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SOLUCIONES Y SUS PROPIEDADES. Proceso de disolución PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES G disolución = H disolución – T S disolución > 0 favorece la disolución.

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1 SOLUCIONES Y SUS PROPIEDADES

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5 Proceso de disolución PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES G disolución = H disolución – T S disolución > 0 favorece la disolución > 0 ó < 0, depende de cada caso

6 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES 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 Requiere energía, ENDOTÉRMICO (ΔH> 0) Proceso de disolución

7 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES 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. Proceso de disolución

8 Dissolution at the molecular level? Ejemplo: Disolución de NaOH en H 2 O PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES

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

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

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 M/mmHg O M/mmHg CO 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 1) Descenso de la presión de vapor. 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. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES Presión de vapor Temperatura ToTo p

16 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. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES El descenso de la presión de vapor tiene origen entrópico.

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18 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES p1°p1° Presión de vapor del solvente X 1 disolvente X 2 soluto Solución ideal: cumple la ley de Raoult en todo el intervalo de concentraciones. Pendiente = p 1 o

19 Presión de vapor XAXA P° A XBXB P° B PBPB PAPA P total = P A + P B Izquierda: B puro Derecha: A puro 0 Ley de Raoult para una solución ideal de dos componentes volátiles. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES P total = P° A X A + P° B X B

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

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

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

23 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES La elevación de T eb 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: X 2 (Raoult)

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

28 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES (Raoult) ~ T o 2 ΔT Para x 2 << 1, (1)

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

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

31 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES K e : constante ebulloscópica. Depende del solvente y no del soluto. Unidades: o C/ m

32 La adición del soluto provoca un descenso del punto de fusión. T f = T f T f O = K c m PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES

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

34 Solvente Teb normal( C)Ke ( C/m)Tf normal( C) K c ( C/m) H 2 O Benceno, C 6 H Etanol, C 2 H 5 OH CCl Cloroformo, CHCl K c > K e El descenso crioscópico es más intenso que el aumento ebulloscópico. Determinación de pesos moleculares Þ crioscopía Anticongelantes, añadir sal a las carreteras,... Aplicaciones PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES

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

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

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

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

40 Factor i de Vant Hoff para distintos solutos en solución acuosa PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES Si el electrolito se disocia completamente, i = número de moles de iones por cada mol de electrolito.

41 A x B y xA z+ + yB z- m = molalidad del electrolito a = 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 PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES

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

43 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 i m


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