda

están más diluidas, comparadas con las soluciones más concentradas de la derecha.

CONCENTRACION DE LAS DISOLUCIONES

La concentración de una disolución es la cantidad

de moles de soluto presente en una cantidad

dada de solución.

Unidades de ConcentraciónUnidades de Concentración

1) Unidades físicas o Unidades físicas o porcentualesporcentuales

% masa = masa del soluto x 100

masa de disolución

Porcentaje en masaPorcentaje masa/masa

( ó porcentaje peso/peso)

Es la masa de soluto que esta contenida en 100 g de disolución.

Porcentaje por volumen % volumen/volumen

( % v/v )

Es el volumen de soluto que se encuentra en 100 ml de

disolución.

% v/v = volumen del soluto x 100

volumen disolución

Porcentaje masa/ volumen

ó porcentaje peso/volumen

( % m/v ) ó ( % p/v )

Es la masa de soluto que se encuentra en 100 ml de

disolución.

% m/v = masa de soluto x 100

volumen de disolución

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CONCENTRACIÓN DE UNA SOLUCIÓN

Son formas de expresar la cantidad de soluto que está presente en una cantidad de solución o de solvente, entre ellas tenemos: porcentaje en peso, porcentaje en volumen, molaridad, normalidad, etc.

I. UNIDADES FÍSICAS DE CONCENTRACIÓN

1. Porcentaje en peso (%W).- Indica la cantidad en gramos del soluto disuelto en 100 g de solución.

Ejemplo: Ejemplo: (CEPRE-UNMSM) El porcentaje en peso (%W) de una solución que contiene disueltos 15g de glucosa disueltos en 185g de agua es:Solución:Solución:

2020

2. Porcentaje en volumen (%V).- Indica la cantidad en mililitros del soluto disuelto en 100 mL de

solución.Ejemplo: Ejemplo: (UNALM-2008-I) Se tiene una solución de

500mL de FeCl3 al 15% en volumen. El volumen del soluto es:Solución:Solución:

2)2) Unidades químicasUnidades químicas

n = n° moles = masa (g)

masa molar

Unidades de ConcentraciónUnidades de Concentración

n = g / MM

M = n / v (lt)M = molaridad = moles de soluto

Litros de solución

M = molaridad = masa (g)

volumen (lt) x masa molar

M = g

v(lt) x MM

NORMALIDAD ( N ) : Se puede entender como una forma de medir la concentración de un soluto en un disolvente.

Por lo tanto, la normalidad es el número de equivalentes de soluto por litro de disolución.

MOLALIDAD (m) : es el número de moles de soluto por kilogramo de disolvente.

m = molalidad = moles de soluto masa de disolvente (kg)

m = n / kg

N = normalidad = n° Eq

1 litro de disolución n° Eq = masa

mEq

2323

II. UNIDADES QUÍMICAS DE CONCENTRACIÓN

1. Molaridad (M).- Indica el número de moles de soluto disuelto hasta formar un litro de solución.

molmolar

L

STO

SOL

nM=

v

Número de moles = masa del compuesto

P.Fdel compuesto

Donde:

2424

Ejemplo: Ejemplo: (UNALM-2006-I) Una solución de 200mL de NaOH contienen 4 gramos de soluto. La molaridad de esta solución es: Dato: P.F (NaOH=40)Solución:Solución:

Ejemplo: Ejemplo: (UNMSM-2004-I) Calcular la concentración molar de una solución de KClO3 que en 250mL contiene 24,5g de KClO3. P.A (K=39; Cl=35,5; O=16)

Solución:Solución:

2525

2. Normalidad (N).-Se define el número de Eq – g de soluto disuelto en un litro de solución. Eq – g = equivalente gramo.

STO

SOL

#Eq g Eq gN normal

V L

Donde:

2626

Ejemplo: Ejemplo: (UNALM-1997-II) Calcular la normalidad de una solución al disolver 4Eq-g de NaOH en 16L de solución.Solución:Solución:

Relación entre N y M

Para una misma solución se cumple:

N M x Donde:

: Parámetro que depende del soluto.

2727

Soluto Valor de

Ácidos N° de H ionizables o sustituidos

Hidróxidos N° de OH ionizables o sustituidos

Sales Carga neta del catión o anión

Óxidos Carga neta del oxígeno

Ejemplo: Ejemplo: (UNMSM-2005-II) Si se disuelve 35,5g de Na2SO4 (PF=142 g/mol) en 500mL de agua, la normalidad de la solución es:Solución:Solución:

2828

3. Molalidad (m).- Se define como el número de soluto disuelto por cada kilogramos de solvente.

Ejemplo: Ejemplo: Determine la molalidad de una solución que contiene 0,2 moles de NaOH disuelto en 400mL de H2O.

Solución:Solución:

2929

APLICACIÓN DE SOLUCIONES

1. DILUCIÓN.- La dilución es un procedimiento físico que consiste en preparar una disolución de menor concentración a partir de una más concentrada, para ello se debe adicionar agua a la disolución concentrada. Observando que no se altera la cantidad de soluto

Se cumple: M1 x V1 = M2 x V2

Ejemplo:

3030

Solución:

2. MEZCLAS DE SOLUCIONES.- Cuando se mezclan dos soluciones que contiene el mismo soluto pero de concentraciones diferentes, la solución resultante posee una concentración intermedia.Se cumple:

STO STO STOSOL(1) SOL(2) SOL(3)

1 1 2 2 3 3

n n n

M V M V M V

3131

Ejemplo:

Solución: