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Es una mezcla homogénea de dos o mas sustancias químicas tal que el tamaño molecular de la partículas sea inferior a 10 -9 m. Se llama mezcla coloidal.

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1 Es una mezcla homogénea de dos o mas sustancias químicas tal que el tamaño molecular de la partículas sea inferior a m. Se llama mezcla coloidal cuando el tamaño de partícula va de m a 2 x10 -7 m. Se llama suspensión cuando el tamaño de las partículas es del orden de 2 x10 -7 m. Soluciones

2 Ejemplo de soluciones Estado de la Estado del Estado del Ejemplo solución disolvente soluto GASGASGASAIRE LÍQUIDOLÍQUIDOGAS O 2 en H 2 O LÍQUIDOLÍQUIDOLÍQUIDO ROH en H 2 O LÍQUIDOLÍQUIDOSÓLIDO SAL en H 2 O SÓLIDO SÓLIDOGAS H 2 en Pd SÓLIDO SÓLIDOLÍQUIDO Hg en Ag SÓLIDO SÓLIDO SÓLIDO Ag EN Au

3 Disolución de gases en líquidos La solubilidad disminuye con la temperatura. Mayor presión Mínimas interacciones soluto-soluto La solubilidad aumenta con la presión.

4 Disolución de gases en líquidos Todos los gases en agua se disuelven liberando calor. CaCO 3 (s) CaO (s) + CO 2 (g) CO 2 (g) + H 2 O (l) Solución + q

5 Disolución de gases en líquidos Ley de Henry S = k H. P Se cumple para gases que no reaccionan con el solvente.

6 Solubilidad de Gases

7 Aplicación de la ley de Henry ¿Que pasa cuando destapo una gaseosa? CO 2 (g) + H 2 O H 2 CO 3 Cuando se destapa, la P de CO 2 cae a 0,03 atm, la solubilidad y por lo tanto el CO 2 que sobre se escapa de la solución.

8 Gases - Solubilidad Solubilidad del CO 2 es 33 mM a 25°C y 1 atm Solubilidad del O 2 es mM a 25°C y 1 atm

9 Relación entre la solubilidad de un gas y la temperatura Temperatura ( o C) Solubilidad (mM)

10 Gas Líquido Sólido Gas Líquido Sólido Mezclas Propiedades de las soluciones Mezclas Heterogéneas Homogéneas (soluciones) Soluto-Solvente

11 solubilidad La solubilidad de una sustancia en un líquido dado, depende de la naturaleza del soluto y del solvente, de la temperatura y de la presión. Las variaciones del valor de la presión atmosférica solo producen cambios despreciables en la solubilidad de los líquidos o de los sólidos en líquidos. En cambio la solubilidad de los gases en los líquidos varía en proporción directa de la presión parcial del gas que se solubiliza. En los sólidos y líquidos la mayoría de las solubilidades aumentan con la temperatura.

12 Disoluciones ideales. La solubilidad de un sólido, en una disolución ideal, depende de la temperatura, del punto de fusión del sólido y de su calor molar de fusión H f. En una disolución ideal el calor de disolución es igual al calor de fusión, el cual se supone que es una constante independiente de la temperatura. En estas disoluciones, la solubilidad no está afectada por la naturaleza del disolvente. La ecuación deducida, a partir de consideraciones termodinámicas, para una disolución ideal de un sólido en un líquido es en la que X 2 es la solubilidad ideal del soluto expresada en fracción molar, T 0 el punto de fusión del soluto en grados absolutos y T la temperatura absoluta de la disolución. A temperaturas superiores al punto de fusión, el soluto está en estado líquido, y en una disolución ideal el soluto líquido es miscible en todas las proporciones con el disolvente. Por tanto, la ecuación no es aplicable cuando T > T o. Esta ecuación también resulta inadecuada para temperaturas considerablemente inferiores al punto de fusión, en las que ya no puede utilizarse H f.

13 ¿Como depende la solubilidad de la temperatura ?

14 Variación de la solubilidad con la temperatura

15 Propiedades coligativas Las propiedades macroscópicas de las soluciones, denominadas propiedades coligativas, sólo dependen del número de partículas del soluto disueltas, independientemente de la especie química.

16 Propiedades coligativas Descenso de la presión de vapor Presión osmótica Descenso crioscópico Ascenso ebulloscópico

17 Propiedades coligativas Descenso de la presión de vapor Presión osmótica Descenso crioscópico Ascenso ebulloscópico

18 Ley de Raoult (soluto no volátil, no iónico, disuelto en solvente volátil) Agregamos un soluto no volátil p = x 1 p 0 x 1 + x 2 = 1 p p0p0 x2x2 01 Líquido puro Solución

19 Ley de Raoult P 1 = P° 1 La presión de vapor del solvente en presencia de un soluto es proporcional a la fracción molar del solvente. Una solución que cumple la ley de Raoult a cualquier concentración es una solución ideal.

20 p = x 1 p 0 Ley de Raoult Teniendo en cuenta que: x 1 + x 2 = 1 p = (1 - x 2 ) p 0 Descenso relativo de la presión de vapor Descenso relativo de la presión de vapor Propiedadcoligativa

21 Queconsecuencias tiene el descenso tiene el descenso de la p v ? Aumento del puntoAumento del punto de ebullición. Disminución del puntoDisminución del punto de fusión.

22 Ley de Raoult Presión de vapor 1 P° disolvente P 1 = P° 1

23 Ley de Raoult P 1 = P* 1 Fracción molar del solvente, X solvente Presión de vapor, P

24 Comienzo Más tarde Descenso de la presión de vapor

25 A partir de: P 1 = P° 1 P = P° - P 1 = P° 2 (Ley de Raoult) P = P° 2

26 Propiedades coligativas Descenso de la presión de vapor Presión osmótica Descenso crioscópico Ascenso ebulloscópico

27 T e = T - T 0 = k e m T e = k e m k e = Constante molal de ascenso ebulloscópico Unidades = ° / molalidad = kg ° / mol Temperatura Solvente Puro Solución p0pp0p T 0 T Aumento del punto de ebullición Descenso de la presión de vapor

28 T - T 0 = T (distancia AB) A p 0 = 1 atm C p (ambos a T 0 ) Distancia AC equivale a p 0 - p Como p 0 es cte. AC (p 0 -p)/p 0 Soluciones diluidas: las curvas son paralelas en la zona del punto de ebullición y AB/AC es cte. T = k e x 2 (ya que AC (p 0 -p)/p 0 = x 2, Ley de Raoult) Descenso de la presión de vapor Aumento de T eb Solvente Puro Solución Presión de vapor Temperatura A B C p0pp0p T0T0 T

29 Presión de vapor Clausius Clapeyron Reemplazamos T 1 y T 2 por T 0 y T: Temperatura Solvente Puro Solución p0pp0p T 0 T Descenso de la presión de vapor Aumento de T eb

30 T = T - T 0 y como para soluciones diluidas T y T 0 no son muy diferentes : T 0 T T 0 2 Además p/p 0 = 1 - x 2 (Ley de Raoult)

31 Como x 2 = n 2 /(n 1 +n 2 ) n 2 /n 1 = n 2 /w 1 M 1 L v calor de vaporización por gramo de solvente = H v /M 1 m = molalidad = (n 2 /w 1 ).1000 T = K e.m

32 Descenso crioscópico T f = T 0 - T = k f m T f = k f m

33 Constantes del punto de ebullición y del punto de fusión Punto de fusión, o C Punto de ebullición, o C Solvente Acetona Benceno Alcanfor Tetracloruro de carbono Ciclohexano Naftaleno Fenol Agua

34 Temperatura (°C) Presión (atm) Vapor Líquido Hielo Agua Solución 1 - 0,5 Te Tc

35 Temperatura (°C) Presión (atm) Vapor Líquido Hielo Agua Solución 1 Solución 2

36 Descenso crioscópico T = T 0 - T = k f m T = k f m k f = Constante molal de descenso crioscópico Unidades = ° / molalidad = kg ° / mol

37 Descenso crioscópico T = T i - T f = k f m k f W PM 2 W 1 T =

38 Crioscopía KcKcKcKc El descenso crioscópico sólo depende del númeroEl descenso crioscópico sólo depende del número de partículas. Quefactoresafectan K c ? Por lo tanto, soluciones de la misma molalidad de glucosaPor lo tanto, soluciones de la misma molalidad de glucosa sacarosa, urea, etc. Producen el mismo T Que ocurriría, con el descenso crioscópico, si se preparaQue ocurriría, con el descenso crioscópico, si se prepara una solución de NaCl de la misma molalidad ?

39 Descenso crioscópico para algunas soluciones acuosas

40 NaCl (s) Na + (ac) + Cl - (ac) Disoluciones de sólidos iónicos en líquidos

41 Propiedad coligativa experimental Propiedad coligativa teórica i = Factor i de Vant Hoff

42 Factor i de Vant Hoff para distintos solutos en solución acuosa

43 T = i m Kc T = i m Kc Factor i de vant Hoff Si el electrolito se disocia completamente, i = número de iones. Como determinar el factor i de vant Hoff ?

44 Cuál será el valor de i cuando el electrolito no se disocia completamente? A x B y xA z+ + yB z- m = molalidad del electrolito = grado de disociación = grado de disociación m = nro.de moles disociados ( por 1000g de solv. ) m = nro.de moles disociados ( por 1000g de solv. ) m - m. = m(1- nro. de moles sin disociar

45 m = nro.de moles disociados m(1 - = nro. de moles sin disociar además x(m. ) = nro. de moles de la especie A z+ y(m. = nro. De moles de la especie B z - m t = m(1 - ) + x(m. ) + y(m. ) = m(1- ) + (x + y) m = m[ (1- ) + (x + y) ] = [(1- + ].m = [1 + ( )] m m t = [1 + ( -1)] m

46 i

47 Propiedades coligativas Descenso de la presión de vapor Presión osmótica Descenso crioscópico Ascenso ebulloscópico

48 Ósmosis El flujo de solvente desde una solución diluida hacia una solución más concentrada a través de una membrana semipermeable recibe el nombre de ósmosis. Una membrana semipermeable permite el pasaje de solvente y no de solutos.

49 SolutoSolvente Membrana semipermeable

50

51 Disolvente Presión = Disolución Membrana semipermeable Niveles iguales Presión osmótica Es la presión necesaria para detener el flujo de solvente.

52 Presión osmótica Ecuación de vant Hoff m R T = Membrana semipermeable Presión osmótica

53 Solución concentrada Solución diluida membrana semipermeable

54 La presión aplicada detiene el flujo neto de solvente Membrana Semipermeable Solución Solvente puro

55 Baja concentración de soluto Alta concentración de soluto Alta concentración de soluto Baja concentración de soluto

56 Tonicidad de las soluciones Propiedad de la membrana en el sentido de dejar pasar el solvente y no el soluto. Se clasifican en: Isotónicas Hipotónicas Hipertónicas

57 Solución isotónica Solución hipotónica Solución hipertónica

58 No hemólisis Soluciones isotónicas Glucosa 300 mOsm NaCl 150 mM 300 mOsm ó

59 Agua destilada Hemólisis instantánea Solución hipotónica

60 Hemólisis en 1 hora Solución hipotónica NaCl 100 mM 200 mOsm

61 Glucosa 600 mOsm NaCl 300 mM 600 mOsm ó Crenación Soluciones hipertónicas


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