SOLUCIONES

• la materia se presenta, con mayor frecuencia, en forma de mezcla de sustancias puras. • dentro de éstas mezclas hay que distinguir las: I) mezclas propiamente dichas II) y las soluciones. • El aire de la atmósfera (78% N2 ; 21% O2 ; 1% Ar, He, CO2 y vapor de agua) y el agua del mar son ejemplos de soluciones.

MEZCLAS Y SOLUCIONES C aracte rís tica

M e z cla

S o lu ció n

S iste m a

H e te rogé n e o

H om ogé n e o

Propo rción de los con stitu ye n te s

V ariable

V ariable

Propie dade s in dividu ale s de los con stituy en te s

S e con se rv an

V arian

D e spre n dim ie n to de calor en la form ación

No

Sí

S e paración de los con stituy e n te s

F ácil

R elativam en te fácil

SOLUCIONES: • Son mezclas homogéneas de sustancias en iguales o distintos estados de agregación. • Pueden separarse sus componentes por métodos físicos. • Los componentes de las soluciones son: – Solvente componente en mayor proporción – Soluto

componente en menor proporción.

SOLUCIONES: •Según el estado físico en el que se encuentran las soluciones, se clasifican en: - sólidas - líquidas - gaseosas

El estado físico de una solución es el mismo que tiene el solvente Las soluciones líquidas más importantes son las soluciones acuosas, esto es, aquellas en las que el disolvente es el agua.

Estado físico de la solución

Solvente

Soluto

Ejemplo

Sólido

Sólido

Gas

Pt e Hidrógeno

Sólido

Sólido

Sólido

Cobre y cinc (latón) y otras aleaciones

Líquido

Líquido

Gas

Dióxido de carbono en agua

Líquido

Líquido

Líquido

Vinagre y agua

Líquido

Líquido

Sólido

Azúcar en agua, sal en agua

Gaseoso

Gas

Gas

Aire

Gaseoso

Gas

Líquido

Aire húmedo

MECANISMO DE DISOLUCIÓN

La disolución de un sólido supone la ruptura de los enlaces de la red cristalina. El proceso por el cual interaccionan las moléculas del solvente con las del soluto se denomina solvatación. Si el solvente es el agua el proceso se denomina hidratación.

DISOLUCIONES: • Disolución molecular: es cuando el soluto presenta uniones covalentes y sus moléculas se dispersan entre las moléculas de disolvente. Ej. Azúcar en agua. CO2 en agua. • Disolución iónica: es cuando el soluto es de tipo iónico y sus moléculas se disuelven en agua disociandose en iones positivos (cationes) y negativos (aniones). Ej. Sal común (NaCl) en agua.

MECANISMO DE DISOLUCIÓN

SOLUBILIDAD DE UN SÓLIDO La solubilidad indica que cantidad de una sustancia es lo máximo que se puede disolver en un volumen determinado de un determinado solvente. Se expresa en g de soluto/100 g de solvente. La solubilidad depende de la naturaleza del soluto y de la temperatura. La solubilidad de un sólido en general aumenta al aumentar la temperatura.

SOLUBILIDAD DE UN GAS La solubilidad de un gas en un líquido depende de: - Naturaleza del gas - Temperatura: a mayor temperatura menor solubilidad. - Presión: a mayor presión mayor solubilidad

Tipos de soluciones - No saturadas diluidas concentradas - Saturadas - Sobresaturadas Todas las propiedades: color, sabor, densidad, punto de fusión, ebullición, presión de vapor de las soluciones dependen de las cantidades de soluto disuelto.

Formas de Expresar la Concentración Las más usuales son: • PORCENTAJE: indica cantidad de soluto cada 100 de solución. Se expresa con el símbolo % Puede ser: % P = (gramos de soluto) (100 gramos de Solución) % V = (mL de soluto) (100mL de Solución) % P/V = (gramos de soluto) (100mL de Solución) Ej. Una solución de azúcar en agua al 10% en masa solución = soluto + solvente 100g de solución = 10g de soluto + 90g de agua Estas soluciones se preparan en elermeyer porque se conocen perfectamente las cantidades de soluto y de solvente.

Formas de Expresar la Concentración Las más usuales son: • MOLARIDAD: indica el número de moles de soluto disueltos por litro de solución. Se representa con la letra M. M = n/V. Ej. Una solución 10 M (10 molar) de NaCl. Esta solución contiene 10 moles de NaCl por litro de solución. Estas soluciones se preparan en matraz aforado. Se conocen perfectamente las cantidades de soluto pero no el de solvente. Se lleva a volumen en el matraz aforado. Problema: preparar 500mL de una solución 10 M de NaCl

Formas de Expresar la Concentración Las más usuales son: • MOLALIDAD: indica el número de moles de soluto disueltos por kilogramo de solvente. Se representa con la letra m. m = n/kg de solvente. Ej. Una solución 5 m (5 molal) de AgNO3. Esta solución contiene 5 moles de AgNO3 por kilo de solvente. Estas soluciones se preparan en elermeyer. Se conocen perfectamente las cantidades de soluto y de solvente. Problema: ¿Qué masa (en gramos) de HCl debería mezclarse con 200 g de agua para preparar una solución 0,3 m?

Formas de Expresar la Concentración Las más usuales son: • NORMALIDAD: indica el número de equivalentes gramos de soluto disueltos por litro de solución. Se representa con la letra N. N = eq/ L de solución. Ej. Una solución 5 N (5 normal) de H2SO4 . Esta solución contiene 5 equivalentes de H2SO4 por L de solución. Estas soluciones se preparan en matraz aforado. Se conocen perfectamente las cantidades de soluto pero no de solvente. Problema: preparar 250mL de una solución 10N de H3PO4

Unidades de Concentración • g/mL = gramos por mililitro • g/L = gramos por litro • % P = (gramos de soluto) (100 gramos de Solución) • % V = (mL de soluto) (100mL de Solución) • % P/V = (gramos de soluto) (100mL de Solución) • M = Molaridad = moles/L de solución • M = molalidad = moles/kg de solvente • N = Normalidad = Nºequivalentes/L de solución • ppm = parte por millón

OSMOSIS Y PRESIÓN OSMÓTICA Si tenemos dos soluciones acuosas de distintasconcentraciones separadas por una membrana semipermeable (deja pasar el solvente pero no el soluto), se produce el fenómeno de ósmosis que sería un tipo de difusión caracterizada por el paso del agua (solvente) a través de la membrana semipermeable desde la solución más diluida (hipotónica ) a la más concentrada (hipertónica ), este pasaje continuará hasta que las dos soluciones tengan la misma concentración (isotónicas o isoosmóticas ).

•se entiende por presión osmótica la presión que sería necesaria para detener el flujo de agua a través de la membrana semipermeable.

PROBLEMAS 1- Se disuelven 7g de NaCl en 43g de agua. Calcular la concentración de la solución en porcentaje p/p. 2- Se disuelven 16g de bromuro de potasio ajustando el volumen con solvente hasta 0,5 L. Determine la concentración en %p/v. 3- El HCl concentrado es al 37% y una densidad de 1,19 g/mL. Calcular la molaridad. 4- Una solución contiene 6,69g de Mg(NO3)2 disueltos en 100g de agua. Calcular la molalidad. 5- Qué volumen de solución 6 M de HCl se debe usar para preparar 400 mL de solución 0,1 M

BIBLIOGRAFÍA • - Chang, R. -Química- Mc Graw Hill. 1992. • - Longo, F. . Química General. Mc Graw Hill. 1986. • -Mahan, B.; Myers, R. - Química - Curso Universitario. Addison Wesley. 1990. • - Masterton, W. ;Slowinky, E. and Staninski - Química General Superior. Interamericana. 1992. • - Russell, J. . Química General. Mc Graw Hill. 1990. • - Whitten, K.; Gailey, D.; Davis, R. . Química General. Mc Graw Hill. 1992.

Resolución de problemas • -Garzón, G. .Fundamentos de Química General . Teoría y Problemas resueltos. 1981. • - Rosenberg, J. . Química General. Teoría y Problemas resueltos. Mc Graw Hill. 1989.