Propiedades físicas de las disoluciones. Estado Gaseoso, Sólido y Líquido 1.- Atracciones Intramoleculares Enlaces Iónicos y Covalentes 2.- Atracciones.

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1 Propiedades físicas de las disoluciones. Estado Gaseoso, Sólido y Líquido 1.- Atracciones Intramoleculares Enlaces Iónicos y Covalentes 2.- Atracciones Intermoleculares Fuerzas de Van der Waals o Fuerzas de London, puentes de hidrógenos

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5 Propiedades que resultan de las fuerzas Intermoleculares a) Viscosidad b) Presión de vapor c) Capilaridad d) Tensión superficial

6 SOLUCIONES SOLUTO + SOLVENTE Soluto: Componente que se encuentra en menor proporción. Ej. Sólido, liquído, gas Solvente: Componente que se encuentre en mayor proporción. Ej. Sólido Líquido, gas.

7 Estados de dispersión 1)Dispersión gruesa Tamaño de partícula > 100 nm 2) Dispersión coloidal Tamaño de partícula 100 - 1 nm 3) Dispersión Molecular Tamaño de partícula < 1 nm (verdadera solución)

8 NombreFase dispersa Fase continua Ejemplo SolsólidolíquidoLeche descremada EspumagaslíquidoCremas batidas Espuma sólida Gas sólidoSólidoHelados, pan EmulsiónLíquidolíquidomayonesa GelLíquidoSólidogelatinas

9 Expresión de la concentración de una disolución 1.- Porcentaje en peso/peso (% P/P): %P/P = g soluto x 100 g disolución 2.- Porcentaje en peso/volumen (% P/V): %P/P = g soluto x 100 mL disolución

10 3.- Porcentaje en peso/volumen (% V/V): % V/V = mL soluto x 100 mL disolución 4.- Molaridad (M): M = moles de soluto L disolución M = % P/P x d solución x 10 PM soluto

11 5.- Molalidad (m): m = moles de soluto Kg solvente 6.- Normalidad (N): N = equivalentes de soluto L solución Equivalentes = g soluto/ Peso equivalente Peso equivalente = masa Molecular / entidades

12 6.- Partes por billón (ppb): ppb =  g soluto L disolución 7.- Fracción molar (xi) Xi = moles de i moles totales 5.- Partes por millón (ppm): Ppm = mg soluto L disolución

13 8.- Osmolaridad (Osm) Osm= Osmoles/L La osmolaridad es una expresión de concentración en la cual el criterio para la cantidad de masa empleada en la solución es el número total de partículas, o solutos totales contribuidos por la misma, y su importancia es básica para definir la tonicidad de soluciones Peso Osmolar (Po): Es igual al peso fórmula (PF) dividido por el número de iones liberados durante la solvatación. Ej.1.- Calculo osmolaridad del suero glucosado 5% P/V PM glucosa: 180 g/molPo: 180/1 Osmoles glucosa: g/Po = 5/180 = 0,027 Osmolaridad = 0,027 osmoles/0,1 L = 0,27 Osmolaridad

14 Ej.2.- Calculo osmolaridad del CaCl 2 al 0,2% P/V (PM = 111 g/mol) Po = 111/3 = 37 Osmoles: 0,2/ 37 = 0,0054 Osmoles Osmolariad = 0,0054 osmoles/0,1 L = 0,054 Osmolaridad Existe también la opción de un método alterno y más didáctico para el cálculo de la osmolaridad, a partir de la molaridad y el número de partículas del compuesto. En general Osmolaridad = Osm = molaridad (M) x Nº partículas Ej.- Calculo de Osmolaridad de CaCI 2 0,1 M Osmolaridad = 0,1 M * 3 = 0,3 Osmolaridad

15 Preparación de disoluciones y Concepto de Dilución Dilución M1M1 M2M2 M 1 > M 2

16 1.- Un analista químico disolvió 40.0 g de Cloruro de Hierro (II) (FeCl 3 ) en 500 ml de solución, formando la solución A. Posteriormente tomo 25 ml de esta solución y la llevo hasta aforo a 500 ml de solución formando la solución B. Determine: a) % P/V, % P/P, % V/V, M, m, ppm, Osmolaridad y Xi de la solución A b) La concentración molar de la solución B c) La concentración molar de los iones Cl – en la solución concentrada y diluida. Datos: Densidad de solución: 0.89 g/mL, densidad H 2 O: 1 g/mL Densidad de FeCl 2 : 1,27 g/mL PM FeCl 2 : Densidad de FeCl 2 : 1,27 g/mL PM FeCl 2 : 127 g/mol

17 2.-Cuántos gramos de Na 2 SO 4 se deben pesar para preparar 250 gramos de solución al 10 % p/p. R.- 25 g 3.- Qué cantidad de solvente (en gramos y ml) se deben agregar a 10,00 gramos de KCl, para obtener una solución al 5 % p/p, si la densidad del solvente es de 1,05 g/mL. R.- 190 g solvente; 181 ml solvente

18 4.- La densidad del tolueno C 7 H 8 es de 0,867 g/ml y la del tiofeno C 4 H 4 S es de 1,065 g/ml. Para una solución que se prepara disolviendo 15,0 g de tiofeno en 250 ml de tolueno. Calcule a) Fraccion molar de tiofeno b) Molaridad c) Molalidad R.- a) X Tolueno : 0,9295 X Tiofeno: : 0,0705 b) 0,68 M c) 0,82 m

19 5.- De acuerdo a la siguiente reacción: 2 HCl (ac) + Zn (s)  ZnCl 2 (ac) + H 2 (g) Inicialmente el HCl se obtiene de 25 mL de una solución al 20 % P/P de HCl y el Zn se obtienen 50 mL una solución de Zn acuoso 3 N. Si posteriormente el ZnCl 2 se recoge en un recipiente que contiene 250 mL de agua se obtiene la solución A. Calcule: La concentración molar final de la solución A La fracción molar de los componentes de la solución A Datos: MM HCl: 36,5 g/mol MM Zn: 65,39 g/mol MM ZnCl 2 : 136,39 g/Mol d ZnCl 2 : 1,12 g/ml d solución HCl: 1,15 g/ml d solución Zn: 1,32 g/ml d solución ZnCl2: 1,45 g/ml. Trabaje con 3 cifras significativas como máximo

20 6.- Un analista debe determinar las concentraciones de un fármaco en el organismo, para lo cual saca dos muestras de sangre de 25 mL. Una de estas muestras se lleva a un matraz de aforo de 250 mL y se enraza obteniéndose la solución 1. A la otra restante se le agregan 0.025 ml de agua obteniéndose la solución 2. Si por métodos analíticos se determinó que la cantidad de fármaco presente en la sangre tenía una concentración de 230 ppm, Calcule: a) La concentración Molar de la solución 1 b) El porcentaje % P/V de la solución 2 c) La Molaridad final de una solución formada por 5 mL de la solución 1 y 5 mL de la solución 2 Datos: MM Fármaco: 37 g/mol d Fármaco: 1.21 g/ml d H2O: 1.008 g/ml d solución 1: 1.15 g/ml d solución 2: 1.20 g/ml Trabaje con 3 cifras significativas como máximo

21 7.- De acuerdo a la siguiente reacción: 2 HCl (ac) + Zn (s)  ZnCl 2 (ac) + H 2 (g) Si de una solución al 20 % P/P de HCl se sacan 30 ml y se hace reaccionar con un exceso de Zn sólido se obtiene una cantidad determinada de ZnCl 2, la cual se recoje en dos recipientes A de 25 ml de agua y B de 50 ml de agua. Si la solución resultante del recipiente B fue de 0.40739 M de ZnCl2, determine la cantidad de moles de esta sal que se recogió en el recipiente A y su concentración final. Datos: d HCl: 1.23 g/ml; dH 2 O: 1.00 g/ml MM HCl: 36.45 g/mol d ZnCl 2 : 1.34 g/ml MM ZnCl 2 : 136.27 g/mol.

22 8. a) Calcule la molaridad de una solución que contiene 0,0345 mol de NH 4 Cl en 400 mL de solución; b) ¿cuántos moles de HNO 3 hay en 35,0 mL de una solución 2,20 M de ácido nítrico?; c) cuántos mililitros de una solución 1,50 M de KOH se necesitan para suministrar 0,125 mol de KOH?; d) Calcule la masa de KBr que hay en 0,250 L de una solución de KBr 0,120 M; e) calcule la concentración molar de una solución que contiene 4,75 g de Ca(NO 3 ) 2 en 0,200 L; f) calcule el volumen en mL de Na 3 PO 4 1,50 M que contiene 5,0 g de soluto. R: (a) 0,0863 M NH 4 Cl, (b) 0,0770 mol de HNO 3, (c) 83,3 mL de 1,50 M de KOH, (d) 3,57 g de KBr (e) 0,145 M de Ca(NO 3 ) 2 (f) 20,3 mL de 1,50 M Na 3 PO 4

23 Electrolitos Especies que producen iones y que por lo tanto conducen la corriente eléctrica en solución. a)Electrolítos Fuertes: especies totalmente disociadas Ejemplos: Sales iónicas (NaCl, MgSO 4 ) ; ácidos y bases fuertes (HCl, NaOH) b) Electrolítos débiles: especies parcialmente disociadas Ejemplos: ácidos y bases débiles (NH 3 ; Hac)

24 Calculo de concentración de Iones en solución NaCl (s) Na + (ac) + Cl - (ac) 0,1 M FeCl 3 (s) Fe +3 (ac) + 3 Cl - (ac) 0,1 M 0,3 M

25 1. Un analista químico disolvió 4.0 g de Cloruro de Hierro (II) en 25 ml de agua y posteriormente llevo la sal totalmente disuelta en ese volumen, a un matraz de aforo de 500 ml, donde enrazo hasta el aforo. Determine la concentración de la sal en: 1. Un analista químico disolvió 4.0 g de Cloruro de Hierro (II) en 25 ml de agua y posteriormente llevo la sal totalmente disuelta en ese volumen, a un matraz de aforo de 500 ml, donde enrazo hasta el aforo. Determine la concentración de la sal en: a) % V/V b) % P/V c) % P/P d) M Datos: Densidad de FeCl 2 : 0.89 g/ml, densidad de agua: 1 g/ml

26 2.Cuántos gramos de Na 2 SO 4 se deben pesar para preparar 250 gramos de solución al 10 % p/p. R.- 25 g 3.- Qué cantidad de solvente (en gramos y ml) se deben agregar a 10,00 gramos de KCl, para obtener una solución al 5 % p/p, si la densidad del solvente es de 1,05 g/mL. R.- 190 g solvente; 181 ml solvente

27 4.- Suponga que se mezcla 3.65 L de NaCl 0.105 M con 5.11 L de NaCl 0.162 M. Suponiendo que los volúmenes son aditivos, ¿ Cual será la concentración final de la disolución?. R.- 0.138 M 5.- La obtención de vinos comprende una serie de reacciones complejas realizadas en su mayor parte por microorganismos. La concentración inicial en azucares, de la solución de partida "el mosto" es la que determina el contenido final de alcohol en el vino. Si en la producción de un determinado vino partiéramos de un mosto con una densidad de 1,093 g/ml y con un 11, 5 % en peso de azúcar, determine: a) Los Kg de azúcar / Kg agua R.- 0.130 kg azucar/Kg agua Los g de azúcar/ L mosto R.- 125.7 g azúcar/l solución

28 6.- Se mezclan 0,9945 g de NaCl (M.M. = 58,5 g/mol) con 25 mL de una solución de NaCl 0,30 M, diluida con agua hasta completar el volumen a 100 mL (a). A continuación se tomaron 50 mL de la solución resultante y se mezcló con agua hasta un volumen final de 250 mL (b). Determine: i.La concentración M en la solución a. ii.La concentración % p/v en la solución b. iii.Si la d= 1,25 g/ml determine la concentración %p/p en la solución b.

29 2.- Se tiene una solución 1 formada por 250 ml de un alimento A al 3% P/P. Además, se tiene una solución 2 de un alimento B formada por la disolución de 3,5 g de B en 250 ml de agua. Por último se tiene una solución 3 formada por 5 ml de un alimento C al 7,8 % V/V. En base a lo anterior determine: a) La concentración molar resultante del alimento A cuando 25 ml de la solución 1 son llevadas a 350 ml de solución. b) La concentración molar del alimento B en la solución 2. c) Los moles totales del alimento C en la solución 3. d solución 1: 1,23 g/ml; d solución 2: 1,73 g/ml; d solución 3: 1,65 g/ml d Agua:1,00 g/ml MM Alimento A: 58 g/mol ; MM Alimento B: 88 g/mol ; MM Alimento C: 98 g/mol ; d alimento A: 1,15 g/ml; d alimento B: 1,09 g/ml; d alimento C: 1,45 g/ml

30 3.- Se tienen 250 ml de una solución 1 que contiene 2,7 moles de un compuesto A. Además se cuenta con 250 ml de una solución 2 de un compuesto B 16,2 M. Si se toman 25 ml de cada solución (1 y 2) y se llevan a un matraz de 500 ml se forma el compuesto C, de acuerdo a la siguiente reacción: 2 A + 3 B  C Calcule: a) Molaridad de C en la solución final b) % P/V de la solución C si son agregados 250 ml de agua c) La Molaridad de la solución 1 y solución 2 luego de la reacción. Datos: MM A: 37 g/mol d solución 1: 1.21 g/ml MM B: 17 g/mol d solución 2: 0.8 g/ml MM C: 27 g/mol d C: 1.15 g/ml

31 4.- Sabiendo que la Kps del cromato de plata vale 1.1 x 10 –12 a 25 ºC. Calcular la máxima cantidad de dicha sal que podria disolverse en 250 ml de agua a dicha temperatura. Datos: MM Ag 2 CrO 4 : 331.7 g/mol R.- 5.4 x 10 –3 g/ 250 ml 5.- La solubilidad del oxalato de plata es de 6.26 x10 -2 g/l. Calcular el Kps. Datos: MM Ag 2 C 2 O 4 : 303.8 g/mol R.- 3.5 x 10 -11

32 La Kps del AgCl es de 2.0 x 10 -10. Calcular los gramos de cloruro de sodio que se precisa añadir a 100 ml de una disolución 0.01 M de AgNO 3 para que se inicie la precipitación. Datos M(NaCl): 58.5 g/mol R.- 1,2 x 10 -7 g