El agua es u solvente ampliamente utilizado, tanto por su propiedad polar, como también por su carácter inerte frente a muchos solutos.

Transcripción

1 SOLUCIONES IONICAS Una solución iónica es aquella en la cual el soluto al disolverse en el solvente se descompone o disicia en iones ( positivos o cationes y negativos o aniones) un ejemplo son las soluciones de electrolitos como por decir la sal al disolverse en agua, ya que se descompone en sus iones (iones de cloro y iones de sodio). 2. NATURALEZA DEL SOLUTO Y SOLVENTE El agua es u solvente ampliamente utilizado, tanto por su propiedad polar, como también por su carácter inerte frente a muchos solutos. Por esta propiedad, el agua con facilidad disuelve a solutos polares y iónicos. Tratándose de solutos iónicos como el cloruro de sodio, los dipolos de la molécula de agua atraen electrostática a iones del compuesto. Los cationes sodio (Na+ ) quedan rodeados por moléculas de agua cuyos extremos negativos se orientan hacia ellos. Los aniones cloruro(ci- ) se rodean también por moléculas de agua, con los extremos positivos orientados también hacia ellos (ver figura 2). Cuando esto sucede se ha formado un hidrato y se dice que ha ocurrido una hidratación. Para el caso general de un solvente que no sea el agua, se llama una solvatación. En las soluciones iónicas, las partículas se mueven libremente en el seno del agua y por ello tienen la propiedad de conducir la corriente eléctrica. Por el contrario para solutos moleculares, es decir aquellos que no se descomponen en iones, sino que se conservan como moléculas, el soluto no se hidrata. Como ejemplo tenemos el azúcar disuelto en agua. En general el agua disuelve a compuestos con cargas eléctricas, debido a la fuerte atracción existente entre los iones o moléculas polares con el dipolo del agua. Compuestos no polares como la gasolina, éter, hexano, benceno, etc., no pueden disolver a sustancias iónicas o polares, pero si a grasas y aceites que son de naturaleza no polar. En conclusión: Lo semejante disuelve a lo semejante.

2 UNIDADES DE CONCENTRACION La concentración de una solución expresa la cantidad de soluto presente en una cantidad dada de solvente o de solución, esta relación se expresa en unidades de concentración, las cuales se clasifican en unidades Físicas y unidades Químicas. UNIDADES FISICAS Estas unidades suelen expresarse en porcentajes, referidos a la masa (gramos) y al volumen (mililitros). Porcentaje referido a la masa (%m/m) Relaciona la masa de soluto, en gramos, presente en una cantidad dada de solución. Por ejemplo: En la etiqueta de un frasco de vinagre aparece la información: solución de ácido acético al 4% en peso gramos. El 4% en peso indica que el frasco contiene "4 gramos de ácido acético en 100 gramos de solución" para hallar este porcentaje se utiliza la siguiente expresión: Porcentaje referido al volumen (%v/v) Se refiere al volumen de soluto, en mililitros (ml), presente en cada 100 ml de solución. por ejemplo: una solución tiene una concentración de 5%v/v, esto significa que se tienen 5 ml de soluto disueltos en 100 ml de solución. se expresa con la siguiente expresión: Porcentaje masa-volumen (%m/v) Representa la masa de soluto (en gramos) por cada 100 ml de solución se puede hallar con la siguiente expresión:

3 UNIDADES QUIMICAS Estas unidades se basan en el uso del concepto de MOL. recuerda que un mol indica la cantidad de moléculas presentes en una sustancia y su equivalencia corresponde al peso moléculas del compuesto o peso atómico de los átomos. Molaridad (M) Se define como el numero de moles de soluto disuelto en un litro de solución. Matemáticamente se expresa así: Molalidad (m) Indica la cantidad de moles de soluto presentes en 1 Kg de solvente. NOTA IMPORTANTE: cuando el solvente es agua, y debido a que la densidad de esta es de 1g/mL, 1 Kg de agua equivale a un litro. Se expresa así: Normalidad (N) Relaciona el numero de equivalentes gramos o equivalentes quimicos de un soluto con la cantidad de solucion (1L). se expresa: El concepto de equivalente gramo o equivalente químico ha sido desarrollado para referirse a ácidos y bases. Así un equivalente gramo es la masa de sustancia (ácido o base) capaz de producir un mol de iones H+ o OH-, según sea el caso. por ejemplo, para el ácido sulfúrico (H2SO4), un euivalente gramo corresponde a el peso molecular dividido entre el numero de H+ capaz de producir, en este caso seria: 1 equiv = 98 gr/ 2H+ = 49 gramos. RESUMEN DE UNIDADES DE CONCENTRACION

4 Conductividad eléctrica en soluciones Comprende como el tipo de solutos disueltos en un solvente pueden alterar la capacidad de estos para conducir la electricidad en ellos. Existen solutos que poseen la capacidad de disociarse completamente en un solvente, mientras que otros lo hacen de manera parcial. Esta característica fue evidenciada en el siglo XIX por el científico británico Michael Faraday, quien observó que aquellos solutos que se disociaban completamente en el solvente, rápidamente adoptaban una carga eléctrica determinada, positiva o negativa. Siendo aun más acucioso en sus observaciones, notó que si bien había solutos que no se disociaban completamente y otros que sí lo hacían, aquellos que sí lo hacían podían hacerlo con más o menor fuerza. Faraday llamó a aquellos solutos que se disociaban completamente en un solvente y que adoptaban una carga eléctrica, iones, y observó que estos iones disueltos en los solventes les otorgaban un incremento en su capacidad para conducir la electricidad, es decir, aumentaban su conductividad eléctrica. Estos iones fueron llamados por Faraday, electrolitos. Dependiendo del grado de disociación de los electrolitos en los solutos él describió electrolitos débiles, que no se disocian completamente en el solvente, y electrolitos fuertes, que sí lo hacen. Por ejemplo, el cloruro de sodio (NaCl) y el ácido sulfurico (H 2 SO 4 ) se disocian completamente en agua, por lo que son electrolitos fuertes, mientras que el ácido acético (CH 3 COOH) y el ácido sulfhídrico (H 2 S) no se disocian completamente en agua, por lo que son electrolitos débiles. Hacia fines del siglo XIX y principios del siglo XX, el científico holandés Svante Arrhenius formuló la teoría de disociación electrolítica, que ahondó aun más en las explicaciones dadas anteriormente por Faraday respecto del comportamiento de los electrolitos en distintos solventes y su relación con la conducción de electricidad. Arrhenius planteó que ciertos solutos en estado sólido al entrar en contacto con el agua tienen la capacidad de disociarse rápidamente y adoptar una carga iónica positiva y negativa, lo que facultaría a la solución resultante en una mejor conductora de la electricidad. Esta disociación no es garante de mejora en la conductividad por sí misma, sino que queda condicionada a la cantidad de soluto disociado, es decir, dependerá de la concentración del soluto y del grado de solubilidad del solvente. Por ejemplo se tiene que:

5 NaCl (sólido) + agua (líquido) > Na + (disuelto) + Cl (disuelto) + agua (líquido) No todas las soluciones conducirán la electricidad, a pesar de que en ellas se disuelvan electrolitos. Aquellas que pueden hacerlo son denominadas soluciones electrolíticas, y poseen la capacidad de disociar por completo sus electrolitos en el solvente, al estar formadas por compuestos iónicos, mientras que aquellas que no pueden hacerlo son denominadas soluciones no electrolíticas, al carecer de la capacidad de disociar por completo sus electrolitos en el solvente, dada la fuerza de enlaces existentes entre las moléculas que constituyen el o los solutos, de tipo covalentes, y por ende, difíciles de disociar. El conocimiento base planteado por Faraday y luego profundizado por Arrhenius permitió años más tarde descubrir el principio mediante el cual funcionan las pilas y baterías eléctricas, permitiendo su invención. En palabras simples, una pila o batería funciona en la base de una solución de sulfato de cobre (II) en la cual se encuentran sumergidas dos placas de metal (llamadas cátodo y ánodo), a las cuales se mueven los electrolitos negativos y positivos, respectivamente, generando un flujo eléctrico al cual si se le conecta un agente disipador de este flujo (llamados resistencias, por ejemplo, una ampolleta o bombilla), desprende energía bajo la forma de luz y calor.