Soluciones

SOLUCIONES

SOLUTO SOLVENTE

SEGÚN EL ESTADO FISICO DEL SOLVENTE

SOLIDA LIQUIDA GASEOSA

mezclas homogéneas de dos sustancias:

Cuando un sólido se disuelve en un líquido las partículas que lo forman quedan libres y se reparten entre las moléculas del líquido que .se sitúan a su alrededor.

Sólido (NaCl)

Líquido (H2O) Disolución

Son mezclas homogéneas de dos sustancias: soluto y solvente.

a) Soluto: es la sustancia que se disuelve

b) Solvente: o disolvente , es el medio donde se disuelve el soluto.

Según el estado físico del disolvente, las soluciones pueden ser sólidas, líquidas gaseosas.

TIPOS COMUNES DE DISOLUCIONES

Estado de ladisolución

Disolvente Soluto Ejemplo

GasLíquidoLíquidoLíquidoSólido

GasLíquidoLíquidoLíquidoSólido

GasGas

LíquidoSólidoSólido

AireCava

VinagreAgua de mar

Latón

a)Solución Líquida: cuando el solvente es liquido así:

- sólido en líquido

Ejemplo: NaCl en agua

- Líquido en liquido:

Ejemplo: alcohol en agua

- Gas en líquido

Ejemplo: co2 en agua

b) Solución Sólida: cuando el solvente es sólido:-Sólido en sólido:

Ejemplo: las aleaciones

-liquido en sólido:

-Ejemplo: mercurio en oro(amalgama)

-Gas en sólido:

-Ejemplo: hidrógeno en paladio

c) Solución Gaseosa :cuando el solvente es gas:-Ejemplo: el aire

-gas en gas:

-Líquido en gas:

-Ejemplo: vapor de agua en aire

-Sólido en gas:

-Ejemplo: partículas de polvo en el aire

¿Cuánto soluto se puede disolver en una cantidad dada de disolvente?

Si vamos añadiendo soluto (p.e. azúcar) poco a poco, observamos que al principio se disuelve sin dificultad, pero si seguimos añadiendo llega un momento en que el disolvente no es capaz de disolver más soluto y éste permanece en estado sólido, “posando” en el fondo del recipiente.

¿Cuánto soluto se puede disolver en una cantidad dada de disolvente?

Si vamos añadiendo soluto (p.e. azúcar) poco a poco, observamos que al principio se disuelve sin dificultad, pero si seguimos añadiendo llega un momento en que el disolvente no es capaz de disolver más soluto y éste permanece en estado sólido, “posando” en el fondo del recipiente.

La cantidad máxima de soluto que se puede disolver recibe el nombre de solubilidad y depende de varios factores:1.- De quién sea el soluto y el disolvente. Hay sustancia que se disuelven mejor en unos disolventes que en otros.2.- De la temperatura. Normalmente la solubilidad de una sustancia aumenta con la temperatura

13

SOLUBILIDADSOLUBILIDAD

Una disolución se dice que está saturada cuando, a una determinada temperatura, contiene la máxima cantidad posible de soluto

A B C

Si añadimos un poco de sal en agua y agitamos, obtenemos una disolución (A)

Las dos sustancias forman una mezcla homogénea (B)

Si añadimos más sal, llega un momento que no se disuelve, y precipita al fondo (C)

La solubilidad de una sustancia indica la máxima cantidad de dicha sustancia que es posible disolver en una cantidad de disolvente dada, a una temperatura concreta

Esta dada por la proporción de soluto en la solución.

Por la abundancia relativa del soluto en las soluciones, estas pueden ser:

a).- Diluida: cuando proporcionalmente tienen poco soluto

b).-Concentrada: cuando proporcionalmente tienen abundante soluto

c).- Saturadas: cuando la abundancia de soluto es tal que el solvente ya no es capaz de disolver mas soluto.

d).- Sobre Saturada: cuando tiene mas soluto que su punto de saturación, la sobre saturación se logra mediante procedimientos especiales como por ejemplo calentar la solución.

Hablar de solución diluida o concentrada, resulta muy inexacto. Por eso existen formas de determinar cuantitavimante l as concentraciones de las soluciones. Existen dos tipos de unidades: - Unidades físicas- Unidades químicas

UNIDADES DE CONCENTRACION

UNIDADES FÍSICAS PARA MEDIR CONCENTRACIÓN

RELACIONES BASICASm = V × D

Donde:m : masa medida en [ g ]V : volumen medido en [ ml ]D : densidad medida en [ g / ml ]

Ejemplo: Un líquido de densidad 1,2 [ g / ml ] , ocupa un volumen de 60 [ mL ] . Calcula su masa.

m = 60 × 1,2 = 72 [ g ]

Densidades de algunas sustancias

SustanciaDensidad en

kg/m3

Densidad en g/c.c.

Agua 1000 1Aceite 920 0'92

Gasolina 680 0'68Plomo 11300 11'3Acero 7800 7'8

Mercurio 13600 13'6Madera 900 0'9

Aire 1'3 0'0013Butano 2'6 0'026

Dióxido de carbono 1'8 0'018

1. PORCENTAJE PESO / PESO ( O MASA / MASA )

m solución = m soluto + m solvente ( soluciones binarias )

Donde:m solución : masa de la solución medida en [ g ]m soluto : masa del soluto medida en [ g ]m solvente : masa del solvente medida en [ g ]

100 × m soluto ( P / P ) soluto = ——————–

m solución Donde:

( % P / P ) soluto : porcentaje peso / peso o masa / masa de solutom soluto : masa del soluto medida en [ g ]m solución : masa de la solución medida en [ g ]

Ejemplo:.Calcular el porcentaje en peso de cloruro

de sodio en una disolución de cloruro de sodio que contiene 20 gramos de sal en 100 gramos de disolvente.

Se mezclan 25 ml de disolución al 20% en peso y densidad 1,14 g/ml de ácido sulfúrico con 75 ml de otra disolución al 62% en peso y densidad 1,42 g/cm3 del mismo ácido. ¿Cuál es la concentración en % en peso de la mezcla?

2. PORCENTAJE PESO / VOLUMEN ( O MASA / VOLUMEN )

100 × m soluto ( P / V ) soluto = ——————–

VDonde:( % P / V ) soluto : porcentaje peso / volumen o masa / volumen de solutom soluto : masa del soluto medida en [ g ]V : volumen de la solución medido en [ ml ]

Ejemplo: Calcula el porcentaje peso / volumen de soluto de una solución formada por 80 [ g ] de soluto disueltos en 500 [ mL ] de solución. Si la densidad de la solución es 1,1 [ g / mL ] , calcula el porcentaje peso / volumen de solvente.

100 × 80( P / V ) soluto = ————– = 16 %

500

m solución = 500 × 1,1 = 550 [ g ]m solvente = 550 – 80 = 470 [ g ]

100 × 470( P / V ) solvente = ————— = 94 %

500

3. PORCENTAJE VOLUMEN / VOLUMEN

100 × V soluto ( V / V ) soluto = ——————

VDonde:( % V / V ) soluto : porcentaje volumen / volumen de solutoV soluto : volumen del soluto medido en [ mL ]V : volumen de la solución medido en [ mL ]

100 × V solvente ( V / V ) solvente = ———————

VDonde:( % V / V ) solvente : porcentaje volumen / volumen de solventeV solvente : volumen del solvente medido en [ mL ]V : volumen de la solución medido en [ mL ]

Ejercicios 1.- ¿Cuál es el % (p/p) de perclorato amónico en una disolución que contiene 25,0 g

de

perclorato amónico en 50,0 g de agua? . Solución: 33,3%

2.- Para obtener una disolución al 20% (p/p) en yoduro sódico, ¿cuántos gramos de sal hay que disolver en 50,0 g de agua. Solución: 12,5 g

3.- ¿Cuántos gramos de ácido acético hay en 500 gramos de una disolución al 20%

Solución: 100 g

4.- ¿Cuántos gramos de sulfato amónico ((NH4)2SO4) se necesitan para preparar 1.000g de una disolución al 5% (p/p)? . Solución: 50 g

5. Calcular la concentración en tanto por ciento en peso de una disolución obtenida al disolver 2,70 g de cloruro sódico (NaCl) en 85,40 g de H2O. Solución: 3,06 %

6. Calcular la concentración en tanto por ciento en peso de una disolución obtenida al disolver 2,24 g de yodo en 100 mL de tetracloruro de carbono (CCl4).

Datos: Densidad del CCl4: 1,587 g/cm3. Solución: 1,39 %

7. Tenemos una disolución de etanol (CH3CH2OH) al 20 % en peso y densidad 0,967 g/ml.

Determinar la masa de etanol que contiene 1 ml de esa disolución.. Sol.: 0,193 g

UNIDADES QUÍMICAS PARA MEDIR CONCENTRACIÓN

-Se llaman unidades químicas porque utilizan el mol como unidad a diferencia de las unidades anteriores que utilizan solamente unidades físicas .-Molaridad-Molalidad-Normalidad

MOLARIDAD

Expresa el número de moles de soluto que hay en 1000 ml de solución

Una solución de NaNO3 indica que en 1000 ml de ella hay 0.5 moles de nitrato de sodio, si tomamos sólo 25 ml. En ese volumen habrán 0.0125 moles de nitrato de sodio y la molaridad sigue siendo 0.5 molar.

Molaridad M

)(V

n

L

M

P.M.

mn

Ejercicio 1Se tiene una solución de sulfato de aluminio 2 M, con

densidad 1.13 g/mL. Exprese esta concentración en :%p-p sol: 60,5%p-p%p-v sol: 68.4%p-v

Ejercicio 2 La densidad de una solución de cloruro férrico 1.6 M es

1.175 g/mL. ¿ cuál es su %p-p ? Sol:22,1%p-p

Determine la molaridad de una solución de carbonato de sodio que se ha preparado disolviendo 5.02 g de carbonato de sodio di hidratado hasta un volumen de 200mL de solución. Sol: 0,17M

Ejercicio 3Se tiene un frasco de H2SO4 cuya etiqueta presenta las

siguientes condiciones: 98% de pureza, densidad 1,84 g/mL. Calcule la concentración M. Sol: 20M

Ejercicio 4

¿cuantos miligramos de Ag+ y de iones NO3- hay en 5 mL de

una disolución de AgNO3 0,2 M?.Sol: 107,9mg de Ag+ y 62mg de NO3

- .30 litros de HCl gaseoso (en condiciones normales de

temperatura y presión) se disuelven en 20cc de agua, ¿cuál es su molaridad?.Sol:0,35M???

Ejercicio 5¿cuántos gramos de soluto están contenidos en las

siguientes soluciones? a)750 mL de Ba(OH)2 0,01M SOL:1,28 g

b)30cc de HNO3 5M Sol: 9,45 g

c) 100 mL de AgNO3 0,01M sol:0,1699g

DETERMINACION DE LA CANTIDAD DE SOLUTO.

Cantidad de = Concentración x Volumensoluto

V1 x C1 = V2 x C2

Ejercicio 7Se quieren preparar tres soluciones de Ni(NO3)3 0,1 M;

0,01M y 0,001M ¿que debe hacerse? ¿que volumen de 0,1M debe tomarse para preparar la de 0,01M? ¿que volumen de 0,01M debe tomarse para preparar la de 0,001M?

Se debe llenar una botella de 12 L con solución de HCl 6 M. ¿Qué volumen de solución 18 M de ácido se deben poner en la botella antes de llenarla con agua?. Sol: 4 L

En la práctica

Más ejercicios en:http://www.bioygeo.info/pdf/

Ejercicios_disoluciones.pdfhttp://www.slideshare.net/tango67/

ejercicios-de-en-peso-y-en-volumenhttp://www.educa.madrid.org/web/

cc.marillac.madrid/Dptofisqui/Recursos%201bachFQ/Disoluciones.pdf

molalidadSe define como moles de soluto contenidos

en 1 kilogramo de solvente

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 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

Descenso crioscópico.

La adición del solutoprovoca un descensodel punto de fusión.

Tf = Tf*

Tf = kf m

Constantecrioscópica

• Propiedad del disolvente (no depende del soluto)• Unidades: Kkgmol-1

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. solución > Pto. Eb. solvente puro

Aumento ebulloscópico

Consecuencia de ladisminución de la presión de vapor

la temperatura de ebulliciónde la disolución es mayorque la del disolvente puro.

¿Cuánto? Teb = Teb Teb* = keb m

Aplicación: determinación de pesos moleculares ebulloscopía.

Constanteebulloscópica

• Propiedad del disolvente (no depende del soluto)• Unidades: Kkgmol-1

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 5,61178,4 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

Ejemplo: descenso del punto de congelaciónCalcule el punto de congelación de las

siguientes soluciones:Una solución que contiene 4,27 gr de

azúcar en 50 gr de agua (R:-0,46°C)Una disolución que contiene9,75 gr de

nitrobenceno C6H5NO2 en 175 gr de benceno (R:3,18°C)

Ejemplo: descenso del punto de congelaciónCalcule el punto de congelación de una

solución que se prepara disolviendo 35 gr de glucosa masa molar 180 gr en 200 gr de agua (R: -1,81°C)

Ejemplo: ascenso del punto de ebullición Calcule el punto de ebullición en grados

celcius de las siguientes soluciones:Una solución acuosa de azúcar

C12H22O11,2,5m (R:101,3°C)Una disolución que contiene 9,75 gramos

de urea CH4N2O en 250 gr de agua (R:100,34°C)

Ejemplo: ascenso del punto de ebullición Calcule el punto de ebullición de una

solución que se prepara disolviendo 24,6 gr de glucosa C6H12O6 de masa molar=180 gr en 250 gr de agua (R:100,28°C)

Determinación de la molalidad y masa molecularCalcula la molalidad y la masa molar de un

sólido desconocido a partir de los siguientes datos:

9,75 gr de sólido desconocido se disolvieron en 125 gr de agua, la disolución resultante tuvo un punto de congelación de -1,25°C

(R: m= 0,672m PM= 116gr/mol)

... aplicaciónUna 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?