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Qué es una solución?
• La solución es una mezcla homogénea formada por dos omas sustancias que no reaccionan entre si.
• Una solución esta formada por :
Soluto
Solvente
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• Soluto: Es aquel componente de la solución que se
encuentra en menor cantidad (fase dispersa) ycorresponde a la sustancia que se disuelve.
• Solvente: Es aquel componente de la solución que seencuentra en mayor cantidad (medio dispersante) ycorresponde a la sustancia que disuelve al soluto.
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Preparación de una Solución
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• Los solutos solubles en agua se clasifican como :
Electrolitos: Si se disocian en iones y sus disoluciones acuosas
conducen la corriente eléctrica
No electrolitos: Si no se disocian en iones y sus disoluciones
acuosa no conducen la corriente eléctrica.
Clasificación de los electrolitos:
Electrolitos fuertes
Electrolitos débiles
Electrolitos fuertes: a) ácidos fuertes
b) bases fuertes
c) sales solublesMSc. Parada, Escuela de Quimica. UES
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TIPOS DE SOLUCIONES
Dependiendo de la naturaleza de la fase, las soluciones
pueden ser :
Sólidas
Liquidas
Gaseosas
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SOLUCIÓN DISOLVENTE SOLUTO EJEMPLOS
Gaseosa Gas Gas Aire (N2, O2,He…etc)
Líquida Líquido Líquido Alcohol en H2O
Líquida Líquido Gas O2 en H2O, CO2 en H2O
Líquida Líquido Sólido NaCl en H2O
Sólida Sólido Líquido Hg/Ag (amalgama)
Sólida Sólido Sólido Zn/Sn (Latón)
Sólida Sólido Gas Hidrógeno en Paladio
TIPOS DE DISOLUCIONES
Ejemplo de soluciones.
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a) Son mezclas homogéneas y su composición química es variable.
b) Las propiedades químicas de los componentes de una disolución no se alteran.
c) Las propiedades físicas de la disolución son diferentes a las del solvente puro: la
adición de un soluto a un solvente aumenta su punto de ebullición, disminuye su
punto de congelación, y la presión de vapor de éste.
d) La cantidad de soluto y la cantidad de disolvente se encuentran en proporciones
que varían entre ciertos límites. Normalmente el disolvente se encuentra en mayor
proporción que el soluto, aunque no siempre es así. Ejemplo una solución de 50%
etanol y 50% agua.
Características de las soluciones
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e) Sus propiedades físicas dependen de su concentración:
Ejemplo:
Una disolución HCl (ácido clorhídrico) 12 mol/L tiene una
Densidad = 1,18 g/cm3
Una disolución HCl (ácido clorhídrico) 6 mol/L tiene una
Densidad = 1,10 g/cm3
f) Sus componentes pueden separarse por cambios de fases,
como la fusión, evaporación, condensación, destilación,
cristalización y cromatografía.
Características de las soluciones
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g) Tienen ausencia de sedimentación, es decir al someter una
disolución a un proceso de centrifugación las partículas del
soluto no sedimentan debido a que el tamaño de las mismas son
inferiores a 10 Angstrom.
h) Son totalmente transparentes, es decir, permiten el paso de laluz.
i) Sus componente no pueden separarse por métodos físicossimples como decantación, filtración, centrifugación, etc.
Características de las soluciones
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Proceso de disolución
•Las disoluciones se forman cuando las fuerzas de atracciónentre el soluto y el disolvente son de magnitud comparablecon la atracción entre partículas de soluto ó partículas delsolvente.
El proceso de disolución puede suceder de dos formas:
a) Hidratación – interacción entre el soluto y moléculas deagua.
b) Solvatación - interacción entre el soluto y moléculas deldisolvente.
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1. Atraccionesdisolvente-disolvente
2. Atraccionessoluto-soluto
3. Atraccionesdisolvente-soluto
Habrá disolución sólo si 3 es mayor que 1 y que 2
PROCESO DE DISOLUCIÓNFuerzas de atracción
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Hidratación es el proceso en el cual un ión se rodea demoléculas de agua (arregladas de manera específica para que
exista atracción).
Solvatación es el proceso en el cual un ión o molécula se rodea
de moléculas de solvente (arregladas de manera específica paraque exista atracción).
El proceso de disolución puede ser de dos formas:
+
Solvente Soluto Solución
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Cuando un sólido iónico se disuelve en agua, los cationes y
aniones se separan, dando lugar a iones hidratados. Cuando
se disuelve un soluto molecular, las moléculas se integran en
la disolución sin modificación:
NaCl(s) + H2O
Na+
(ac) + Cl-
(ac) CH3OH(l)+ H2O
CH3OH(ac)
Hidratación y solvataciónMSc. Parada, Escuela de Quimica. UES
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Disolución de un compuesto Iónico
CRISTAL AGUAMSc. Parada, Escuela de Quimica. UES
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Disolución de compuesto Molecular
• Los compuestos covalentes no son disociados, sonsolvatados en solución.
• Ejemplo: C12H22O11 en agua
Agua
Azúcar
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Clasificación de disoluciones sólido – liquido
Disolución insaturada (no saturada)
Disolución saturada
Disolución sobresaturada
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Clasificación de disoluciones sólido – liquido.
a) Disolución insaturada (no saturada): disolución quecontiene una concentración menor de soluto que unasolución saturada a una temperatura determinada, en estadisolución el soluto y el solvente no están en equilibrio a esa
temperatura; es decir, puede admitir más soluto hastaalcanzar su grado de saturación.
Ej.: La solubilidad del NaCl a 25ºC es de 37,5 g en 100 g de agua,una disolución que contengan 20 g NaCl en 100 g de agua, esuna solución in saturada
Por su concentración las disoluciones se pueden clasificar como:
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Disolución saturada
Es la solución que contiene la máxima cantidad de soluto que
se puede disolver en una cantidad dada de disolvente a unatemperatura determinada, en esta disolución hay unequilibrio entre la fase dispersa y el medio dispersante, ya quea esa temperatura el disolvente no es capaz de disolver más
soluto. Ej.: La solubilidad del NaCl a 25ºC es de 37,5 g en 100 g de
agua, una disolución que contengan 38 g NaCl en 100 g deagua, es una solución saturada. Los 0.5 g restantespermanecerán en el fondo del vaso sin disolverse.
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Disolución sobresaturada
• Solución que contiene mayor cantidad de soluto que una solución
saturada a una temperatura determinada. Esta solución representa untipo de disolución inestable, ya que tiene más soluto disuelto delpermitido ha esa temperatura. Para preparar este tipo de disolución seagrega soluto en exceso y se aumenta la temperatura y luego se enfría elsistema lentamente.
Esta disolución es inestable, por queal añadir un cristal el soluto, enexceso precipita; de igual manera
sucede con una disminución bruscade temperatura
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INSATURADA SATURADA SOBRESATURADA
Ejemplo: Tipos de Disoluciones
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d) Soluciones Diluidas: si la cantidad de soluto respecto delsolvente es pequeña.
Ejemplo: una solución de 1 g de sal en 100 g de agua.
e) Soluciones Concentradas: si la proporción de soluto conrespecto del solvente es grande.
Ejemplo: una disolución de 25 g de sal en 100 g de agua.
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Expresar el concepto de solubilidad
• La solubilidad es una medida de la cantidad máximade soluto que se disuelve en una cantidad específicade disolvente a una temperatura determinada (g desoluto / 100 g de agua).
• Factores que afectan la solubilidad:
a) Naturaleza del soluto y del solvente
b) Temperaturac) Presión
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a) Naturaleza del soluto y del solvente: Lassustancias iónicas y covalentes polares son
solubles en otras sustancias polares, lassustancias no polares o apolares son solubles ensustancias no polares. Lo semejante disuelve alo semejante.
Ejemplo:a) CCl4 en C6H6
b) C2H5OH en H2O
c) NaCl en H2
O
Agua Gasolina+ +
Aceite AceiteMSc. Parada, Escuela de Quimica. UES
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b)Temperatura: Al aumentar la temperatura sefavorece el movimiento de las moléculas y hace que la
energía de las partículas del sólido sea alta y puedanabandonar la superficie disolviéndose.
Para la mayor parte de los sólidos disueltos en unlíquido al aumentar la temperatura aumenta lasolubilidad; por otra parte, la solubilidad de los gasesen los líquidos disminuye al aumentar la temperatura
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c) Presión: Este factor afecta cuando uno o máscomponentes se encuentra en estado gaseoso, la
solubilidad de un gas es directamente proporcional a lapresión de ese gas sobre la solución, a mayor presiónmayor solubilidad del gas en el líquido.
I II IVEjemplo:
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Tamaño de partículas
Temperatura
Grado de agitación o mezclado
Concentración
FACTORES QUE AFECTAN LA VELOCIDAD DE
DISOLUCIÓN
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Tamaño de partículas
• Para que un sólido se disuelva en un disolvente, lasuperficie del sólido debe estar en contacto con eldisolvente; y los cristales más pequeños se disuelvencon más rapidez que los grandes (a mayor superficie
de contacto mayor solubilidad).
Cristal Polvo
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Temperatura
En la mayor parte de los casos la velocidad dedisolución de un sólido aumenta con latemperatura, por lo que a mayor temperatura
mayor velocidad de disolución.
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Grado de agitación o mezclado
• El efecto de la agitación o mezclado es unproceso cinético. A mayor agitación de unsólido en un líquido mayor será la velocidad
de disolución
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Concentración :
• Cuando el soluto y el disolvente se mezclan por primeravez, la velocidad de disolución es máxima: A medida que
la concentración de la solución aumenta y se acerca mása la saturación, la velocidad de la disolución disminuyesignificativamente.
• ¿Qué es concentración? Es la cantidad de solutodisuelta en una cantidad determinada de disolvente.
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Formas de expresar la concentración y
sus unidades
• Existen dos formas de expresar la concentración deuna disolución:
Unidades físicas de concentración(porcentuales %p/p, p/v, v/v y ppm).
Unidades químicas de concentración (M, N,m, Osmolaridad).
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Unidades físicas de concentración
a) Porcentaje peso - peso (% p/p): indica gramos de
soluto por cada 100 gramos de disolución
Gramos de disolución = gramos de soluto + gramos de disolvente
Ejercicios
g soluto =%p/p x g solución
100g solución =
g solut o
% p/px 100
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Ejercicios
1. Calcule el porcentaje en masa de CaCl2 presente en una disoluciónque contiene 16.5 g de CaCl2 en 456 g de solución.
2. ¿Cuántos gramos de disolvente se requieren para preparar unadisolución de 20 % de CuSO4 por masa que contenga 80 g de soluto?
3. ¿Cuál es el %p/p de una solución de KOH que se preparaadicionando 2 g de KOH a 20 g de agua?
4. ¿Cuál es la masa de KNO3 presente en 300 g de disolución acuosa al
10 % p/p?
5. ¿Cuál es la masa de agua requerida para preparar una disolución al10 % p/p de KMnO4 que tenga 2 g de KMnO4?
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= 120 de HCl
= 100 mL de disolución1.5 g solución
x1 mL de disolución
80 g de HClx
100 g de disolución
¿Cuantos gr de HCl hay en 100mL de una disolución deHCl al 80% peso/peso y una densidad = 1.5 g /mL?
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• Porcentaje volumen - volumen (% v/v): se refiere al
volumen de soluto por cada 100 mL de disolución.
Ejemplos:1. ¿Cuál es % v / v de una disolución que contiene 1 mL de
ácido en 40 mL de solución?
2. ¿Cuantos mL de etanol habría que emplear para preparar 500mL de solución al 60% v/v de alcohol?
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Encuentre los mL de soluto presentes en 220 mL de soluciónal 5% v/v.
%v/v = mLde soluto
mL solución
x 100
Despejando : mL soluto mL soluto =%v/v x mL solución
100
mLsoluto =5 % x 220 mL
100
11mL=
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Porcentaje peso - volumen (% p/v): indica el número degramos de soluto que hay en cada 100 mL de disolución.
Ejemplos:
1. ¿Cuál es el % p/v de dextrosa en una disolución que contiene 10 g de solutoen 80 mL de disolución?
2. Encuentre los gramos de soluto presentes en 150 mL de una soluciónal 2.4% p/v de NaI.
%p/v =g de soluto
mL solución
x 100
= 12.5 % p/v
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3. Encuentre los mL de solución presentes en 20g de KCl al7.5%p/v.
g soluto =%p/v x mL solución
100
2.4 % x 15 0 mL
1003.6 g=
g soluto =
Despejar: g soluto:
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Partes por millón ( ppm )• Las concentraciones de disoluciones muy diluidas se
expresan a menudo en partes por millón (ppm) o incluso en
partes por billón (ppb). Estas unidades se emplean confrecuencia para expresar niveles extremadamente bajos desustancias tóxicas.
• Una concentración de 1 ppm significa que está presente 1
parte (en cualquier unidad) en un millón de partes (en lamisma unidad). Por ejemplo, según la unidad seleccionada,1ppm podría ser 1gramo en 1 millón de gramos, 1 gota en 1millón de gotas, o 1mL en 1 millón de mililitros.
soluciónKg
solutomgppm
soluciónL
solutomgppm
1g = 1000 mg = 1x106g
1g = 1x10-3 mg = 1x10-6 g
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Se puede convertir ppm a ppb empleando la relación. 1ppm = 1000 000 ppb
Para soluciones acuosas:
1ppm = 1 miligramo/litro (mg/L) = 1microgramo/mL(g/mL)
Ejemplo:
1. En Estados Unidos, el límite federal de plomo en el agua de alcantarilla es0.015 ppm. Exprese esta concentración en: a) mg/L y b) ppb
Solución:a) La relación 1 ppm = 1 mg/L proporciona el factor de conversión idóneo.
Se multiplica la cantidad conocida (0.015 ppm) por el factor de conversión
1 mg/L
1 ppm= 0.015 mg/L0.015 ppm x
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b) La conversión a ppb se puede hacer empleando la relación 1 ppm = 1000000 ppb
2 Una muestra de disolución acuosa de 500 mL tiene 4 mg de fluoruro (F – ).
¿Cuántas ppm de fluoruro hay en la muestra?
3. Calcule las partes por millón de soluto de cada una de las siguientesdisoluciones:
a) 100 mg de Na+
en 800 mL. b) 2 mg de Al+3 en 2 litros. c) 200 g de NaCl en 300 mL. d) 4 x 10 – 3 g de Au en 800 mL.
1 ppm0.015 ppm x 1 x 106 ppb
= 15000 ppb
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Unidades Químicas de concentración
Molaridad (M)
Normalidad (N)
molalidad (m)
Osmolaridad (Osm)
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Molaridad ( M )
• Es el número de moles de soluto contenido en un
litro de disolución.• Una solución 3 molar ( 3 M ) es aquella que contiene
tres moles de soluto por litro de disolución.
M =Moles de soluto
Litro de disolución n =g soluto
masa molar del soluto
M =n
v
n = numero de moles
V = volumen en litros (L)
M =g de soluto
V x masa molar del soluto
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Método de preparación de soluciones
1. Pesar la cantidad de soluto2. Agregar a un frasco volumétrico3. Aforar con agua
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Problemas
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1. Calcule la molaridad de una disolución que se preparó disolviendo 23.4 g de sulfatode sodio Na2SO4 en suficiente agua para formar 125 mL de disolución.
2. Calcule la molaridad de una disolución preparada disolviendo 5.0 g de glucosa,C6H12 O6, en suficiente agua para formar 100 mL de disolución.
3. ¿Cuántos gramos de Na2SO4 se requieren para preparar 0.35 L de Na2SO4 0.50 M?
4. Partiendo de sacarosa sólida, C12H22O11, describa cómo prepararía 125 mL dedisolución de sacarosa 0.15 M.
5. ¿Cuántos gramos de Na2SO4 hay en 250 mL de Na2SO4 0.20 M?
6. ¿Cuántos mililitros de disolución de Na2SO4 0.50 M se requieren para suministrar0.038 moles de esta sal?
7. Cuántos gramos de AgNO3 , se necesitan para preparar 100 cm3 de disolución 1 M?
Problemas
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a) Cuantos gramos de disolución de ácido nítrico concentrado
debe utilizarse para preparar 250 ml 2.0 M de HNO3 . El ácidonítrico concentrado tiene 70% en peso.
b) Si la densidad de la disolución de HNO3 concentrado es 1.42g/ml. ¿Que volumen debe emplearse?
Relación de densidad y % p/p con Molaridad
Solución:gHNO3 = 250 mL HNO3 x ( 2moles HNO3 ) x (63 g HNO3) x 100 g disolHNO3
1000 mL HNO3 1 mol HNO3
g HNO3 = 45 g HNO3
a)
b) ml HNO3 = 45.0 g HNO3 x 1 mL HNO3 = 31.7 ml HNO3
1.42 g HNO3
70 g HNO3
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Normalidad (N) • Es el número de equivalentes gramo de soluto
contenidos en un litro de disolución.
N =# deEq-g soluto
Litro de disolución
¿Cómo encontrar los pesos equivalente, para sales, ácidos y bases?
Peso Eq. ácidos =Masa molar
Número de hidrógenos
Peso Eq. bases =Masa molar
Número de grupos OH-
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Ejercicios
Calcular los pesos equivalentes presentes en las siguientes sustancias.
a) AlCl3 b) K3 PO4 c) H2 SO4 d) NaOH e) HCl f)Al(OH)3
Encuentre el numero de equivalentes – g, presentes en las siguientes soluciones:
a) 250 mL de una solución de Na2H PO4 1.6 N
b) 1.5 Litros de una solución H2CO3 0.4 N
Cuantos gramos de KOH se necesitan para prepara 500 mL de una solución 0.7 N
Qué volumen de solución 0.2 N se puede preparar con 9 g de Ba(OH)2
Calcular la normalidad de una solución que se obtiene al disolver 15 g de Ca SO4 hasta completar 2500 mL de solución
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Relación entre M y N
La normalidad se puede relacionar con la molaridad por la siguiente ecuación:
Para ácidos, N = M x # H+
Para bases, N = M x # OH-,
Para sales, N = M x valencia del metalN = (moles /L) x (Eq/mol) = Eq / L
N = (g/M.Molar)/ L) x (Eq /mol) = Eq/L
N=M
# H+
M = N
# OH-
M = N
valencia
, para ácidos
, para bases
, para sales
Unidades de: H+, OH- y Valencia = Equiv/mol
La molaridad se puede relacionar con la normalidad por la siguiente ecuación:
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Ejercicios
Calcular la normalidad o molaridad según sea el caso para lassiguientes soluciones.
a) 2 L de una solución 0.25 M de H2SO4
b) 750 mL de una solución 2M de Al (OH)3
c) 2 L de una solución 0.5 N de K2S
d) 1.5 N de Ca3
(PO4
)2
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Molalidad (m): Se define como: Es el número de moles de soluto contenidos enun kilogramo de solvente.
m =n
Kg solventem =Moles de soluto
Kg de solvente
n =
g soluto
masa molar del soluto
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Ej l
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Ejemplo1. Calcule la molalidad de las disoluciones siguientes:
a) 13.0 g de benceno, C6H6, disuelto en 17.0 g de tetraclorurode carbono CCl4;b) 5.85 g de NaCl disuelto en 0.240 L de agua.
2. ¿Cuántos gramos de Al2(SO4)3 se necesitan para preparar
una solución 0.016 m en 87.62 g de agua.
3. Se prepara una disolución con 1.69 g de NaCl en 869 g de H2O.¿Cuál es la concentración molal?
4. Cuántos gramos de AgNO3, se necesitan para preparar 300cm3 de disolución 1 m?
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La dilución es el procedimiento que se sigue para preparar una
disolución menos concentrada a partir de una más concentrada.
Diluciones
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Preparación de disoluciones por dilución
•Una solución de concentración conocida se puede diluir conagua, para preparar una solución que tenga la concentracióndeseada, cuando ésta es menor que la de la solución original.
Ejemplo:
2 M
0.5 M2.0 M
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• Este método puede hacer uso de cualquier unidad devolumen (mL y Litro) y de cualquier unidad de
concentración para los cálculos que impliquendiluciones, pero no se debe cambiar de unidadesdurante los cálculos.
• Durante el proceso de dilución los moles de soluto
permanecen constantes, por lo tanto, podemos decirque:
moles iniciales = C inicial x V inicial
moles finales = C final x V final
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Debido a que los moles iniciales y finales son iguales, podemos escribir la ecuación general para diluciones:
Cinicial x Vinicial = Cfinal x Vfinal
Ecuación de dilución: V1C1 = V2C2
V1C1 = volumen y concentración inicial de la disolución
V2C2 = volumen y concentración final de la disolución
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E ió d dil ió V M = V M
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M = 2 MM = 1.5 MM = 0.5 M
Ecuación de dilución:inicial inicial final final
V M = V M
V1 y V2 = mL o L
C1 y C2 = Concentración: %, N, M
DILUCIÓN
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V 1C1 = V 2C2
Ejemplo:
Preparar 250 mL 0.10 M deCuSO4, partiendo de una solución de CuSO4 1.0M
V1 =(0.1M)(250ml)
1.0M
V1 = 25ml
V 1 = C2 V 2
C1
MSc. Parada, Escuela de Quimica. UES1.0 M 0.1 M 1.0 M
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•Qué volumen de HNO3 3 M se necesita para preparar 1.5 L de una disolución0.9 M.
• Una muestra de 200mL de H2
SO4
13 M se diluyó con agua hasta un volumen
final de 500 mL. ¿Cual es la concentración molar de la solución resultante?
• A qué volumen deberá diluirse 150 mL de una disolución 2.5 M para obtener
una disolución 0.12 M.
Ejercicios:
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1. Describa como prepararía 500 mL de una solución 0.25 Mde KOH
2. Describa como prepararía 250 mL de una solución al 5 Nácido sulfúrico
3. Como prepararía una solución al 7% p/v de permanganato
de potasio (KMnO4). Calcule la Molaridad que tiene estasolución.
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3. Preparar 100 mL de solución acuosa al 1.2 % p/v de
sulfato de cobre II pentahidratado (CuSO4.5H2O)
4. Calcular la molaridad de la solución anterior
a) Usando la fórmula para realizar diluciones, calcular ymedir el volumen necesario para preparar 100 mL deCuSO4.5H2O 0.016 M.
b) Calcular la normalidad de la solución que preparóen b) y a partir de ella preparar 100 mL de solución deCuSO4.5H2O 0.0010N.
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Propiedades coligativas
• Una propiedad coligativa es aquella que estádirectamente relacionada con el número de
partículas de soluto no volátil disuelto en el
solvente.
• En gran medida, las propiedades coligativas sonindependientes de la naturaleza del soluto, del
tamaño de la partícula o de la masa molar,únicamente dependen de la concentración de las
partículas de soluto disueltas.
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d d l
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Propiedades coligativas
Descenso de la presión de vapor del disolvente.
Elevación ebulloscópica o aumento en el punto
de ebullición.
Descenso crioscópico o disminución en el punto
de congelación.
Presión osmótica.
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Descenso de la presión de vapor del disolvente
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Descenso de la presión de vapor del disolvente
• Es la presión parcial que ejerce un vapor sobre un
líquido, cuando el vapor está en equilibrio con ellíquido. P = F/A
• La presión de vapor de un disolvente disminuyecuando se le añade un soluto no volátil, este efectoes el resultado de dos factores:
a) La disminución del número de moléculas del
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a) La disminución del número de moléculas del
disolvente en la superficie libre.
b) La aparición de fuerzas atractivas entre lasmoléculas del soluto y las moléculas del
disolvente, dificultando su paso a vapor.
Solvente Solución
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Aumento del punto de ebullición.
ΔT b = K b ·m.
ΔT b es el aumento del punto de ebullición ΔT
b :T - T b donde T es la temperatura de ebullición de la soluciónT b temperatura de ebullición del disolvente puro.
K b :constante ebulloscópica .Su valor cuando el solvente es agua es 0,52°C kg/mol
m: es la molalidad. (mol / kg solvente).
Temperatura de ebullición, es la temperatura a la cual la presiónde vapor de un líquido igual a la presión atmosférica.
Aumento del punto de ebullición (PE)
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Aumento del punto de ebullición (P.E)
ToC = 100oC ToC = 100.52oC
SolventeSolución
1mol NaCl 1 mol Na+
+ 1mol Cl-
2 moles de partículas
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• La constante ebulloscópica (Ke) escaracterística de cada disolvente (no dependede la naturaleza del soluto).
• Esto significa que una disolución 1 molal decualquier soluto no volátil en agua manifiesta
una elevación ebulloscópica d e 0,52 º C.
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Relación de la presión de vapor y la temperatura de ebullición
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Solvente Ke (°C/m) Agua (H2O) 0,52
Benceno (C6H6) 2,53 CCl4 5,02 Etanol (C2H5OH) 1,22 Cloroformo (CHCl3) 3,63
Consecuencia de ladisminución de la presión de vapor
la temperatura de ebullición de la disolución es mayor
que la del disolvente puro.
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Relación de la presión de vapor y la temperatura de ebullición
Descenso crioscopico o disminución en el
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Descenso crioscopico o disminución en el
punto de congelación
• La temperatura de congelación, es la temperatura ala cual la presión de vapor del líquido coincide con lapresión de vapor del sólido, es decir, el líquido seconvierte en sólido.
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Tc = K c mK c = constante crioscópica del
disolvente
Tc al descenso crioscópico .m : concentración molal
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• ΔT c es el descenso crioscópico : ΔT c = T c - T donde T es la
temperatura de congelación de la solución y T c la
temperatura de congelación del disolvente puro.
• Kc la constante crioscópica del disolvente. Para el agua,
este valor es -1,86 ºC/mol/Kg. Esto significa que las
disoluciones molales (m =1) de cualquier soluto en agua
congela a -1,86 º C.
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Relación de la presión de vapor y la temperatura de congelación
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Solvente Kc (°C/m)
Agua (H2O) 1,86 Benceno (C6H6) 5,12
Etanol (C2H5OH) 1,99
Ácido acético (CH3COOH) 3,90
Naftaleno (C10H8) 6,90 MSc. Parada, Escuela de Quimica. UES
Ósmosis y presión osmótica
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Ósmosis y presión osmótica
Osmosis: Es el paso del solvente a través de una membranasemipermeable, desde una solución de menor concentración desoluto hacia otro de mayor concentración de soluto.
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Menor concentración Mayor concentración
Membrana semipermeableAguaAzúcar
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Solución diluidaSolución concentrada
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Las membranas se clasifican en cuatro
7/16/2019 Unidad IV. Soluciones Quimicas 2013(1)
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Las membranas se clasifican en cuatrogrupos
• Permeables: permiten el paso del disolvente y desolutos coloidales y verdaderos.
• Impermeables: no son atravesadas ni por solutos ni
por el disolvente• Semipermeables: no permiten el paso de solutos,
pero sí del agua
•dialíticas: son permeables al agua y a solutosverdaderos, pero no a los solutos coloidales
MSc. Parada, Escuela de Quimica. UES
7/16/2019 Unidad IV. Soluciones Quimicas 2013(1)
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MSc. Parada, Escuela de Quimica. UES
Tipos de Membranas
7/16/2019 Unidad IV. Soluciones Quimicas 2013(1)
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Equilibrio
La Presión ósmotica (), es la presión necesaria para detener laósmosis.
Presión osmótica ().
ósmosis
7/16/2019 Unidad IV. Soluciones Quimicas 2013(1)
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MSc. Parada, Escuela de Quimica. UES
Pv = n R T
P = n R Tvn/v = M
P =
= M R T
PRESIÓN OSMÓTICA
7/16/2019 Unidad IV. Soluciones Quimicas 2013(1)
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= M.
R .
TDonde:
: Presión Osmótica (atmósfera).M: Molaridad de la disolución (mol/L).R: Constante de los gases (0.082 L . atm/mol . oK).T: Temperatura absoluta (Kelvin).
oK = 273 + oC
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EJEMPLO
7/16/2019 Unidad IV. Soluciones Quimicas 2013(1)
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• Determina la presión osmótica de una disolución de sacarosa 0,10mol/L en contacto con agua pura, a 20ºC.
20 + 273 = 293oK
= 0,10 (mol/L) . 0,082 (L.atm/mol.K) . 293 K
= M . R . T
= 2,4 atm
MSc. Parada, Escuela de Quimica. UES
EJEMPLO
7/16/2019 Unidad IV. Soluciones Quimicas 2013(1)
http://slidepdf.com/reader/full/unidad-iv-soluciones-quimicas-20131 83/110
• ¿Cuál es la concentración molar de una disolución que mostró una presión osmótica de 520 mmHg a 25°C?
= M . R . T
X = 0,00684 atmósfera
Sabiendoque:
760 mmHg=
5,20 mmHg
1 atmósfera X atmósfera
25 + 273 = 298 oK
Solución:
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EJEMPLO
7/16/2019 Unidad IV. Soluciones Quimicas 2013(1)
http://slidepdf.com/reader/full/unidad-iv-soluciones-quimicas-20131 84/110
• ¿Cuál es la concentración molar de una disolución que mostróuna presión osmótica de 520 mmHg a 25°C?
= M . R . T
M =
R . T
M =0.68atm
0,082(L.atm/mol.K). 298 K
M = 0.028 mol/litro
Solución:
Despejar M
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EJERCICIO
7/16/2019 Unidad IV. Soluciones Quimicas 2013(1)
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• ¿Cuál es la presión osmótica de una disolución que contiene 0,05mol/L de glicerina a 25ºC?
25 + 273 = 298 oK
= 0,05 (mol/L) . 0,082 (L.atm/mol.K) . 298 oK
= M . R . T
= 1,22 atm
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EJERCICIO
7/16/2019 Unidad IV. Soluciones Quimicas 2013(1)
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• ¿Cuál es la presión osmótica de una disolución acuosa de urea((NH2)2CO) 1,36 M a 22ºC?
22 + 273 = 295 oK
= 1,36 (mol/L) . 0,082 (L.atm/mol.K) . 295 K
= M . R . T
= 32,898 atm
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EJERCICIO
7/16/2019 Unidad IV. Soluciones Quimicas 2013(1)
http://slidepdf.com/reader/full/unidad-iv-soluciones-quimicas-20131 87/110
• ¿Cuál es la concentración molar de una disolución que mostró una presión osmótica de 55,87 mmHg a 25°C?
X= 0,0735 atmósfera
Sabiendoque:
760 mmHg=
55,87 mmHg
1 atmósfera X atmósfera
25 + 273 = 298 K
MSc. Parada, Escuela de Quimica. UES
EJERCICIO
7/16/2019 Unidad IV. Soluciones Quimicas 2013(1)
http://slidepdf.com/reader/full/unidad-iv-soluciones-quimicas-20131 88/110
= M . R . T
M =
R . TM =
0,0735 atm
0,082(L.atm/mol.K). 298 K
M = 0,003 mol/litro
• ¿Cuál es la concentración molar de una disolución que mostró una presión osmótica de 55,87 mmHg a 25°C?
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Ejercicio:
7/16/2019 Unidad IV. Soluciones Quimicas 2013(1)
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Encuentre la presión osmótica de una solución de glucosa que
contiene 12 gr. de la sustancia en 500 ml de solución a unatemperatura de 298ºK.
Masa molecular de la glucosa = (MM): 180 g/mol
Cálculo de la molaridad:
Ejercicio:
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7/16/2019 Unidad IV. Soluciones Quimicas 2013(1)
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Cálculo de la presión osmótica
= C x R x T
= 0,13 g/mol x 0,082 L. atm x 298°
K ok- mol
= 3,176 atm
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EjercicioEjercicio
7/16/2019 Unidad IV. Soluciones Quimicas 2013(1)
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EjercicioEjercicio
• Cuál es la presión osmótica de una disolución 0.7 M de NaCl a20oC.
• Una disolución contiene 75 g de proteína por litro, ejerce una
presión osmótica de 25 mmHg a 25oC. Cuál es la masa molar dela proteína.
• Una solución desconocida tiene una presión osmótica de 2.9
atm a 25oC. Encuentre la molaridad de esa solución?
Ejercicio
7/16/2019 Unidad IV. Soluciones Quimicas 2013(1)
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j
•Cuál es la presión osmótica de una disolución 0.7 M deNaCl a 20oC.
• Una disolución contiene 75 g de proteína por litro, ejerce
una presión osmótica de 25 mmHg a 25oC. Cuál es lamasa molar de la proteína.
• Una solución desconocida tiene una presión osmótica de
2.9 atm a 25oC. Encuentre la molaridad de esa solución?
Tonicidad de una solución
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• Soluciones isotónicas, son aquéllas que manifiestan la mismaconcentración o igual presión osmótica que la disolución dereferencia.
• Soluciones hipotónicas, son aquéllas que manifiestan menorconcentración o menor presión osmótica que la disolución dereferencia.
• Soluciones hipertónicas, son aquéllas que manifiestan mayorconcentración o mayor presión osmótica que la disolución dereferencia.
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Tonicidad de una solución
Si comparamos la presión osmótica de dos disolucionespodemos definir tres tipos de disoluciones:
Efecto de las soluciones sobre el glóbulo rojoPlasmólisis:
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Crenación
Equilibrio
Hemolisis
Plasmólisis:Otra célula
Efecto de las soluciones sobre el glóbulo rojo
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0.6 M 0.6 M 0.6 M
0.9 M 0.6 M 0.2 M
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Medio hipertónico Medio isotónico Medio hipotónico
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MSc. Parada, Escuela de Quimica. UES
Medio hipertónico Medio isotónico Medio hipotónico
Osmolaridad (Osm)
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Osmolaridad (Osm)
•La osmolaridad, se define como la cantidad de partículasosmóticamente activas de soluto disueltas en un litro de solución.
• El Osmol se define como un mol de cualquier combinación departículas ionizables.
• 1 osmol es la cantidad de sustancia que contiene 1 mol de particulas
Osm = M x No de partículas ionizables
Unidades: Osm =Osmoles
Litros (L)
Unidades de particulas: = OsmolMol
M = Molaridad
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Ejercicios:
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j
• Encuentre el número de partículas que se producen al
disolver en agua 1 mol de las siguientes sustancias.
a) NaOHH2O
b) Ca(OH)2
c) H3PO4
d) C6H11O6
e) HCl
f) Al2(SO4)3
g) CH3CH2OH
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
No. de partículas
Na+ + OH-
Ca+2 + 2OH-
3H+ + PO4-3
C6 H12 O6
H+ + Cl-
2Al+3 + 3SO4-2
CH3 CH2 OH
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Ejercicio
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j
• Encuentre la osmolaridad de una solución de 0.5 M de
Ba(OH)2
• Encuentre la osmolaridad de una solución de 0.3 N de
Na3PO4
• Encuentre la osmolaridad de una solución de 0.83 %p/v de
NaCl
Soluciones Verdaderas
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• Son sistemas homogéneos formados por 2 o más
componentes, donde la cantidad del o loscomponentes dispersos puede variar entre ciertoslímites en forma continua.
• Poseen las siguientes propiedades: ausencia desedimentación o separación y homogeneidad. La fasedispersa toma el nombre de soluto y sus partículasno pueden observarse a simple vista, al microscopioni al ultramicroscopio. El soluto no puede separarsepor filtración, solamente por destilación ocristalización.
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Solución verdadera
¿Qué es un coloide?
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• Coloide: es un tipo especial de dispersión cuyas
partículas no se asientan al reposar, permanecen ensuspensión. El tamaño de las partículas que posee esintermedio entre las soluciones verdaderas y lassuspensiones.
• Para clasificar una sustancia como coloidal, lasdimensiones de las partículas del soluto están
comprendidas entre 10 y 100 nm, mientras que lasmoléculas en solución están entre 0.1 y 10 nm.
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Partes de un coloide
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La fase dispersa o partículas dispersas: esta fasecorresponde al soluto en las disoluciones, y estáconstituida por moléculas sencillas omacromoléculas como el almidón. Pueden actuar
como partículas independientes o agruparse paraformar estructuras mayores y bien organizadas.
La fase de la dispersión o medio dispersante: es lasustancia en la cual las partículas coloidales están
distribuidas. Esta fase corresponde al solvente en lassoluciones. La leche es un coloide: la grasa constituyelas partículas dispersas y el agua es el mediodispersante.
Los coloides están compuestos de dos partes:
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COLOIDE
Suspensiones
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• Son mezclas heterogéneas formadas por un sólido en polvo
o pequeñas partículas no solubles (fase dispersa) que sedispersan en un medio líquido (fase dispersante o dispersora).
• Las suspensiones se diferencian de los coloides,principalmente en el tamaño de las partículas de la fase
dispersa. Las partículas en las suspensiones son visibles a nivelmacroscópico y de los coloides a nivel microscópico. Ademásal reposar las fases de una suspensión se separan, mientrasque las de un coloide no lo hacen. La suspensión es filtrable,
mientras que el coloide no es filtrable.
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SUSPENSIÓN
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Diferencias entre soluciones, coloides y suspensiones
Solución Coloide Suspensión Tamaño de laspartículas: 0.1nm
Tamaño de laspartículas 10 y 100nm
Mayores de 100nm
Una fase presente Dos fases presente Dos fases presente Homogénea En el límite Heterogénea
No se separa alreposar
No se separa alreposar
Se separa al reposar
Transparente Intermedia No transparente
Emulsiones
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• Es un sistema constituido por dos líquidos inmiscibles
en los que el soluto se encuentra disperso enpequeñas gotas, entre 0.1 y 10 µm distribuidas en lafase continua y dispersante; son inestables y se lespermite reposar por algún tiempo, las moléculas de
la fase dispersa (soluto) tienden a asociarse paraconstruir una capa que puede precipitar o migrar a lasuperficie, según la diferencia de densidades entrelas dos fases. La producción de emulsiones establesrequiere de necesariamente de agentesemulsionantes que reduzcan la tensión superficialentre ambas fases.
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Emulsiones
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Los que se enamoran de la práctica sin la teoría son como