Disoluciones

1
Disoluciones
2
Disolución

• Es una mezcla homogénea de 2 ó más
• Sustancias, cuyos componentes son
• Soluto y Disolvente

3
Mezcla Homogénea

• Los componentes no se distinguen
• uno de otro.
• Ejemplo agua de mar, gaseosa,
• Aire, aleaciones metálicas, etc.

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1. Tipo de disolvente
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a. Soluciones sólidas

• 1. Sólido - sólido Aleaciones
• 2. Gas sólido Catalizador de H2/Pt
• 3. Líquido sólido Amalgamas

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b. Soluciones líquidas

• 1. Líquido - Líquido Agua/Etanol
• 2. Sólido - Líquido Salmuera
• Suero
  fisiológico
• 3. Gas Líquido Soda

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c. Soluciones Gaseosas

• 1. Gas Gas Aire
• 2. Líquido - Gas Niebla
• 3. Sólido Gas Polvo en el aire

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VISION MOLECULAR DEL PROCESO DE DISOLUCION La
facilidad con la que una partícula de
soluto sustituye a una molécula de disolvente
depende de la fuerza relativa de tres tipos de
interacciones Interacción disolvente -
disolvente Interacción soluto -
soluto Interacción soluto disolvente ?H
disolución ?H1 ?H2 ?H3
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Qué es la solubilidad?

• Es una medida de la cantidad de soluto que se
  disuelve en cierta cantidad de disolvente a una
  temperatura determinada.

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2. Clasificación de las soluciones de asegún la
capacidad de disolución del soluto
11
Ejemplo

• 1. A 0 ºC la solubilidad del NaCl es de
• 37,5 g/100 g H2O. A la Tº dada
• Clasifique las siguientes disoluciones
• a) Una disolución que contenga 37,5 g de NaCl en
  50 g de agua
• b) Una disolución que contenga 20 g NaCl en
  100 g de agua.
• c) Una disolución que contenga 18,75 g NaCl en
  50 g de agua.

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Factores que afectan la solubilidad

• La solubilidad depende en general de
• la temperatura
• la naturaleza del soluto y del
  disolvente
• la presión (En gases).

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Factor TemperaturaTabla de solubilidades

( g de soluto en 100 g de agua) ( g de soluto en 100 g de agua) ( g de soluto en 100 g de agua) ( g de soluto en 100 g de agua) ( g de soluto en 100 g de agua) ( g de soluto en 100 g de agua)
0 º C 20 º C 40 º C 60 º C 80 º C
Cloruro de Potasio 28 34 40 45 51
Sulfato de Cobre (II) 14 21 29 40 55
Nitrato de Potasio 13 32 64 110 169
14
Gráfico de solubilidad v/s Tº
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Algunas excepciones

• Existen casos en donde un aumento de la Tº
• disminuye la solubilidad, por ejemplo la
• solubilidad del Ce2(SO4)3 en agua a O ºC es
• de 39,5g mientras que a 100 C es de 2,5 g.

16
Otros ejemplos
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Según los datos indicados para el KNO3

• 1. Si, prepara una disolución acuosa saturada
  a 80ºC Qué esperaría observar si luego
  la enfría a 0ºC?
• 2. Dispone de 25 g de KNO3, en un terrón
  y en una muestra finamente pulverizada Cuál
  de las dos muestras se disolverá completamente a
  20ºC? Habrá algún cambio si agita la disolución?
• 3. Si, cambia el disolvente Esperarías que los
  datos tabulados fueran similares?

Solubilidad/100g H2O 0 º C 20 º C 40 º C 60 º C 80 º C
Nitrato de Potasio 13g 32g 64g 110g 169g
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Efecto de la temperatura

• Generalmente un aumento de la
• temperatura facilita el proceso de
• disolución de un soluto.

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Efecto factor naturaleza soluto y soluto

• Situación problema
• Por qué una mancha de aceite o una
• de I2, no son eliminadas con agua, pero si,
• con CCl4?

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• El agua es un disolvente molecular
• polar, por lo tanto tiene la capacidad
• para disociar sustancias de similar
• naturaleza como son las iónicas y
• moleculares polares como el HCl ó
• NH3.

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Ejemplo
Soluto Disolvente
KCl CCl4 Agua
Metanol CH3OH CCl4 Agua
I2 CCl4 Agua

• Se dispone de la
• siguiente lista de
• solutos y disolventes .
• En que casos al
• agregar el soluto en el
• disolvente existirá
• disolución?
• Justifique.

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Naturaleza de soluto y disolvente

• En general se puede afirmar que
• Lo semejante disuelve a semejante

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Efecto factor presión

• Este es un factor que tiene
• efecto apreciable en la solubilidad
• de gases.

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Efecto de la presión

• Experimentalmente
• se ha determinado
• que la solubilidad
• del gas es
• directamente
• proporcional a las
• presiones aplicadas.

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Factores que aceleran el proceso de disolución

• Grado de división .
• Mientras más dividido este el soluto mayor es
  el área de contacto con el disolvente.
• Agitación.
• Se favorece el contacto del soluto y el
  disolvente

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Unidades de concentración

• a) Porcentaje en masa ( m/m)
• b) Molaridad (M)
• c) Normalidad (N)
• d) Partes por millón (ppm)

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a) Porcentaje en masa m/m ó p/p .

• Es la cantidad en gramos de soluto disuelto en
  100 g de disolución.
• m/m masa de soluto (g) x 100
• masa de la disolución (g)

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b) Molaridad (M)

• Es el número de moles de soluto disueltos
• en cada litro de disolución.
• M moles de soluto .
• Volumen en litro de solución

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Normalidad

• Equivalentes en un litro de solución
• N eq eq m
• 1,0 L Peq
• Peq MM
• f

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Pesos en equivalente de algunos ácidos, bases y
sales

• Acidos Bases

HCl 36.46 g 36,46 g 1 1

NaOH 40,00 g 40,00 g 1 1
H2SO4 98,00 g 49,00 g 2
2

• Ba(OH)2 171,36 g 85,68 g
• 2

31
Sales

AgNO3 169,9 g 169,9 g 1 1
Na2CO3 106,00 g 53,00 g 2
2
Na2SO4 142,06 g 71,03 g 2 2
Fe2(SO4)3 399,9g 66,65g 6 6
Na3PO4 164,10 g 54,70 g 3 3

• Ba(NO3)2261,4g 130,7g
• 2

32
NaCl 58,44 g 58,44 g 1 1
SO4 96,06 g 48,03 g 2 2
33
Aplicación cálculo de concentraciones

• 1. Una disolución contiene 8,5 g de
  NaNO3 por cada 500 g de disolución. Calcule
• a) el m/m e interprete este valor obtenido.
• b) la masa de soluto contenida en 100 g
  de disolución.
• c) la masa de soluto contenida en 100 g de
  disolvente.

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2. Ejemplo

• a) Calcule el porcentaje m / m de una
  solución formada por 30,0 g de soluto y
  170 g de solvente.
• b) Cuál es la masa de la solución?

35
3. Ejemplo

• Se mezclan 5,00 g de ácido Clorhídrico
  (HCl),
• (M.M 36,5 g/mol) con 35,00g de agua,
• formándose una disolución cuya densidad a
  20
• ºC es de 1,060 g/cm3. Calcule
• a) El tanto por ciento en masa.
• b) La concentración en gramos por litro
• c) La Molaridad. Interpreta el valor obtenido
• d) Qué volumen de ésta disolución contiene
• 3,89 g de HCl?Cuál es la masa de agua?

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4. Ejemplo

• a)Cuál será la masa de un soluto en 200 ml de
  una disolución de concentración 12,0 g/L ?
• b)Cuál es la concentración molar de ésta
  disolución?
• Dato M.M soluto 56,7 g/mol

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5. Ejemplo

• a) Cuántos gramos de NiCl2 se
• necesitan para preparar 250 mL de
• una solución 0.30 M? Cómo procede
• experimentalmente para preparar esta
• disolución? (M.M 129,7 g/mol)
• b) Cuántos mL de esta disolución
• Contienen 1,3 x 10 -3 moles de NiCl2?

38
Preparación de la disolución de NiCl2
39
6. Ejemplo

• Cuál es la N y la M de una solución de H2SO4 al
  13,0 en masa, cuya densidad de la solución es
  1,090 g/mL?

40
7. Ejemplo

• Una solución contiene 3,30 g de Na2CO3 x 10H2O en
  cada 15 mL de solución.
• Determine la M y la N.
• Con cuántos mL de HAc 3,10 N reaccionarán 25,0 mL
  del carbonato de sodio de acuerdo a la ecuación
  2H CO3 ? H2O CO2
• Con cuántos mL de H2SO4 3,10 N reaccionarán 25,0
  mL de carbonato?

41
Procedimiento para la preparación de una
disolución
42
6. Ejemplo

• Determinar la Molaridad, de una disolución
• de ácido sulfúrico, H2SO4, cuya densidad
• es 1,800 g/ml y 98,0 m/m.
• Cuántos mL de esta disolución
• contienen 3,2 g de H2SO4?

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Qué se infiere al observar las siguientes
disoluciones?

Disoluciones de KMnO4
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Diluciones

• Cuando se agrega más solvente a
• una solución concentrada, disminuye
• la concentración de la solución, pero
• el número de moles del soluto
• permanece constante.

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Cálculos de dilución

• nc nd
• M c V c M d V d
• Donde
• M c molaridad de la solución inicial
• V c volumen de la solución inicial
• M d molaridad de la solución final
• V d volumen de la solución final

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7. Ejemplo

• Indique
• Cómo prepararía experimentalmente 250
• mL de ácido sulfúrico 2,0 M a partir de una
• disolución de ácido sulfúrico 18,0 M?          

47
8. Problema

• A 600 ml de una disolución 0,60 M de KCl
• (M.M 74,5 g/mol) se le agregó solvente
• hasta completar 900 ml de la nueva
• disolución.
• a) Calcular la molaridad de la disolución
  
• final.
• b) Sí, se usan 25,7 mL de la disolución final
• Cuál es la masa de KCl contenida en ese
• volumen?

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Electrolitos y no electrolitos

• En general las sustancias químicas
• se clasifican según si conducen o
• no la corriente eléctrica en
• Electrolitos fuertes
• Electrolitos débiles y
• No electrolitos.

49
(No Transcript)
50
Disoluciones acuosas de electrolitos

• Al disolver en agua
• cloruro de sodio, NaCl
• cloruro de magnesio, MgCl2
• ácido clorhídrico, HCl
• hidróxido de sodio, NaOH y otros hidróxidos
• ácido acético, CH3COOH,
• amoniaco, NH3 etc.

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Electrolitos Fuertes

• Se disocian totalmente
• Conducen muy bien la electricidad, debido a la
  gran cantidad de iones que dejan en solución.
• Ejs. Compuestos iónicos sales, hidróxidos
• Compuestos moleculares ácidos

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Electrolitos fuertes

• NaCl ? Na (ac) Cl- (ac)
• MgCl2 ? Mg2 (ac) 2 Cl- (ac)
• HCl H2O ? H3O (ac) Cl- (ac)
• NaOH ? Na (ac OH1- (ac)
• Ba(OH)2 ? Ba2 (ac) 2OH- (ac)

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Electrolitos Débiles

• Se disocian parcialmente
• Conducen un pequeño flujo de corriente, debido a
  la pequeña cantidad de iones que dejan en
  solución
• Ejs. ácidos y bases débiles

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Electrolitos débiles

• El ácido acético
• CH3COOH H2O ? CH3COO- H3O
• HAc H2O ? Ac - H3O
• El Amoniaco
• NH3 H2O ? NH4 OH -

55
No electrolitos

• No conducen la electricidad, debido a que sus
  soluciones no dejan iones en solución.
• Ejs. Etanol, C2H5OH, azúcar, C12H22O11

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Cálculos relacionados con disoluciones de
electrolitos

• 1. Cuál es la concentración de los iones
  Ca2 y NO3-1, en 1,0 L de una disolución 0,35 M
  de Ca(NO3)2?
• 2. Cuál es la concentración de una solución
  que resulta de mezclar 100 mL de KCl 0,50 M y
  120 mL de una solución 0,20 M de KCl?

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• 3.Cuál es la concentración de iones Na Cl-,
  Ca2 y NO3-1 de una solución que resulta
  de mezclar 100 mL de Ca(NO3)2 1,5 M , 200 mL
  de una solución de NaCl 0,50 M y 50 mL de CaCl2
  2,0 M?