Soluciones o Disoluciones Químicas

Presentación del tema: "Soluciones o Disoluciones Químicas"— Transcripción de la presentación:

1 Soluciones o Disoluciones Químicas

2 Recordemos….

3 ¿Qué son las disoluciones químicas?
Mezcla homogénea, constituida por dos o más componentes Soluciones = disoluciones

4 Mezclas Una mezcla está formada por la unión de sustancias en cantidades variables y que no se encuentran químicamente combinadas. Por lo tanto, una mezcla no tiene un conjunto de propiedades únicas, sino que cada una de las sustancias constituyentes aporta al todo con sus propiedades específicas.

5 Características de las Mezclas
Las mezclas están compuestas por una sustancia, que es el medio, en el que se encuentran una o más sustancias en menor proporción. Se llama fase dispersante al medio y fase dispersa a las sustancias que están en él.

6 Clasificación de las mezclas
De acuerdo al tamaño de las partículas de la fase dispersa, las mezclas pueden ser homogéneas o heterogéneas.

7 Mezclas homogéneas Las mezclas homogéneas son aquellas cuyos componentes no son identificables a simple vista, es decir, se aprecia una sola fase física (monofásicas). Ejemplo: aire, agua potable.

8 Mezclas heterogéneas Las mezclas heterogéneas son aquellas cuyos componentes se pueden distinguir a simple vista, apreciándose más de una fase física. Ejemplo: Agua con piedra, agua con aceite. Las mezclas heterogéneas se pueden agrupar en: Emulsiones, suspensiones y coloides.

9 Mezclas heterogéneas Emulsiones: Conformada por 2 fases líquidas inmiscibles. Ejemplo: agua y aceite, leche, mayonesa. Suspensiones: Conformada por una fase sólida insoluble en la fase dispersante líquida, por lo cual tiene un aspecto opaco. Ejemplo: Arcilla, tinta china (negro de humo y agua), pinturas al agua, cemento. Coloides o soles: Es un sistema heterogéneo en donde el sistema disperso puede ser observado a través de un ultramicroscopio.

10 Soluciones Químicas Soluto + Solvente → Solución
Son mezclas homogéneas (una fase) que contienen dos o más tipos de sustancias denominadas soluto y solvente; que se mezclan en proporciones variables; sin cambio alguno en su composición, es decir no existe reacción química. Solución Soluto Solvente → Solución

11 Soluto Es la sustancia que se disuelve, dispersa o solubiliza y siempre se encuentra en menor proporción, ya sea en peso o volumen. En una solución pueden haber varios solutos. A la naturaleza del soluto se deben el color, el olor, el sabor y la conductividad eléctrica de las disoluciones. El soluto da el nombre a la solución.

12 COMPONENTES DE UNA DISOLUCION
SOLUTO: Es la sustancia que se encuentra en menor cantidad y por lo tanto, se disuelve SOLVENTE O DISOLVENTE: Es la sustancia que se encuentra en mayor cantidad y por lo tanto, disuelve

13 Solvente o disolvente Es la sustancia que disuelve o dispersa al soluto y generalmente se encuentra en mayor proporción. Existen solventes polares (agua, alcohol etílico y amoníaco) y no polares (benceno, éter, tetracloruro de carbono). En las soluciones líquidas se toma como solvente universal al agua debido a su alta polaridad. El solvente da el aspecto físico de la solución.

14 Ejemplos: SOLUCIÓN SOLVENTE SOLUTO Refresco (l) H2O Azúcar, CO2
Aire (g) N2 O2, CH4 Soldadura (s) Cr Mn, C , P , Si , S

15 EL AGUA COMO DISOLVENTE
El agua es el disolvente más universal, es decir, el líquido que más sustancias disuelve y ello hace que sea una de las sustancias más importantes en el ámbito de las disoluciones. Soluto polar: Si se disuelve en agua. Soluto no polar: No se disuelve el agua, pero sí en disolventes no polares.

16 CONCENTRACIÓN DE UNA SOLUCIÓN
La relación entre la cantidad de sustancia disuelta (soluto) y la cantidad de disolvente se conoce como concentración. Esta relación se expresa cuantitativamente en forma de unidades físicas y unidades químicas, debiendo considerarse la densidad y el peso molecular del soluto.

17 Clasificación de disoluciones
ESTADO Disoluciones sólidas liquidas gaseosas CONCENTRACION Disoluciones diluidas (insaturadas) Disoluciones concentradas (saturadas) supersaturadas

18 Clasificación de disoluciones

19 I) Clasificación de disoluciones según su concentración:
Diluidas o insaturadas: Son las que tienen una pequeña cantidad de soluto en un determinado volumen de disolución. Concentradas o saturadas : Son aquellas que tienen gran cantidad de soluto en un determinado volumen de disolución y por lo tanto, están próximas a la saturación. Existe un equilibrio dinámico entre soluto y disolvente. Supersaturadas : Son las que contienen más soluto que el presente en las disoluciones saturadas.

20 Insaturada Saturada Supersaturada

21 Estos vasos, que contienen un tinte rojo, demuestran cambios cualitativos en la concentración. Las soluciones a la izquierda están más diluidas, comparadas con las soluciones más concentradas de la derecha.

22 II) Clasificación de disoluciones según su estado:
Disoluciones sólidas: son las aleaciones de los metales Ejemplos: Bronce (Cu-Sn) Acero (Fe-Cu) Latón (Cu-Zn) Amalgama (Hg – METAL)

23 Disoluciones liquidas
Sólido en liquido Liquido en liquido Gas en liquido Azúcar en agua Sal en agua Alcohol en agua CO2 en agua (Bebidas gaseosas) Disoluciones gaseosas aire smog

24 CONCENTRACION DE LAS DISOLUCIONES
La concentración de una disolución es la cantidad de moles de soluto presente en una cantidad dada de solución.

25 Una de las unidades de concentración más comunes en química
Molaridad “M“ es La molaridad es el numero de moles de soluto en 1 litro de solución. M = molaridad = moles de soluto Litros de solución

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27 Concentración en Unidades Físicas
Porcentaje masa en masa (% m/m o % p/p): Indica la masa de soluto en gramos, presente en 100 gramos de solución. Xg soluto → g solución

28 Ejemplo Una solución de azúcar en agua, contiene 20g de azúcar en 70g de solvente. Expresar la solución en % p/p. soluto + solvente → solución 20g g g 20g azúcar → g solución Xg azúcar → g solución X = 20 * = 22,22 %p/p 90

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30 Porcentaje masa en volumen (% m/v o % p/v)
Indica la masa de soluto en gramos disuelto en 100 mL de solución. Xg soluto → mL solución

31 Ejemplo Una solución salina contiene 30g de NaCl en 80 mL de solución. Calcular su concentración en % p/v. 30g NaCl → mL solución Xg NaCl → mL solución X = 30 * = 37,5 %p/v 80

32 Porcentaje en volumen (% v/v)
Indica el volumen de soluto, en mL, presente en 100 mL de solución. X mL soluto → mL solución

33 Ejemplo Calcular la concentración en volumen de una solución alcohólica, que contiene 15 mL de alcohol disueltos en 65 mL de solución. 15 mL alcohol → mL solución X mL alcohol → mL solución X = 15 * = %v/v 65

34 Concentración común (g/L)
Indica la masa de soluto en gramos, presente en un litro de solución (recordar que 1 L = 1000 mL, por lo que es lo mismo decir mg/mL). Xg soluto → 1 L o mL solución

35 Ejemplo Una solución de KCl contiene 10g de sal en 80 mL de solución. Calcular su concentración en gramos por litro. 10g KCl → mL solución Xg KCl → mL solución X = 10 * = g/L 80

36 Partes por millón (ppm)
Se define como los miligramos de soluto disueltos en 1000 mL o 1 litro de solución. Nota 1g = 1000 mg X mg soluto → mL solución

37 Ejemplo Calcular la concentración en ppm de una solución que contiene 0,85g de KNO3 disueltos en 670 mL de solución. En primer lugar se debe transformar los gramos a miligramos, según la relación de arriba. 1 g → mg 0,85 g → X mg X = 850 mg Teniendo los miligramos calculados, es posible realizar la regla de tres: 850 mg KNO3 → mL solución X mg KNO3 → mL solución X = 1268,65 ppm

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39 CONCENTRACIÓN EN UNIDADES QUÍMICAS
Molaridad (M): Indica el número de moles de soluto disuelto hasta formar un litro de solución. X moL → L o 1000 mL solución M = mol de soluto V (L) solución

40 Ejemplo Solución 1 Solución 2
Calcular la concentración molar de una solución disolviendo 7,2 moles de HCl en 7 litros de solución. Solución 1 Solución 2 7,2 moL → 7 L X moL → 1L X= 1,02 moL M = 7,2 moles KCl 7 L M = 1,02 moL/L

41 Analizando Como n = m (g) MM (g/moL)
M = mol de soluto Reemplazando se tiene que V (L) solución M = m(g) MM(g/moL) x V (L) solución

42 Ejemplo Calcular la concentración molar de una solución de HCl que contiene 73 g en 500 mL de solución (Masa molar=36,5 g/moL). M = masa (g) PM * V (L) M = (g ) = M 36,5 (g/mol) * 0,5 (L)

43 Molaridad en función del porcentaje masa en masa:
Esto quiere decir que algunas veces podremos calcular la molaridad sólo conociendo el porcentaje masa en masa de la solución, mediante la siguiente relación: M = % m/m x densidad solución (δ) x 10 Masa molar soluto

44 Ejemplo Calcular la molaridad del NaOH sabiendo que la densidad de la solución es 0,9 g/mL y el porcentaje en masa del NaOH en la solución es 20 % m/m. La masa molar del NaOH es 40 g/moL. M = 20 x 0,9 x 10 40 M = 4,5 moL/L

45 Solubilidad Se define solubilidad como la máxima cantidad de un soluto que puede disolverse en una determinada cantidad de solvente a una temperatura dada. La solubilidad depende de la temperatura, presión y naturaleza del soluto y solvente. La solubilidad puede expresarse en: gramos de soluto , gramos de soluto, moles de soluto Litro de solvente g de solvente litro de solución

46 Dilución Procedimiento por el cual se disminuye la concentración de una solución por adición de mayor cantidad de solvente. Al agregar más solvente, se está aumentando la cantidad de solución pero la cantidad de soluto se mantiene constante C1 x V1 = C2 x V2

47 Ejemplo ¿Qué volumen de HCl 18 M se necesitan para preparar 6 litros de solución 5 M? C1 x V = C x V2 5M L M X X = 5 x 6 18 X = 1,67 M

48 Clasificación de las soluciones
1. De acuerdo a la cantidad de soluto Solución saturada: Es aquella que contiene la máxima cantidad de soluto que puede mantenerse disuelto en una determinada cantidad de solvente a una temperatura establecida. Solución diluida (insaturada): Es aquella donde la masa de soluto disuelta con respecto a la de la solución saturada es más pequeña para la misma temperatura y masa de solvente.

49 Solución concentrada: Es aquella donde la cantidad de soluto disuelta es próxima a la determinada por la solubilidad a la misma temperatura. Solución Sobresaturada: Es aquella que contiene una mayor cantidad de soluto que una solución saturada a temperatura determinada. Esta propiedad la convierte en inestable.

50 2. De acuerdo a la conductividad eléctrica
Eectrolíticas: Se llaman también soluciones iónicas y presentan una apreciable conductividad eléctrica. Ejemplo: Soluciones acuosas de ácidos y bases, sales. No electrolíticas: Su conductividad es prácticamente nula; no forma iones y el soluto se disgrega hasta el estado molecular. Ejemplo: soluciones de azúcar, alcohol, glicerina.

51 Factores a influyen en la Solubilidad
1. Naturaleza del soluto y solvente Los solutos polares son solubles son solubles en disolventes polares y los apolares en disolventes apolares, ya que se establecen los enlaces correspondientes entre las partículas de soluto y de disolvente. Es decir lo “similar disuelve a lo similar” Cuando un líquido es infinitamente soluble en otro líquido se dice que son miscibles, como el alcohol en agua.

52 Efecto de la temperatura
Solubilidad de sólidos en líquidos: La variación de la solubilidad con la temperatura está relacionada con el calor absorbido o desprendido durante el proceso de disolución. Si durante el proceso de disolución del sólido en el líquido se absorbe calor (proceso endotérmico), la solubilidad aumenta al elevarse la temperatura; si por el contrario se desprende calor del sistema (proceso exotérmico), la solubilidad disminuye con la elevación de la temperatura

53 Curvas de solubilidad

54 Efecto de la temperatura
Solubilidad de gases en líquidos: Al disolver un gas en un líquido, generalmente, se desprende calor, lo que significa que un aumento de temperatura en el sistema gas-líquido, disminuye la solubilidad del gas porque el aumento de energía cinética de las moléculas gaseosas provoca colisiones con las moléculas del líquido, disminuyendo su solubilidad.

55 Efecto de la presión En sólidos y líquidos:
La presión no afecta demasiado la solubilidad de sólidos y líquidos; sin embargo, sí es muy importante en la de los gases. En gases: La solubilidad de los gases en líquidos es directamente proporcional a la presión del gas sobre el líquido a una temperatura dada.