SOLUCIONES En química, una solución o disolución (del latín disolutio) es una mezcla homogénea, a nivel molecular de una o más especies químicas que no.

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1 SOLUCIONES En química, una solución o disolución (del latín disolutio) es una mezcla homogénea, a nivel molecular de una o más especies químicas que no reaccionan entre sí; cuyos componentes se encuentran en proporción que varía entre ciertos límites. Toda disolución está formada por una fase dispersa llamada soluto y un medio dispersante denominado disolvente o solvente. También se define disolvente como la sustancia que existe en mayor cantidad que el soluto en la disolución. Si ambos, soluto y disolvente, existen en igual cantidad (como un 50% de etanol y 50% de agua en una disolución), la sustancia que es más frecuentemente utilizada como disolvente es la que se designa como tal (en este caso, el agua). Una disolución puede estar formada por uno o más solutos y uno o más disolventes. Una disolución será una mezcla en la misma proporción en cualquier cantidad que tomemos (por pequeña que sea la gota), y no se podrán separar por centrifugación ni filtración. Un ejemplo común podría ser un sólido disuelto en un líquido, como la sal o el azúcar disuelto en agua (o incluso el oro en mercurio, formando una amalgama)

2 1.1 CARACTERÍSTICAS DE LAS SOLUCIONES:
Son mezclas homogéneas La cantidad de soluto y la cantidad de disolvente se encuentran en proporciones que varían entre ciertos límites. Una disolución que contenga poca cantidad es una disolución diluida. A medida que aumente la proporción de soluto tendremos disoluciones más concentradas, hasta que el disolvente no admite más soluto, entonces la disolución es saturada. Por encima de la saturación tenemos las disoluciones sobresaturadas. Por ejemplo, 100g de agua a 0ºC son capaces de disolver hasta 37,5g de NaCl (cloruro de sodio o sal común). Sus componentes se separan por cambios de fases, como la fusión, evaporación, condensación, etc. Tienen ausencia de sedimentación, es decir al someter una disolución a un proceso de centrifugación las partículas del soluto no sedimentan debido a que el tamaño de las mismas son inferiores a 10 Ángstrom ( ºA ) .

3 POR SU ESTADO DE AGREGACIÓN
1.2 CLASIFICACIÓN DE LAS SOLUCIONES: POR SU ESTADO DE AGREGACIÓN POR SU CONCENTRACIÓN sólidas sólido en sólido: aleaciones como zinc en estaño (latón); gas en sólido: hidrógeno en paladio; líquido en sólido: mercurio en plata (amalgama). no saturada; es aquella en donde la fase dispersa y la dispersante no están en equilibrio a una temperatura dada; es decir, ellas pueden admitir más soluto hasta alcanzar su grado de saturación. Ej.: a 0ºC 100g de agua disuelven 37,5 NaCl, es decir, a la temperatura dada, una disolución que contengan 20g NaCl en 100g de agua, es no saturada. líquidas líquido en líquido: alcohol en agua; sólido en líquido: sal en agua (salmuera); gas en líquido: oxígeno en agua saturada: en esta disolución hay un equilibrio entre la fase dispersa y el medio dispersante, ya que a la temperatura que se tome en consideración, el solvente no es capaz de disolver más soluto. Ej.: una disolución acuosa saturada de NaCl es aquella que contiene 37,5g disueltos en 100g de agua 0ºC. gaseosas gas en gas: oxígeno en nitrógeno; gas en líquido: gaseosas, cervezas; gas en sólido: hidrógeno absorbido sobre superficies de Ni, Pd, Pt, etc. sobre saturada: representa un tipo de disolución inestable, ya que presenta disuelto más soluto que el permitido para la temperatura dada. Para preparar este tipo de disolución se agrega soluto en exceso, a elevada temperatura y luego se enfría el sistema lentamente. Estas disolución es inestable, ya que al añadir un cristal muy pequeño del soluto, el exceso existente precipita; de igual manera sucede con un cambio brusco de temperatura.

4 1.3 UNIDADES DE CONCENTRACIÓN DE SOLUCIONES
1.3.1 PORCENTAJE PESO A PESO: Nos indica los gramos de soluto por cada 100 gramos de solución.   Gramos de soluto % P/P = x 100 Gramos de solución 1.3.2 PORCENTAJE PESO A VOLUMEN: Nos indica los gramos de soluto por cada 100 ml de solución y esta dado por la siguiente ecuación Gramos de soluto % P/V = x 100 Mililitros(ml) de solución 1.3.3 PORCENTAJE VOLUMEN A VOLUMEN: Nos indica los ml de soluto por cada 100 ml de la solución y esta dado por al siguiente ecuación: Volumen del soluto Volumen de solución

5 Ejercicios El vinagre blanco es en esencia una solución de ácido acético en agua a una concentración del 4 al 5% P/P ¿Cuántos gramos de ácido acético se requieren para preparar 750 g de vinagre blanco de un 4%? Si se usan 94 g de ahua y 6 g de azúcar ¿Qué cantidad de solución se prepara? Ciertos aditivos anticongelantes para automotores consisten en una solución de etilenglicol en agua al 40% V/V. ¿Cuántos litros de aditivo podrán obtenerse a partir de 200 litros de etilenglicol? Prepare 20 g de solución al 3% El suero fisiológico es una solución salina extensamente utilizada con fines medicinales. Si una bolsa de 500 mL de este suero contiene 4,5 g de sal de mesa ¿Cuál es su concentración en porcentaje peso a volumen? Obtenga 50 g de una solución al 4% Se desea preparar 60 g de solución al 2,5% de NaNO3 ¿Cuántos gramos de NaNO3 se utilizará? ¿Cuántos gramos de Na estarán presentes en la solución? 80 mL de una solución, cuya densidad es de 1,12 g/mL. Calcular la masa de la solución. Se dispone de 20 g de cloruro de sodio y se requiere preparar una solución al 5% de esta sal. Determine el volumen de la solución si la densidad es de 1,22 g/mL. Se disponen de 200 mL de agua ¿Qué volumen de solución de HCl de densidad 1,175 g/mL y que contenga un porcentaje de 34,4% en peso de ácido se podrá preparar?

6 ppm =---------------------------------------- Kilogramos de solución
1.3.4 PARTES POR MILLÓN, ppm: Se refiere a las partes de soluto por cada millón de partes de solución. Normalmente se expresan como los miligramos de soluto que hay en cada kilogramo de solución:   Miligramos de soluto ppm = Kilogramos de solución 1.3.5 PARTES POR BILLÓN, ppb: Un billón es 1000 millones (1000’ ). Se expresan en μg/Kg o en μg/litro, así: Microgramos de soluto ppb= ppb= litros de solución

7 Ejercicios Al analizar cierta muestra de pescado de 800 g se encontró que contenía 2,2 mg de mercurio ¿cuál es el contenido de mercurio en ppm? Una muestra de agua contiene 5,6 mg de iones de cloruro en 600 mL. Calcule las partes por millón del ión cloruro en la muestra si su densidad es de 1 g/mL Calcular los mg de cloruro que se encuentran en una muestra de 25 litros de agua que contiene 6 ppm del ión cloruro. La densidad de la solución es de 1 g/mL Indique la composición porcentual en volumen si 7 mL deácido sulfúrico está contenido en 150 mL de solución El análisis de cierta muestra de 500 g de maíz amarillo dio como resultado un contenido de 0,02 mg de aflatoxinas (productoras de cáncer al hígado en concentraciones de 10 ppb) ¿cuál es la concentración en ppb? En 80 g de agua de mar se ha detectado que existen 0,03 mg de sodio. ¿cuál es la concentración en ppb?

8 1.4 SOLUCIONES VALORADAS 1.4.1 MOLARIDAD La molaridad (M) es el número de moles de soluto por litro de solución. Por ejemplo, si se disuelven 0,5 moles de soluto en 100 mL de solución, se tiene una concentración de ese soluto de 5,0 M (5,0 molar). Para preparar una disolución de esta concentración normalmente se disuelve primero el soluto en un volumen menor, por ejemplo 30 mL, y se traslada esa disolución a un matraz aforado, para después rellenarlo con más disolvente hasta los 100 mL. Moles de soluto M = Volumen de solución La molaridad es el método más común de expresar la concentración en química sobretodo cuando se trabaja con reacciones químicas y relaciones estequiométricas. Sin embargo, tiene el inconveniente de que el volumen cambia con la temperatura. 1.4.2 NORMALIDAD: La normalidad (N) es el número de equivalentes de soluto por litro de disolución. # equi - gr - slto N = Volumen del soluto

9 Ejercicios 200 mL de una solución 0,5 M de nitrato de plata (AgNO3), se calienta hasta que todo el agua se evapora ¿cuál es el peso del residuo? Cuál es el volumen de una solución 0,25 M de yoduro de potasio (KI), que contiene 18 g de soluto. Calcular la normalidad de las soluciones que contienen a) 2,4 g de HNO3 en 250 mL de solución y b) 0,8 g de NaOH en 100 mL de solución Calcule a) el número de equivalentes y b) el peso en gramos del soluto que hay en 200 mL de una solución 0,05 N de H2SO4

10 1.5 DILUCIONES Este proceso sirve para obtener soluciones de otras más concentradas mediante la simple adición de solvente, especialmente agua. Este proceso conduce a una solución más diluida, por lo cual se conoce como dilución. La ecuación para una dilución es: Mc x Vc = Md x Vd En otros casos podemos hacer diluciones de soluciones que se expresen en porcentajes como los alcoholes Ej. Un alcohol de 40º significa que ese alcohol está al 40%, es decir, el 40% es alcohol y el 60% es agua. Para resolver estos problemas tenemos que aplicar una de regla de tres inversa.

11 Ejercicios ¿Cuántos mililitros de agua se deben agregar a 300 mL de HCl 1,5 M para que la solución resultante quede 1 M? Cuántos mililitros de una solución de NaOH 1 M deben diluirse para preparar 250 mL de NaOH 0,2 M? Tenemos 1,3 L de alcohol al 28% y necesito 20 mL de alcohol al 3%, ¿Qué cantidad de alcohol concentrado y de agua tengo que utilizar? Contamos con 2 L de ácido clorhídrico al 35% y requerimos de 18 mL de este ácido con una concentración del 27 % ¿Qué cantidad de ácido concentrado y de agua tengo que utilizar?