dissolucions cat def.pdf

7/25/2019 dissolucions Cat def.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/dissolucions-cat-defpdf 1/36



Contingut

0- Definicions i conceptes prèvis

1- Definicions. Formes d'expressar la concentració.

2- Concepte de dissolució ideal. Llei de Raoult.

- .

4- Dissolucions binàries ideals. Diagrames P-xi T-x.

5- Dissolucions diluïdes ideals. Llei d'Henry.

6- Propietats col·ligatives.



Definició de substància pura imescla

• Una substància pura ésun material que escaracteritza perquè totes

00

les seves parts tenen lamateixa composició i lesmateixes propietats.

• Un exemple és l’aiguadestil.lada.



Definició de substància pura imescla

• Una mescla és un materialformat per dues o méssubstàncies, les propietats de

a qua , epenen e aquantitat de les substànciesque la formen.

• Un exemple és la llet.



Tipus de mescles• Mescles homogènies o

solucions (“homo” significaigual).

• Mescles heterogènies

(“hetero” significa diferent).



DEFINICIONS. FORMES D’EXPRESSAR

LA CONCENTRACIÓ.11Disolució: mescla homogénea de dos o més sustancies.

Clasificació de les dissolucions

Sólid Líquid Gaseosa



• Depenent del número de componentes:

* Binaria* Ternaria* Quaternaria

.

.

.

Dissolvent: Component que está present enmajor quantidad o que determina l’estat delamateria en la que existe una dissolució.

Soluts: Els components restants.



Classificació de les dissolucions líquides

• Depenent de l’estat del solut:

Solut sòlid Solut líquid Solut gasós

• En funció del dissolvent:AquosesNo aquoses

• En funciódel tipusdel soluto:

Electrolítiques: solut es dissocia en ions (ex. sal)(conduixen l’electricitat)No electrolítiques: solut no es dissocia en iones (ex. sucre)(no conduixen l’electricitat)



La descripció d'una dissolució implica conèixer els seus components i lesseves quantitats relatives concentració.

Formes d’expressar la concentració

• Fracció molar (x)

• Representa el tant per u en moles•n

1xi

i =∑• 0 ≤ xi ≤ 1 ;

• Molalidad (m)• Unitats: mol×kg-1 (molal, m)• Ventatge: No varía amb T

disolventkg

nm i

i =

Tot

i nx =



• Molaritat (M)• Unitats: mol×L-1 (molar,M)

• desventatge: Varía con T• ventatge: Facilidad para medir V

• Normalitat (N)• Unitats: equiv×L-1 (normal,N)• Desventatge: depen de la reacció• s no recomenat

disoluciónL

nM ii =

(i)esequivalent N =

equivalents (i) = ni × valencia Protons transferits en rcc. àcid-baseElectrons transferits en rcc. redox

• Porcentaje en peso (% p/p) Partes por millón (ppm)

so uc n

100dissoluciómassa

solutmassa pes% ⋅=

610dissoluciómassa

solutmassa ppm ⋅=



Formes d’expresar la concentració

• Dissolució insaturada.• Dissolució saturada.•

11

.



Mescles homogènies• El dissolvent és el component majoritari i el

solut el que es troba en menor quantitat.

• – Solució diluïda: poc solut en un volum determinat de

dissolvent. – Solució concentrada: molt solut en un volum

determinat de dissolvent. – Solució saturada:quant en una solució ja no es

possible dissoldre més solut..



MODEL DE LA DISSOLUCIÓ IDEAL

1) Descripció molecularDissolució en la qual les molècules de les diferents espècies són tan semblantsunes a les altres que les molècules d'un dels components poden substituir les de

l'altre sense que es produeixi una variació de l'estructura espacial de ladissolució ni de l'energia de les interaccions intermoleculars presents en lamateixa .

2) Descripció fenomenològica

Ley de Raoult

François Marie Raoult(1830-1901)

Presió de vapordel líquido i pur

Fracció molar

d’ i en ladissolució líquida

Presió parcial d’ i en vaporen equilibri amb la dissolució

*

i

L

ii x =



MAGNITUTS TERMODINÁMIQUESMAGNITUTS TERMODINÁMIQUES

DE MESCLA.DE MESCLA.33Magnitud de mescla: Diferència entre el valor dela magnitud en la dissolució i la dels componentspursCompostos purs → dissolució ∆YM = YdisSoluc – Y*

En el cas d’una dissolució ideal (T y P ctes)

VM = 0 no hi ha canvi de volum quan es forma la dissolució , ja queno canvia l'estructura espacial

UM = 0 ja que no canvia l'energia de les interaccions a formar-se. HM = 0 no hi ha calor de mescla a P constant ; ni absorbeix ni

desprèn Q..

SM > 0 ugmenta el desordre .

GM < 0 formació de la dissolució : espontània .



DISSOLUCIONS BINARIES IDEALS.DISSOLUCIONS BINARIES IDEALS.

DIAGRAMES PDIAGRAMES P--x y Tx y T--x.x.44

(1+2)

(1+2)

L

V dissolució ideal dels components 1 I 2(ambdos volátils)

Equilibri L ↔ V

dissolució Llei de *L x =ideal

Raoult

En el vapor, d’acuerdo amb la llei de Dalton:

Amb aquestes expressions podem conèixer la composició del vapor a ladel líquid (no tenen per què ser iguals) .

*

!

L

!! x =

T"T#!!T"T

#11!1T"T x$x$ ==+=



Diagrama P-x (a T cte, dissolució ideal)

Da P1

, P2

y PTOT

en l’equilibri en funció de lacomposició del líquid (x1

L)

Recta; pendent = P1*, o.o.= 0

Recta; pendent = -P2*, o.o.= P2*

Recta; pendent = P1*-*

!

L

1

*

!

*

1

*

!

L

1

*

!

L

1

*

1!1T"T

*

!

L

1

*

!

*

!

L

1

*

!

L

!!

L

1

*

1

*

1

L

11

x)(xx

x)x1(xxx

+−=+−=+=

+−=−==

==

P2*

o.o.= P2*PTOT

P1

P1*

P2

P2*

Si, p.ex.,

P1* > P2

*

P

x1L0 1

“Pe”: no ens informade la composició del

vapor (x1V).



#

1

*

!

*

1

*

1

*

!

*

1T"T

*

!T"T*

1

#

1

*

!

*

1

*

1

*

!T"T*

1

#

1

*

!

*

1*

!*

1

T"T

#

1*

!

*

1T"T

T"T

*

1

L

1

T"T

1#

1

x)(

$

x)(

x)(1$

x)(

x

x

−−==⋅

−−

=

−−+−=

==

Curva de P en front a lacomposició del vapor (X1

V)P

x1V0 1

PTOT

P1*

P2*



P

P1

*

P *

Podem representar ambdues en un mateix diagrama

Diagrama de fases P-x(T = cte)

Líquido

L + V

x10 1

Vapor



P

Podem representar ambdues en un mateix diagrama

Disminuim P a T cte de A fins E

A: dissolució líquidaB: comença a producir-se vaporC: líq + vapor en equilibri

BCD

A

x10 1

D: S’evapora l’última gota de líquidE: Tot vapor

x1Vx1

Vx1Lx1

L

E



Diagrama T-x (a P cte)

Representem la temperatura d’ebullició de la dissolucióen funció de la fracció molar.



Aplicació: Destil·lació

Destil·lació simple

Com el vapor és més ric en elcomponent més volàtil que ellíquid original és possibleseparar els 2 components d'unadissolució ideal per destil·lacionssuccessives.



Destil·lació fraccionada

Es construeix una columna de destil·lació on es produeixen un gran nombrede condensacions i revaporitzacions successives.

Destil·lat(vapor condensat,

més volàtil)

Residu(líquid residual,ric en component

menys volàtil)



DISSOLUCIONSDISSOLUCIONS DILUIDASDILUIDAS IDEALSIDEALS..

LLEI DE HENRY.LLEI DE HENRY.55Moltes dissolucions es desvien prou del model de dissolució ideal.Per això resulta útil definir un altre model :

MODEL DE LA DISSOLUCIÓ DILUIDA IDEAL

1) Descripció molecular dissolució en la qual lesmolècules de solut pràcticament nomésinteraccionen amb molècules de dissolvent .

És el límit quant xL(dissolvent) → 1 y xL(soluts) → 0

(Sólo aplicable a dissolucions no electrolítiques)



2) Descripció fenomenológica

• El dissolvent obeix la llei de Raoult:

• El solut obeix la llei de Henry:

Constant de la llei de Henry(Unitats de P)

*

i

L

ii x =L

iii xk =

William Henry(1775-1836)

1803: Estudi de la solubilitat de gasos en líquids a diferents pressions: Llei d'Henry

En condicions de dilució suficientment elevada , totes lesdissolucions no electrolítiques passen a ser dissolucionsdiluïdes ideals .



Diagrames P-x

Acetona + cloroformo



Diagrames P-x

Acetona + cloroform

Desviacions negatives

de la llei de Raoult

Quan les interaccions -

que les A-A y B-B

∆HM < 0

∆VM

< 0



Diagrames P-x

Acetona + CS2

Desviacions positives

de la llei de Raoult

Quan les interaccions -

que les A-A y B-B

∆HM > 0

∆VM

> 0



PROPIETATSPROPIETATS COL·LIGATIVESCOL·LIGATIVES..

66La formació d'una dissolució té conseqüències sobre una sèrie depropietats : propietats col·ligatives

Propietats que depenen únicament de la quantitat (concentració) de solutafegida (mols o molècules de solut) , però no de la seva naturalesa (deuin solut si ui .

1. Disminució de la pressió de vapor2. Augment de la temperatura d'ebullició3. Descens de la temperatura de fusió / congelació

4. Pressió osmòtica

Estudiarem dissolucions diluïdes ideals (no electrolítiques )formades per un dissolvent volàtil (1) i un solut no volàtil (2).



6.1. Disminución de la presión de vapor6.1. Disminución de la presión de vapor

Como el soluto es no volátil, la presión del vapor de la dissolució (P)corresponderá a la presión de vapor del disolvente (P1).

(pues el disolvente obedece la ley de Raoult)La presión de vapor de la dissolucióes menor que la del disolvente puro.

*

1

L

1

*

1

L

11

1xomo

x

<⇒<

==

¿Cuánto disminuye la presión de vapor al formarse la dissolució?

Aplicación: determinación de pesos moleculares.

L

!

*

1

L

1

*

1

*

1

L

1

*

11

*

1 x)x1(x =−=−=−=∆



6.2.6.2. AugmentAugment ebulloscópicebulloscópic

Conseqüencia de ladisminució de la presió de vapor

la temperatura d’ebullicióde la dissolució es major

que la del disolvente puro.

¿Cuánto? ∆Teb = Teb − Teb* = keb × m

Aplicación: determinación de pesos moleculares⇒ ebulloscopía.

Constanteebulloscópica

• Propietats del dissolvent (no depen del solut)• Unitats: K×kg×mol-1



6.3.6.3. DescensDescens crioscópiccrioscópic..

La adición del solutoprovoca un descensodel punto de fusión.

∆Tf = Tf* − Tf = kf × m

Constantecrioscópica

• Propiedad del disolvente (no depende del soluto)• Unitats: K×kg×mol-1



kf > keb

El descens crioscópic es més elevat que l’augment ebulluscopic

• Determinació de pesos moleculars⇒ crioscopía• Anticongelants, afegir sals a les carreteras, ...Aplicacions



6.4. Presión osmótica.

semipermeable: Permetque petites molèculespassin a través seu , però

les grans no.

Osmosi : Flux de dissolvent a través d'una membrana semipermeable capal si d'una dissolució més concentrada . La pressió necessària per aturarel flux : Pressió osmòtica (π)

ó ò



Presió osmòtica

= c R T Equació de van’t Hoff

Molaritat

• Determinació de pesos moleculars osmometria.(especialment per a molècules amb alts pesosmoleculars com, p.ex., macromolècules biològiques).

Importància en els éssers vius: Parets cel·lulars actuen com membranessemipermeables: permeten el pas de molècules petites (aigua , molècules denutrients) però no de grans (enzims, proteïnes, …)

•Osmosi inversa dessalinització (aplicar a ladissolució una pressió major que la π, provocant unflux de sortida del dissolvent ) .

Aplicacions



• Glóbulos vermells de la sang

dissolució isotònica(mateixa π que elsfluids intracel·lulars

dels glòbuls)

dissolució hipotónica(menor π)

(entra aigua i pot causarla ruptura: hemòlisi)

Dissoluc. hipertónica(major π)

(surt aigua: crenació)

Sèrum fisiològic

dissolucions cat def.pdf

Documents