SOLUCIONES

• Solución - Mezcla homogénea

• soluto(s) – componente(s) de la solución que se encuentra(n) presente en menor cantidad.

• disolvente - componente de la solución que se encuentra presente en mayor cantidad y tiene la capacidad de disolver al soluto.

DEFINICIONES

• Molaridad = moles de soluto

Litros de solución

donde …

moles = gramos / masa molar

Formas de expresar la concentración de una solución

• Ejemplo: Prepare 100 mL de una solución acuosa, 0.200 M en NaCl

(masa molar = 58.44 g/mol)

– Para calcular los gramos de soluto que se deben pesar:

– Molaridad x Litros x masa molar= gramos de soluto

Preparación de solución expresada en Molaridad

por pesada directa:

1. Se pesan los gramos de soluto que se calcularon.

2. Se obtiene un matraz volumétrico del volumen requerido. Para el ejemplo se necesita un matraz de 100 mL.

3. Echar agua destilada al fondo del matraz.

4. Con un embudo, echar los gramos de soluto ya pesados.

5. Agitar hasta que se disuelva el soluto.

6. Llenar hasta la marca con agua destilada.

Procedimiento para preparar la solución:

Porcentaje en masa:

%(w/w) = gramos de soluto x 100

gramos de solución

• Porcentaje en volumen:

%(v/v) = mililitros de soluto x 100

mililitros de solución

• Ejemplo: Prepare 100 g de una solución al 1.00% (w/w) en NaCl:

• Gramos de soluto=(gramos de solución) x (%)

100

• Se añaden los gramos de agua necesarios para completar los 100 gramos.

• ¿Cómo se preparan 50 g de una solución al 3.00% en NaOH?

Preparando una solución expresada en porcentaje

• Ejemplo: Prepare 100 mL de una solución al 1.00% (v/v) en etanol:

• Mililitros de soluto=(mL de solución) x (%)

100• Se añaden los mL de agua necesarios para

completar los 100 mililitros.

• ¿Cómo se preparan 50 mL de una solución al 3.00% en etanol?

Preparando una solución expresada en porcentaje

• (Se lee 2 a 5)

• Se echan 2 mL de etanol por cada 5 mL de agua.

Prepare una solución 2:5 en etanol

• (Se lee 2 en 10)

• Se echan 2 mL de etanol y se completa con agua hasta obtener un volumen total de 10 mL.

Prepare una solución 2/10 en etanol

Fracción molar

• X = moles de soluto_______

moles totales en la solución

Molalidad

• m = moles de soluto

kg de disolvente

Para una solución expresada en molaridad o porcentaje:

C1 x V1 = C2 x V2

donde: C1 es la concentración de la solución

que ya está preparada

V1 es la alícuota que se debe transferir de la solución ya preparada

C2 es la concentración de la solución que se va a preparar

V2 es el volumen de la solución que se va a preparar

Diluciones

Partes por millón (ppm)

• ppm = g de soluto___ x 1x 106

g de solución

Partes por billón

• ppb = g de soluto___ x 1x 109

g de solución

CONCENTRACIÓN DE SOLUCIONES

• HAGAMOS EJERCICIOS…

¿Qué sucede a nivel molecular para que se forme una solución?

• La fuerzas de atracción entre las moléculas del soluto y las moléculas del disolvente son tan o más fuertes que las fuerzas de atracción entre las moléculas del soluto mismas y las fuerzas de atracción entre las moléculas del dislvente mismas.

Fuerzas ion-dipolo:al disolverse un sólido

iónico en un líquido polar

como agua, el ion positivo

atrae el extremo negativo

de la molécula de agua, y

el ion negativo atrae el extremo positivo del agua

Para el caso de un sólido iónico en agua:

¿Cómo cambia la energía de la solución respecto a las sustancias puras?

H soln = H 1 + H2 + H3

1: separación de las moléculas del soluto

2: separación de las moléculas del disolvente

3: formación de interacciones soluto-dislvente

¿Qué factores determinan si una solución se formará o no en forma

espontánea?

• Energía: Sistemas donde tiende a disminuir el

contenido de energía (proceso exotérmico).

• Desorden: Sistemas donde el desorden tiende a

aumentar (aumento en entropía).

¿Qué factores afectan la solubilidad?

• Interacciones soluto-disolvente

Si las fuerzas intermoleculares en el soluto y las fuerzas intermoleculares en el disolvente son similares habrá una mejor solubilidad

¿Qué factores afectan la solubilidad?

• Efectos de presión

En líquidos y sólidos este factor no es importante, pero en soluciones entre líquidos y gases sí. ¿Por qué?

¿Qué factores afectan la solubilidad?

• Efecto de temperatura Por lo general aumenta la solubilidad con

aumento en temperatura. Sin embargo en soluciones con gases es todo lo contario: La solubilidad disminuye con aumento en temperatura.

(Ver figs. 13.14 y 3.15)

Propiedades Coligativas

• Propiedades que sólo dependen de la concentración del soluto y no de la naturaleza de sus moléculas.

• Las propiedades coligativas no guardan ninguna relación con el tamaño ni con cualquier otra propiedad de los solutos.

Propiedades Coligativas

• Ley de Raoult : PA= XA P0A

– Si las interaciones soluto-disolvente son mayores que disolvente-dislvente la presión de vapor del disolvente sobre la solución será menor que la que predice la ley de Raoult.

– ¿Si las interacciones disolvente –disolvente son mayores que las soluto-disolvente?

Propiedades Coligativas

• Elevación del punto de ebullición de una solución comparada con el disolvente puro si el soluto es no volátil.

¿Por qué?

• Depresión del punto de fusión de una solución con respecto al disolvente puro si el soluto es no volátil.

¿Por qué?

FÓRMULAS• ΔT ebull. = Kb x m

– Donde:

m = molalidad de la solución

Kb = constante

ΔT = T ebull. de la solución - T ebull. disolvente

• ΔT fus. = Kf x m

– Donde:

m = molalidad de la solución

Kf = constante

ΔT = T fus. Del disolvente - T fus. solución

¿Qué es ósmosis y presión osmótica?

• Ósmosis: movimiento neto del disolvente de donde hay mayor cantidad hacia donde hay menor cantidad de moléculas de disolvente.

( por lo tanto se moverá hacia donde haya mayor cantidad de soluto, osea hacia donde esté más concentrada la solución)

• Presión osmótica: presión necesaria para evitar la ósmosis.

Membranas

impermeables semipermeables dialíticas permeables

Coloides

• Partícula lo suficientemente pequeña como para experimentar movimiento Browniano pero a la vez mucho más grande que las moléculas del medio en que se encuentra. Miden entre 0.2 y 200 nm.

• Puede ser un sólido, líquido (es decir, una emulsión) o un gas (burbujas). • En el caso de coloides sólidos pueden tener distintas geometrías (los coloides más

estudiados son esféricos) .• Pueden ser de tamaño más o menos uniforme (llamados monodispersos) o con una

gran variación de tamaño (polidispersos).

• Hidrofóbicos

Property True Solution Colloidal Solutions Suspension

Size of the particles

< 1nm 1– 1000nm >1000nm

Nature Homogeneous Heterogeneous Heterogeneous

Filterability(Diffusion through parchment paper)

Particles of true Solution diffuse rapidly through filter paper as well as parchment paper.

Colloidal particles pass through filter paper but not through parchment paper.

Suspension particles do not pass through filter paper and parchment paper.

VisibilityParticles of True Solution are not visible to naked eye.

Colloidal particles are not seen to naked eye but can be studied through ultra microscope.

Suspension particles are big enough to be seen by naked eye.

Tyndall effectTrue Solution does not show Tyndall effect.

Colloids shows Tyndall effect.

Suspension may or may not show Tyndall effect.

Appearance Transparent Translucent Opaque

 Fase dispersa

Gas Líquido Sólido

Fase continua

Gas

No es posible porque todos los gases son solubles entre sí.

Aerosol líquido,Ejemplos: niebla, bruma

Aerosol sólido,Ejemplos: humo, polvo en suspensión

Líquido

Espuma,Ejemplos: espuma de afeitado, nata

Emulsión,Ejemplos: leche, salsa mayonesa, cremas cosméticas

Sol,Ejemplos: pinturas, tinta china

Sólido

Espuma sólida,Ejemplos: piedra pómez, aerogeles, merengue.

Gel,Ejemplos: gelatina, gominola, queso

Sol sólido,Ejemplos: cristal de rubí

COLOIDES- CLASIFICACIÓNDispersing medium Dispersed phase Name

Solid Solid Solid sol

Solid Liquid Gel

Solid Gas Solid foam

Liquid Solid Sol

Liquid Liquid Emulsion

Liquid Gas Foam

Gas Solid Solid aerosol

Gas Liquid Aerosol