soluciones

Distinguir los diferentes tipos de soluciones y su importancia

Soluciones Solución o disolución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias (solvente y soluto), las mismas que pierden sus características individuales. Los constituyentes son indistinguibles y el conjunto se presenta en una sola fase bien definida. Llamaremos solución a las mezclas homogéneas que se encuentren en fase líquida.

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Componentes de una solución Soluto, es el que se encuentra en menor cantidad y es el que se disuelve. Puede ser sólido, líquido o gas. Solvente, es el que se encuentra en mayor cantidad y es el medio que disuelve al soluto. Aunque el solvente puede ser sólido, líquido o gas, el solventen más común es agua. Una solución que contiene agua como solvente se llama solución acuosa. 3

Tipos de soluciones Se distingue 6 tipos de soluciones, dependiendo del estado físico original (sólido, líquido o gaseoso) del componente.

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Tipos de soluciones Los químicos también clasifican a las soluciones por su capacidad de disolver un soluto. Solución saturada, contiene la máxima capacidad de un soluto que se disuelve en un disolvente, a una temperatura específica. Solución no saturada, contiene menor cantidad de soluto que la que es capaz de disolver. Solución sobresaturada, contiene más soluto que el que puede haber en una solución saturada. 5

Propiedades de una solución Presión de vapor, todas las soluciones de solutos no volátiles en un disolvente son menores que las del disolvente puro. Punto de congelación, cuando la mayor parte de las soluciones diluidas se enfrían, los disolventes puros empiezan a cristalizar antes de que cualquier soluto cristalice. La temperatura a la cual los primeros cristales están en equilibrio con la solución se llama punto de congelación de la solución. 6

Propiedades de una solución Punto de ebullición, la temperatura a la cual hierve una solución es más alta que la del disolvente puro si el soluto es relativamente no volátil. Presión osmótica, si se separa una solución de una muestra de disolvente puro mediante una película porosa que permita que las moléculas del disolvente, pero no las del soluto, pasen a través de ella, el disolvente se moverá hacia la solución tratando de igualar las concentraciones en los dos lados de la película. 7

Propiedades de una solución Densidad, es la masa de un cuerpo por unidad de volumen. Solubilidad, es una medida de la cantidad del soluto que se disolverá en cierto disolvente a una temperatura específica. Miscibilidad, se dice que dos componentes son miscibles si son completamente solubles entre sí en todas proporciones. Ej. Etanol, metanol en agua.

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Características de las soluciones 1. Sus componentes no pueden separarse por ESTOS métodos físicos como decantación, filtración, o centrifugación. 2. Sus componentes sólidos pueden separarse por destilación, cristalización y cromatografía. 3. Los componentes de una solución son soluto y solvente. 9

Unidades de concentración El estudio cuantitativo de la soluciones requiere que se conozca su concentración. Concentración, es la cantidad de soluto presente en determinada cantidad de una disolución. Las más comunes son, porcentaje en masa, fracción molar, molaridad, molalidad y normalidad.

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Unidades Físicas % p/p % p/v %v/v ppm 1 10 ppb 1 10 ppt 1 10

p/p, p/v, v/v

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Porcentaje en masa También llamado porcentaje en peso o peso porcentual, es la relación de la masa de un soluto en la masa de la disolución, multiplicado x100.

El porcentaje en masa no tiene unidades por ser una relación de cantidades semejantes. 12

Porcentaje en masa

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Porcentaje en volumen Expresa la cantidad de soluto expresada en volumen, contenidos en 100 volúmenes de solución: % en VOLUMEN =

Volumen de Soluto ⋅ 100 Volumen de Solución

Por ejemplo, una solución al 10% en volumen de H2SO4 14

Porcentaje en peso volumen Se refiere a un Peso de Soluto disuelto en un volumen determinado de solución. Este volumen de referencia suele ser 1, l00, 1000 ml.

PESO Peso de Soluto % en = ⋅ 100 VOLUMEN Volumen de Solución

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Partes por millón 5 ppm: 5 partes de soluto en 1 10 partes de solución p/p: mg/Kg 1,5 ppm p/p: p/v: mg/ L 11,5 ppm p/v v/v: µL/L 11,5 ppm v/v 16

Partes por Billón 5 ppb: 5 partes de soluto en 1 10 partes de solución p/p: mg/ton 1,5 ppb p/p: p/v: mg/ 11,5 ppb p/v v/v: µL/ 11,5 ppb v/v

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Ejercicio Preparar 4L de agua sintética que contenga la siguiente concentración a partir de los siguientes reactivos 90 ppm (p/v) NaCl 80% de pureza (sólido) 120 ppm (p/v) Mg .3 30% pureza (s) 100 ppm (p/v) Na . 90% pureza (s)

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Molaridad (M) Número de moles de soluto en un litro de solución.

Las unidades son: moles /L

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Molalidad (m) Número de moles de soluto disueltos en un 1kg de un disolvente.

Las unidades son: moles /Kg de disolvente

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Fracción molar (X) Es una cantidad adimensional que expresa la relación del número de moles de un componente con el número de moles de todos lo componentes presentes. Donde N (numero de moles)=masa de la sustancia/peso molecular.

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Normalidad (N) Número de equivalentes gramos de soluto en un litro de solución.

Las unidades son: eq/L Ejercicios.

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Equivalente químico gramo También se denomina peso equivalente.

Esto significa que el equivalente – gramo de cualquier sustancias a su peso equivalente expresado en gramos.

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Ejercicios Calcular la concentración molar de una solución de 7,00g de NaCl hasta completar con agua un volumen de 500ml.

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Ejercicios Qué masa de NaCl necesitas para preparar una disolución 0,5M en un matraz de 250ml.

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Ejercicios Dada una solución de ácido sulfúrico al 15% y 1,1g/ml de densidad, calcular su molaridad, molalidad y fracción molar del soluto.

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Ejercicios

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Ejercicios

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Ejercicios

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Ejercicios

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DILUCION DE SOLUCIONES: Soluciones concentradas y a partir de ellas obtener otras de menor concentración, con solo añadir la cantidad necesaria de solvente Disminuye la concentración de la solución pero la cantidad de soluto permanece constante

Cantidad de Soluto = (Concentrac ión de la Solución )(Volumen de la Solución ) Para una condición inicial:

Cantidad de Soluto = C1 ⋅ V1

Para una condición final:

Cantidad de Soluto = C2 ⋅ V2

Por lo tanto, dos soluciones con concentraciones diferentes pero que contienen las mismas cantidades de soluto, están relacionadas entre sí de la siguiente manera:

C1 ⋅ V1 = C2 ⋅ V2

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Ejercicios Se desean preparar 250 gramos de una solución de NaOH al 15% en peso de concentración, qué cantidad de soluto y solvente se deben utilizar. Cuántos gramos de H2O se deberán utilizar para disolver 150 gramos de NaCl, para producir una solución al 20% en peso. Una solución al 25% en peso de ácido clorhídrico (HCl), tiene una densidad de 0,950 g/ml. Determinar la concentración Normal, Molar, Molal y la Fracción Molar de la solución. Cuántos mililitros de ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado, de densidad 1,80 g/ml y que contiene el 95% en peso de ácido puro, se necesitan para preparar 2 litros de una solución 5 N. Calcular la normalidad y la molaridad de una solución al 40% de ácido fosfórico (H3PO4) si la densidad es 1,19 g/ml. Qué volumen de solución 10 M de NaOH, se necesita para preparar 150 ml de solución de NaOH 2 M. Qué volumen de solución de NaOH 4 N se necesita para reaccionar por neutralización con 25 ml de solución de HCl 3 N.

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