Prof. S. Casas-Cordero E..

Presentación del tema: "Prof. S. Casas-Cordero E.."— Transcripción de la presentación:

1 Prof. S. Casas-Cordero E.

2 LAS SOLUCIONES Prof. S. Casas-Cordero E.

3 Es un sistema material homogéneo formado por dos o mas sustancias.
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 Prof. S. Casas-Cordero E.

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. Prof. S. Casas-Cordero E.

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 Prof. S. Casas-Cordero E.

6 disolución de sal en agua
Prof. S. Casas-Cordero E.

7 Disolución de una sal en Agua
Prof. S. Casas-Cordero E.

8 Metanol = compuesto covalente
metanol en agua Sal = compuesto iónico Metanol = compuesto covalente Prof. S. Casas-Cordero E.

9 Factores que afectan la solubilidad
LO SEMEJANTE DISUELVE A LO SEMEJANTE Prof. S. Casas-Cordero E.

10 Solubilidad en agua según Temperatura
Prof. S. Casas-Cordero E.

11 Solubilidad de Oxígeno en agua según la Temperatura
Prof. S. Casas-Cordero E.

12 Solubilidad y Temperatura
Prof. S. Casas-Cordero E.

13 Solubilidad de Gases Prof. S. Casas-Cordero E.

14 Efecto de la Presión sobre la solubilidad de los Gases
Prof. S. Casas-Cordero E.

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. Prof. S. Casas-Cordero E.

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) Prof. S. Casas-Cordero E.

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 Prof. S. Casas-Cordero E.

18 Prof. S. Casas-Cordero E.

19 m solución ≠ V solución m solución = (m soluto + m solvente)
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 Prof. S. Casas-Cordero E.

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 Prof. S. Casas-Cordero E.

21 %m/m x D = %m/v Prof. S. Casas-Cordero E.

22 Ejercicios ¿Qué %m/m tendrá una mezcla de 20 g azúcar y 230 g de agua?
retorno al problema Prof. S. Casas-Cordero E.

23 continuación Si a la mezcla anterior se le agrega 25 g de azúcar ¿Cuál será su nuevo %m/m? Calculando soluto y solución total Masa soluto total = 20 g + 25 g = 45 g Masa solución total = 250 g + 25 g = 275 g Prof. S. Casas-Cordero E.

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; Prof. S. Casas-Cordero E.

25 Masa solución total = 40 g + 150 g = 190 g
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 g = 190 g Calculando masa de soluto aportado por cada solución Prof. S. Casas-Cordero E.

26 Prof. S. Casas-Cordero E.

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 Prof. S. Casas-Cordero E.

28 El Número de Avogadro; NA = 6,02x1023 EE/mol
millón billón Seiscientos dos mil trillones trillón Prof. S. Casas-Cordero E.

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. Prof. S. Casas-Cordero E.

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 % Prof. S. Casas-Cordero E.

31 PA = 12,0000x0,9889 + 13,00335x0,0111 PACarbono = 12,011 g/mol
Prof. S. Casas-Cordero E.

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 Prof. S. Casas-Cordero E.

33 H2O Ejercicios: 2 x PAH 2 x 1.0 g = 2 g 1 x PAO 1 x 16,0 g = 16 g MM
¿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 Prof. S. Casas-Cordero E.

34 Ca(OH)2 Mg(NO3)2 Ejercicios Determine 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 Prof. S. Casas-Cordero E.

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 mol 85 g  X Prof. S. Casas-Cordero E.

36 Solución: Prof. S. Casas-Cordero E.

37 Otro Ejercicio: Si la MM del Ca3(PO4)2 es 310 g/mol, calcular la masa en gramos de mol de Ca3(PO4)2 Prof. S. Casas-Cordero E.

38 Resolviéndolo como “factor de conversión”:
Prof. S. Casas-Cordero E.

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 Prof. S. Casas-Cordero E.

40 Resolviéndolo como dos factores de conversión:
Prof. S. Casas-Cordero E.

41 Prof. S. Casas-Cordero E.

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. Prof. S. Casas-Cordero E.

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 Prof. S. Casas-Cordero E.

44 recordar que… %m/m x D = %m/v Prof. S. Casas-Cordero E.

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 Prof. S. Casas-Cordero E.

46 Molalidad (m) Se define como la cantidad de moles de soluto contenido en un kilogramo de solvente Prof. S. Casas-Cordero E.

47 Ejercicio: Se prepara una mezcla con 30 g de Etanol y 400 g de agua ¿Cuál es su molalidad?
Etanol: CH3-CH2-OH FM: C2H6O MM: 46 g/mol Convertimos los 400 g a kilogramo: Prof. S. Casas-Cordero E.

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 Prof. S. Casas-Cordero E.

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. Prof. S. Casas-Cordero E.

50 Relación de dilución: C1 x V1 = C2 x V2
Si el volumen y la concentración se encuentran expresados en la misma unidad de medida, puede utilizarse: C1 x V1 = C2 x V2 Prof. S. Casas-Cordero E.

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 Prof. S. Casas-Cordero E.

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 Prof. S. Casas-Cordero E.

53 Preparación de diluciones
Prof. S. Casas-Cordero E.

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. Prof. S. Casas-Cordero E.

55 Prof. S. Casas-Cordero E.

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 Prof. S. Casas-Cordero E.

57 Primero: transformamos los datos de HCl concentrado a molaridad.
¿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 Prof. S. Casas-Cordero E.

58 Prof. S. Casas-Cordero E.