DISOLUCIONES UNIDAD IV. Licda. Miriam Marroquín Leiva

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1 DISOLUCIONES UNIDAD IV 1

2 DISOLUCIÓN Es una mezcla homogénea de dos o más sustancias; el soluto y el disolvente. Es un término utilizado para describir un sistema en el cual una o más sustancias están mezcladas homogéneamente, o disueltas, en otra sustancia. 2

3 Componentes de las Disoluciones Soluto La sustancia disuelta. Es el componente que se disuelve. El menos abundante en la disolución. Disolvente La sustancia en la cual se disuelve el soluto. Es el agente que disuelve. El componente más abundante en la disolución. 3

4 La disoluciones pueden ser: GASEOSAS, como el aire. SÓLIDAS, como las aleaciones. LÍQUIDAS, como el agua de mar. Y dependiendo del estado físico original de cada componente. 4

5 Tipos de disoluciones Soluto Disolvente Estado de la Disolución Ejemplo Gas Gas Gas Aire Gas Líquido Líquido CO 2 en agua Gas Sólido Sólido H 2 en paladio Líquido Líquido Líquido Etanol en agua Sólido Líquido Líquido NaCl en agua Sólido Sólido Sólido Bronce (CuZn) 5

6 Proceso de Disolución Las fuerzas intermoleculares son la razón de las propiedades como la forma, consistencia de los líquidos y sólidos; por lo tanto tienen una función importante en la formación de la disoluciones. Al disolverse las partículas del soluto en las del disolvente, ambas se combinan, intercambiando posiciones. La facilidad con la que sucede la disolución depende de las fuerzas intermoleculares. 6

7 Proceso de Disolución 1. Interacción disolvente-disolvente: separación de las moléculas del soluto, se rompen las fuerzas intermoleculares de atracción del disolvente se rompen. 2. Interacción soluto-soluto: separación de las moléculas de soluto, se rompen las fuerzas de atracción intermolecular del soluto. 3. Interacción disolvente-soluto: mezcla de las moléculas del disolvente y del soluto; es la formación de la fuerzas de atracción intermolecular entre soluto y disolvente. 7

8 Proceso de Disolución Las etapas 1 y 2 requieren energía para romper las fuerzas de atracción intermoleculares por lo que son endotérmicas. La etapa 3 puede ser endotérmica o exotérmica: 1. Si la atracción soluto-disolvente es mayor que la atracción disolvente-disolvente; de proceso de disolución será favorable o exotérmico ( H disolución<0). 2. Si la interacción soluto-disolvente es menor que la atracción disolvente-disolvente y soluto-soluto, el proceso es endotérmico ( H disolución>0). Puede darse por el desorden que genera la combinación del soluto y disolvente. 8

9 Solubilidad Es una medida de la cantidad de soluto que se disolverá en cierto disolvente a una temperatura específica. Factores que afectan la solubilidad: 1. Naturaleza química y estructura del soluto y disolvente: 2. Temperatura 3. Presión 9

10 Naturaleza química y estructura del soluto y disolvente lo semejante disuelve a lo semejante Las sustancias polares o iónicas tienden a ser miscibles, o solubles, con otras sustancias polares. Las sustancias no polares tienden a ser miscibles con otras sustancias no polares y menos o no miscibles con sustancias polares. 10

11 Solubilidad y factores que la afectan Naturaleza química SOLUTO DISOLVENTE SOLUBILIDAD Polar Polar Soluble Apolar Apolar Soluble Polar Apolar Insoluble Apolar Polar Insoluble Iónico Polar Probablemente soluble Iónico Apolar Insoluble o poco soluble La solubilidad de los compuestos iónicos en disolventes polares como el agua depende de la carga del ión (>carga>solubilidad), tamaño del ión (<tamaño>solubilidad) y 11 posibilidad de solvatación. Interacción ióndipolo Interación ióndipolo inducido

12 Solubilidad y factores que lo afectan Naturaleza química La solubilidad de los compuestos iónicos en solventes polares como el agua, depende de factores como: La carga del ión : a mayor carga mayor solubilidad. Tamaño del ión: a menor tamaño menos solubilidad. Posibilidad de solvatación. Solvatación: es el proceso mediante el cual un ión o una molécula se rodea por moléculas de disolvente, distribuidas en forma específica. Hidratación 12

13 Solubilidad y factores que lo afectan Temperatura La temperatura afecta a la mayor parte de sustancias. La mayor parte de solutos tienen una solubilidad limitada en un determinado solvente a una temperatura dada. El proceso de disolución depende de factores termodinámicos: H disolución= H 1 + H 2 + H 3 Cada entalpía corresponde a una etapa del proceso de disolución. 13

14 Solubilidad y factores que lo afectan Temperatura El proceso puede ser exotérmico o endotérmico. Aunque la mayoría de los compuestos iónicos aumentan su solubilidad con la temperatura, no hay una correlación clara entre el signo de la entalpía de disolución y el comportamiento de la temperatura. Como CaCl 2 y NH 4 NO 3. La solubilidad debe experimentarse, aunque existen reglas generales: 1. La solubilidad de los sólidos en agua aumenta con el incremento de T. 2. La solubilidad de los gases en agua disminuye con el incremento de la T. 14

15 Solubilidad y factores que lo afectan Presión La presión externa no tiene influencia significativa. La relación cuantitativa entre la solubilidad de los gases y la presión está dada por la ley de Henry que establece que la solubilidad de un gas en un líquido es proporcional a la presión del gas sobre la disolución: C=kP A mayor presión, mayor concentración y mayor solubilidad. A menor presión, menor concentración y menor solubilidad. 15

16 Tipos de disoluciones 16

17 Tipos de disoluciones: si la expresión de la concentración es cualitativa Disoluciones diluidas Disolución que contiene una cantidad relativamente pequeña de soluto. Disoluciones concentradas Disolución que contiene una cantidad relativamente alta de soluto. 17

18 Tipos de disoluciones: por su capacidad de disolver un soluto INSATURADA SATURADA SOBRESATURADA No saturada. Es la disolución que contiene menos soluto que la que es capaz de disolver. Si se agrega más soluto se mantiene la disolución homogénea. Contiene la máxima cantidad de un soluto que se disuelve en un disolvente dada a una T específica. Es una disolución homogénea. Si se agrega más soluto ya no se disuelve, sino forma otra fase. Contiene más soluto del que puede disolver. No es estable. Si está muy sobresaturada ocurre precipitación (se forman dos fases). Si se agrega más soluto precipita el exceso. Si es poco sobresaturada el exceso del soluto se separa lentamente por cristalización formando cristales ordenados. 18

19 Glosario Miscibilidad: propiedad de dos líquidos que son completamente solubles entre sí en todas sus proporciones. Solvatación: proceso mediante el cual un ión o molécula se rodea por moléculas de disolventes, distribuidas en forma específica. Si el disolvente es agua el proceso se llama Hidratación. 19

20 Formas de expresar la concentración La concentración es la cantidad de soluto presente en cierta cantidad de disolución. Se puede expresar en unidades físicas y en unidades químicas. 20

21 Unidades Físicas Unidad Descripción Fórmula Porcentaje peso en peso Peso porcentual Porcentaje en masa Porcentaje peso en volumen Porcentaje volumen en volumen Unidad de masa por unidad de volumen Es loa relación de gramos de soluto en 100 g de disolución. Relación de la masa de soluto en gramos por 100 ml de disolución. Relación de los ml de soluto en 100 ml de disolución. g/ml; g/l; mg/ml; mg/l, g/l % p p = masa de soluto masa de soluto+masa de disolvente 100 % p v % v v = masa de soluto ml de disolución 100 = ml de soluto ml de disolución

22 Unidades Químicas Molaridad Unidad de concentración de las disoluciones que equivale al número de moles de soluto por litro de disolución. Molaridad=M= moles de soluto L de disolución = mmoles de soluto ml de disolución 6 M= 6 moles de soluto 1 litro de disolución = 6 milimoles de soluto 1 mililitro de disolución 22

23 Unidades Químicas Normalidad Es la unidad de concentración del soluto en una disolución, expresando el número de unidades de reacción o equivalentes; no expresa la cantidad de soluto presente utilizando unidades de materia (moles). 23

24 Normalidad Equivalentes o Número de Equivalentes gramo: es la cantidad de una sustancia que representa una unidad de reacción en un proceso químico en particular, es decir, dependiendo del tipo de reacción. Tiene la ventaja que las relaciones siempre son uno a uno. 2NaOH(ac) + H 2 SO 4 (ac) Na 2 SO 4 (ac) + H 2 O(l) 1 eq-g + 1 eq-g 1 eq-g + 1eq-g 24

25 Normalidad Número de Peso en gramos de la sustancia equivalentes gramo= Peso equivalente de la sustancia Pesoen gramos de la sustancia Equivalentes= peso equivalente de la sustancia Peso equivalente: es la unidad de sustancia efectiva que participa en una reacción en particular. Es la unidad de reacción por excelencia. Peso fórmula o Peso molecular Peso equivalente= n n: dependerá el tipo de reacción en la cual esté participando la disolución en particular. 25

26 Normalidad Reacciones de Neutralización: el peso equivalente es la cantidad de sustancia que cede o reacciona con un mol de iones H+. Peso fórmula o molecular de las sutancia Peso equivalente= iones H + que se aceptan o ceden Si es ácido n son los iones hidronio que cede. Si es base n son los iones hidronio que aceptan. 26

27 Normalidad Reacciones de precipitación o reacciones que involucren sales: el peso equivalente es la cantidad de sustancia que cede o reacciona con un catión monovalente. Peso Peso fórmula o molecular de la sustancia equivalente= # de cargas positivas o cationes monovalentes 27

28 Normalidad Reacciones de óxido-reducción: el peso equivalente es la cantidad de sustancia que gana o pierde un mol de electrones. Peso equivalente= Peso fórmula o molecular de la sustancia # de electrones que se ganan o pierden 28

29 Normalidad La normalidad es la unidad de concentración que relaciona peso equivalente y volumen. Normalidad=N= # de equivalentes gramo (equivalentes) Litros de disolución N= # de mequivalentes gramo (miliequivalentes) ml de disolución 29

30 DILUCIONES Las disoluciones utilizadas comúnmente son poco concentradas; por lo que se toman pequeñas alícuotas de las mismas y con ellas se preparan disoluciones menos concentradas. Proceso de dilución: 1. De la disolución más concentrada se toma una pequeña porción (alícuota), que lleva una cantidad de moles de soluto. 2. Se agrega más disolvente a la alícuota, así la disolución estará menos concentrada o más diluida porque los moles de la alícuota estará en un mayor volumen. 30

31 Unidades Químicas Fracción molar (X) Es una cantidad adimensional que expresa la relación el número de moles de un componente con el número de moles de todos los componentes presentes. X i = n i n T = n A n A +n B 31

32 Unidades Químicas Molalidad (m) Es el número de moles de soluto disueltos en 1 kg de un disolvente. moles de soluto m= kg de disolvente 32

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