SOLUCIONES Y SUS PROPIEDADES.

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1 SOLUCIONES Y SUS PROPIEDADES

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5 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Proceso de disolución DGdisolución = DHdisolución – T DSdisolución > 0 favorece la disolución > 0 ó < 0, depende de cada caso

6 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Proceso de disolución 1) Separación de las partículas de soluto Deben superarse las fuerzas intermoleculares o atracciones entre iones de soluto. Requiere energía, ENDOTÉRMICO (ΔH> 0) 2) Separación de moléculas de solvente Deben superarse las fuerzas intermoleculares entre moléculas de solvente

7 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Proceso de disolución 3) Interacción entre soluto y solvente Aparecen interacciones atractivas entre solvente y soluto Solvatación Se libera energía, EXOTÉRMICO (ΔH<0) Para que el soluto resulte soluble en el solvente la intensidad de las fuerzas de interacción soluto-solvente deben ser comparables a las de soluto-soluto y solvente-solvente.

8 Dissolution at the molecular level?
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES Ejemplo: Disolución de NaOH en H2O

9 Dissolution at the molecular level?
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES Solubilidad (S): Máxima cantidad de soluto que puede disolverse en una dada cantidad de solvente a cierta temperatura. Solubilidad en agua Variación de la solubilidad de sólidos en líquidos con la temperatura. Si DHdisolución > 0 S aumenta al aumentar T Si DHdisolución < 0 S disminuye al aumentar T

10 Dissolution at the molecular level?
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES Variación de la solubilidad de gases en líquidos con la temperatura. Solubilidad en agua Si DHdisolución < 0 S disminuye al aumentar T

11 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Efecto de la presión sobre la solubilidad de gases en líquidos.

12 Dissolution at the molecular level?
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES Ley de Henry La solubilidad de un gas es directamente proporcional a la presión parcial del gas sobre la solución. S = k P S = solubilidad del gas (M) k = constante de Henry P = presión parcial del gas Constantes de Henry(25°C), k N •10-7 M/mmHg O •10-6 M/mmHg CO •10-5 M/mmHg

13 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Solvente puro. Solución: el soluto perturba la atracción entre las moléculas de solvente.

14 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
PROPIEDADES COLIGATIVAS Propiedades que dependen del número de partículas de soluto en solución y no de su naturaleza química . 1) Descenso de la presión de vapor. 2) Ascenso del punto de ebullición. 3) Descenso del punto de congelación. 4) Presión osmótica.

15 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
1) Descenso de la presión de vapor. Presión de vapor Temperatura To p Solutos no electrolitos no volátiles: el soluto no contribuye a la presión de vapor de la solución. El factor entrópico favorece menos la vaporización del solvente que en el solvente puro.

16 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
El descenso de la presión de vapor tiene origen entrópico. Al añadir el soluto , el desorden de la fase condensada es relativamente mayor que del líquido puro,lo que produce una disminución de la tendencia a adquirir el desorden característico de la fase vapor.

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18 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Presión de vapor del solvente X1 disolvente X2 soluto 1 Solución ideal: cumple la ley de Raoult en todo el intervalo de concentraciones. Pendiente = p1o

19 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Ley de Raoult para una solución ideal de dos componentes volátiles. Izquierda: B puro Derecha: A puro Ptotal = P°A XA + P°B XB P total = PA + PB P°B PB Presión de vapor P°A PA 1 XB 1 XA

20 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
1: solvente 2: soluto Ley de Raoult: Presión de vapor Temperatura To p (1) Solución ideal: cumple la ley de Raoult en todo el intervalo de concentraciones. Reemplazo en (1) x1 por 1-x2:

21 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Ley de Raoult: Presión de vapor Temperatura To p Descenso relativo de la presión de vapor del solvente con respecto al solvente puro.

22 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Ascenso ebulloscópico: ΔT = T - To A B C Presión de vapor Temperatura To T p Presión de vapor del disolvente a la temperatura To (po = 1 atm). Presión de vapor de la solución a la temperatura To (p < 1 atm).

23 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
La elevación de Teb es proporcional al descenso de la presión de vapor. Constante

24 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
(Ley de Raoult) 1: solvente 2: soluto

25 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Clausius-Clapeyron: Para soluciones diluidas: Pendiente de la curva cerca del punto de ebullición.

26 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
OPCIÓN 1: Como para soluciones diluidas BC es prácticamente un segmento de recta: X2 (Raoult)

27 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
(1) OPCIÓN 2: Integración de Clausius- Clapeyron entre T y To.

28 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
ΔT ~ To2 (Raoult) Para x2 << 1, (1)

29 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
(1) Para soluciones diluidas: Reemplazando en (1):

30 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
La molalidad (m) de la solución es:

31 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Ke: constante ebulloscópica. Depende del solvente y no del soluto. Unidades: oC/ m

32 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
La adición del soluto provoca un descenso del punto de fusión. DTf = │Tf - TfO│ = Kc × m

33 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Constante crioscópica Propiedad del disolvente (no depende del soluto) Unidades: oC/molal

34 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Solvente Teb normal(C) Ke (C/m) Tf normal(C) Kc (C/m) H2O Benceno, C6H Etanol, C2H5OH CCl Cloroformo, CHCl Kc > Ke El descenso crioscópico es más intenso que el aumento ebulloscópico. Determinación de pesos moleculares Þ crioscopía Anticongelantes, añadir sal a las carreteras, ... Aplicaciones

35 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Ósmosis: Movimiento neto de solvente a través de una membrana semipermeabledesde una solución más conecntrada hacia una menos concentrada.

36 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Presión osmótica p = c R T Molaridad Determinación de pesos moleculares (especialmente para moléculas con altos pesos moleculares como, p.ej., macromoléculas)). Ósmosis inversa Þ desalinización (aplicar a la disolución una presión mayor que la p, provocando un flujo de salida del disolvente). Aplicaciones

37 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES

38 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Glóbulos rojos Disolución isotónica (misma p que los fluidos intracelulares de los glóbulos) Disolución hipotónica (menor p) (entra agua y puede causar la ruptura: hemólisis) Disoluc. hipertónica (mayor p) (sale agua: crenación) Suero fisiológico

39 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Factor i de Van’t Hoff Propiedad coligativa experimental Propiedad coligativa teórica i =

40 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Factor i de Van’t Hoff para distintos solutos en solución acuosa Si el electrolito se disocia completamente, i = número de moles de iones por cada mol de electrolito.

41 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
AxBy  xAz+ + yBz- m = molalidad del electrolito a = grado de disociación a.m = nro.de moles disociados (por 1000g de solv.) m - m.a = m(1-a) = nro. de moles sin disociar

42 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
ma = nro.de moles disociados m(1 - a) = nro. de moles sin disociar además x(m.a) = nro. de moles de la especie Az+ y(m.a) = nro. De moles de la especie Bz-

43 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
mt = m(1 - a) + x(m.a) + y(m.a) = m(1-a) + (x + y) ma = m[ (1-a) + (x + y) a] = [(1-a) + na].m = [1 + a (n -1)] m mt = [1 + a (n -1)] m  i m