SOLUCIONES

1
(No Transcript)
2
LAS SOLUCIONES

• Prof. S. Casas-Cordero E.

3
Una Solución
Es un sistema material homogéneo formado por dos
o mas sustancias.
La sustancia menos abundante recibe el nombre de
SOLUTO y la más abundante el nombre de SOLVENTE.
Solución Soluto Solvente
4
La Solución
No se produce por una reacción química sino
solamente por un proceso físico.
Puede existir en cualquiera de los tres estados
de la materia, aunque las más comunes son las
líquidas, especialmente en las que el agua es el
solvente.
5
El agua

• Es descrita muchas veces como el solvente
  universal, porque disuelve muchas de las
  sustancias conocidas.

Al disolver un soluto en agua las moléculas de
agua rodean al soluto tal como muestra la
siguiente figura
6
disolución de sal en agua
7
Disolución de una sal en Agua
8
metanol en agua
Sal compuesto iónico
Metanol compuesto covalente
9
Factores que afectan la solubilidad

LO SEMEJANTE DISUELVE A LO SEMEJANTE
10
Solubilidad en agua según Temperatura
11
Solubilidad de Oxígeno en agua según la
Temperatura
12
Solubilidad y Temperatura
13
Solubilidad de Gases
14
Efecto de la Presión sobre la solubilidad de los
Gases
15
Concentración de las soluciones

• La concentración de una solución expresa la
  cantidad de soluto presente en una cantidad dada
  de solución.
• Los términos concentrado y diluido son meramente
  expresiones relativas, en donde ninguna de las
  dos nos da una indicación de la cantidad exacta
  del soluto presente. Por lo tanto se necesitan
  métodos cuantitativos exactos que expresen la
  concentración.

16
Métodos para expresar la concentración

• Existen varios métodos para informar o señalar la
  concentración de las soluciones, algunos de ellos
  son
• Porcentaje m/m y m/v
• Molaridad (M)
• Molalidad (m)
• Fracción molar (xi)
• Normalidad (N)
• ppm (partes por millón)

17
PORCIENTO masa masa y masa - volumen
Se representa con el símbolo m/m y m/v y sus
soluciones se conocen como Porcentuales.
Se definen como
m/m El número de gramos de soluto
contenidos en 100 g de solución.
m/v El número de gramos de soluto contenido
en 100 mL de solución
18
(No Transcript)
19

• Las masas son aditivas (se pueden sumar), pero no
  los volúmenes.
• m solución (m soluto m solvente)
• V solución ? (V soluto V solvente)
• m solución ? V solución

20
La Densidad

• No es unidad de concentración. Sólo representa
  la relación que hay entre la masa de una mezcla y
  el volumen que ocupa.

Permite relacionar el porcentaje masa masa con
el porcentaje masa - volumen
21

• m/m x D m/v

22
Ejercicios

• Qué m/m tendrá una mezcla de 20 g azúcar y 230
  g de agua?

retorno al problema
23
continuación

• Si a la mezcla anterior se le agrega 25 g de
  azúcar Cuál será su nuevo m/m?

Masa soluto total 20 g 25 g 45 g
Calculando soluto y solución total
Masa solución total 250 g 25 g 275 g
24

• Cuántos gramos de agua se deberá agregar a la
  mezcla inicial para que su concentración
  disminuya al 2 m/m?

Sea Y la masa en gramos de solvente adicional
25
Se mezclan 40 g de solución al 20 m/m con 150 g
de solución al 12 m/m Cuál será el m/m de la
mezcla resultante?

• Calculando la masa de solución total

Masa solución total 40 g 150 g 190 g
Calculando masa de soluto aportado por cada
solución
26
(No Transcript)
27
Cantidad de Sustancia (n)

• Es el número de partículas que está contenida en
  una porción de materia. Estas partículas o
  Entidades Elementales (EE), pueden ser átomos,
  moléculas, iones, etc.

La unidad de medida de la Cantidad de sustancia
es el mol.
Un mol contiene 6,02x1023 EE (Número de
Avogadro) NA 6,02x1023 EE/mol
28
El Número de Avogadro NA 6,02x1023 EE/mol
602.000.000.000.000.000.000.000,0 EE/mol
millón
billón
Seiscientos dos mil trillones
trillón
29
Masa Molar (MM)

• Corresponde a la masa en gramos de un mol de
  sustancia.
• Para los elementos químicos, se han medido en
  referencia al isótopo más abundante del Carbono
  el C-12. Un mol de átomos de C-12, equivale a
  12,0000 g.
• La masa molar de un mol de átomos de cualquier
  elemento, se conoce también como Peso atómico, PA.

30
El Peso atómico de un elemento natural

• Es el promedio ponderado de las masas atómicas de
  los isótopos de dicho elemento.
• Ejemplo Cálculo masa atómica del Carbono
  natural.

isótopo Masa Abundancia
C-12 12,0000 98,89
C-13 13,00335 1,11
31

• PA 12,0000x0,9889 13,00335x0,0111
• PACarbono 12,011 g/mol

32

• Masa Molar (MM)
• Suma de los pesos atómicos de todos los átomos
  presentes en la molécula.
• Ejemplo Cálculo del Masa Molar del sulfato
  férrico, Fe2(SO4)3.
• 2 x PA (Fe) 2 x 55,8 111,6
• 3 x PA (S) 3 x 32,0 96,0
• 12 x PA (O) 12 x 16,0 192,0
• Masa Molar 399,6 g/mol

33
Ejercicios
H2O
Cuál es la Masa Molar del agua?
2 x PAH 2 x 1.0 g 2 g
1 x PAO 1 x 16,0 g 16 g
MM 18 g/mol
34
Ca(OH)2
EjerciciosDetermine el Masa Molar de
1 Ca 1 x 40 g 40 g
2 O 2 x 16 g 32 g
2 H 2 x 1 g 2 g
Total
74 g/mol
1 Mg 1 x 24,3 g 24,3 g
2 N 2 x 14 g 28 g
6 O 6 x 16 g 96 g
Total
Mg(NO3)2
148,3 g/mol
35
Cálculos de masa, moles y EE

• Para todo los procesos de cálculos, se aplican
  proporciones.
• Ej. Si la MM del NaOH es 40 g/mol,Cuántos
  moles se tendrá en 85 g del compuesto?

40 g ? 1 mol85 g ? X
36
Solución
37

• Otro Ejercicio
• Si la MM del Ca3(PO4)2 es 310 g/mol, calcular la
  masa en gramos de 0.720 mol de Ca3(PO4)2

38
Resolviéndolo como factor de conversión
39
Desde masa a Número de moléculas

• Si la MM del CO2 es 44 g/mol, calcular el número
  de moléculas que hay en 24.5 g de CO2

Primero calculamos el número de moles
44 g ? 1 mol 24,5 g ? x
Luego calculamos el número de moléculas
1 mol ? 6,02x1023 moléculas 0,5568 mol ? x
X 3,35x1023 moléculas
40
Resolviéndolo como dos factores de conversión
41
(No Transcript)
42
La Molaridad

• Se representa con la letra M mayúscula. Sus
  soluciones se conocen como Molares.
• Se define como el número de moles de soluto en un
  litro de solución.

43
Ejercicio Cuál es la concentración molar de una
solución que se prepara disolviendo 20 g de
Sulfato de sodio, Na2SO4 en agua hasta obtener
250 mL de solución?

• Primero Mediante la masa molar del soluto,
  calculamos el número de moles.

MMNa2SO4 142 g/mol
Segundo Transformamos los 250 mL a Litros
44
m/m x D m/v
recordar que
45
Cuál será la Molaridad de una solución de ácido
Nítrico, HNO3, concentrado al 57,87 m/m si su
densidad es 1,355 g/mL?
MMHNO3 63 g/mol
46
Molalidad (m)

• Se define como la cantidad de moles de soluto
  contenido en un kilogramo de solvente

47
Ejercicio Se prepara una mezcla con 30 g de
Etanol y 400 g de agua Cuál es su molalidad?
FM C2H6O
Etanol CH3-CH2-OH
MM 46 g/mol
Convertimos los 400 g a kilogramo
48
Algunos prefijos del sistema Internacional
nombre símbolo Orden
Giga G 109
Mega M 106
Kilo K 103
deci d 10-1
centi c 10-2
mili m 10-3
micro µ 10-6
49
Preparación de diluciones

• Consiste en añadir mayor cantidad de solvente a
  una porción de una solución concentrada de modo
  que su concentración final sea menor.
• Se debe conocer previamente la cantidad de soluto
  requerida y el volumen de la solución concentrada
  que contendrá esta cantidad.

50
Relación de dilución

• Si el volumen y la concentración se encuentran
  expresados en la misma unidad de medida, puede
  utilizarse

C1 x V1 C2 x V2
51
Ejercicio Si diluyó 5 mL de solución 4 M hasta
un volumen final de 250 mL Cuál es la molaridad
de dilución resultante?

• Consideremos la solución concentrada como los
  datos 1 y la solución diluida como los datos 2

V1 5 mL C1 4 M
V2 250 mL C2 x
C1 x V1 C2 x V2
52
Procedimiento

• Paso 1 tomar una porción del volumen de solución
  concentrada requerido
• Paso 2 trasvasijar esta porción a un matraz de
  aforo.
• Paso 3 aforar con solvente hasta el volumen
  final necesario

53
Preparación de diluciones
54
Lectura de menisco

• El menisco corresponde a la curvatura que forma
  la superficie de los líquidos. Esto se observa
  mejor cuando están contenidos en recipientes
  pequeños tales como probetas, pipetas, vasos,
  matraces de aforos, etc.
• En líquidos incoloros la parte inferior de la
  curvatura debe ser tangente a la línea de
  graduación (línea de aforo) del instrumento.

55
(No Transcript)
56
Posición del observador

• Para evitar cometer errores en la medición del
  volumen de una solución líquida, el observador
  debe situarse en línea paralela a la graduación
  donde se encuentre el menisco

57
Qué volumen en mL de solución de HCl al 37 m/m
y d 1,18 g/mL se requiere para preparar 500 mL
de una dilución 0,5 M?

• Primero transformamos los datos de HCl
  concentrado a molaridad.

Segundo aplicamos relación de dilución
58
(No Transcript)