Claudia Carrascal Profesora de química FEM DISOLUCIONES Claudia Carrascal Profesora de química FEM

Sistemas materiales Sistema material Sustancias puras elemento Compuesto Mezclas Heterogéneas Homogéneas

Formado por átomos diferentes enlazados químicamente Sustancias puras Elemento Formado por un solo tipo de átomo compuesto Formado por átomos diferentes enlazados químicamente

¿Qué son? 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.

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.

Mezclas (formada por dos o mas componentes) Homogéneas Componentes uniformemente mezclados. Una sola fase También llamados soluciones Heterogéneas Los componentes no se mezclan homogéneamente. Hay presente más de una fase.

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.

SUSPENSIONES Las suspensiones son mezclas heterogéneas formadas por un sólido en polvo o pequeñas partículas no solubles. Solución de NaCl Suspensión de almidón en agua

Las suspensiones presentan las siguientes características: Sus partículas son mayores que las soluciones y los coloides, lo que permite observarlas a simple vista Sus partículas se sedimentan si la suspensión se deja en reposo. Los componentes de la suspensión pueden separarse por medio de centrifugación, decantación, filtración y evaporación.

COLOIDES Sistemas heterogéneos formados por una fase dispersante y una o más fases dispersas, también llamada: Dispersión Coloidal. Las dispersiones coloidales no se definen en función de materia que contienen, sino del tamaño de las partículas que la forman.

Partes de una Dispersión Coloidal Son las partículas dispersas comparables con el soluto en la solución Es la sustancia en la cual las partículas dispersas están distribuidas (medio). Comparable con el solvente de la solución. FASE DISPERSA FASE DISPERSANTE

Las dispersiones coloidales son transparentes , algunas tiene una apariencia lechosa o turbia. Estas pueden reflejar la luz. (Efecto de Tyndall). Las partículas dispersas presentan un movimiento errático en zigzag, este efecto es denominado Movimiento Browniano

Tipos de Dispersiones Coloidales FASE DE LA PARTICULA FASE DEL MEDIO EJEMPLO Espuma Gaseosa Líquida Crema Batida Espuma Sólida Sólida Piedra pómez, malvaviscos Aerosol Niebla, nubes, fijadores para el cabello Emulsión Líquida Leche, mayonesa, crema Emulsión Sólida Mantequilla, queso Humo Polvo fino en smog, hollín en el aire Sol* Soluciones de almidón y jaleas. Sol sólido Vidrio, rubí, opalo, perlas

Emulsiones Una emulsión es una mezcla de dos líquidos inmiscibles, uno de ellos (fase dispersa) es dispersado en otro (fase dispersarte). Las emulsiones pueden ser aceite/agua ó agua /aceite.

Comparación Propiedades Solución Coloide Suspensión 0.1 – 1 nm PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES, COLOIDES Y SUSPENSIONES Propiedades Solución Coloide Suspensión Tamaño de la Partícula 0.1 – 1 nm 1 – 1000 nm > 1000 nm Mezcla Homogénea SI NO Estabilidad a la gravedad Muy estables Menos estables inestables Separación por filtración Presentan efecto de Tyndall (ESTAS NO SON TRANSPATENTES) Presentan movimiento Browniano

COMPARACIONES Mezclas Sustancias Pueden separarse en sus componentes mediante cambios físicos No pueden separarse en sus componentes por cambios físicos Su composición puede variar de manera continua al agregar uno de sus componentes Su composición es constante la mayoría de las veces Sus propiedades están ciertamente relacionadas con las de sus componentes Sus propiedades no están relacionadas con las de los elementos que los constituyen químicamente.

Métodos de separación mezclas heterogéneas Filtración Esta técnica está basada en el diferente tamaño de las partículas de las sustancias que componen la mezcla. Se utiliza para separar un sólido de un líquido en el cual no es soluble. Para ello, se hace pasar la mezcla por un material poroso, como papel, telas, etc., que retiene las partículas de la mezcla cuyo tamaño sea mayor que el tamaño del poro. En el laboratorio se suele emplear un papel de filtro colocado en un embudo.

Métodos de separación mezclas heterogéneas Decantación Este método está basado en la diferente densidad de dos líquidos que no forman una mezcla homogénea; es decir, de dos líquidos inmiscibles. Para separar ambos líquidos, los echamos en un embudo de decantación y lo dejamos reposar el tiempo suficiente para que el líquido menos denso flote sobre la superficie del otro líquido. Cuando se han separado los dos líquidos, abrimos la llave del embudo y el líquido más denso se recoge en un vaso de precipitados o en un matraz, como se muestra en la figura. El líquido menos denso lo sacamos por la parte superior del embudo después de volver a cerrar el grifo.

Métodos de separación mezclas heterogéneas Tamizado arena grava arcilla El tamizado se utiliza para separar mezclas de sólidos pulverizados en granos de diferentes tamaños. Consiste en hacer pasar la mezcla a través de distintos tamices. Los tamices se colocan de manera que el que tiene los poros más grandes esté arriba, y el que tiene los poros más pequeños, abajo. Con este método se separan, por ejemplo, las fracciones de grava, arena y arcilla que constituyen un suelo.

Métodos de separación mezclas heterogéneas Separación magnética Esta técnica está basada en las propiedades magnéticas de algunas sustancias. Consiste en aplicar un campo magnético (un imán) para extraer de la mezcla las sustancias que son atraídas por él. Se utiliza habitualmente este método de separación en las plantas de tratamiento de residuos para separar los metales de las basuras.

Métodos de separación mezclas heterogéneas Sedimentación Este método se basa, al igual que la decantación, en la diferente densidad de las sustancias que componen la mezcla. La diferencia es que la sedimentación permite separar sólidos de líquidos. Consiste en dejar reposar la mezcla el tiempo suficiente hasta que los sólidos vayan al fondo por su mayor densidad. Este proceso se puede acelerar utilizando una centrifugadora (como la mostrada en la fotografía), en la cual se hace girar la mezcla a gran velocidad para que los sólidos se depositen en el fondo rápidamente.

Métodos de separación mezclas homogéneas Destilación Este método está basado en la diferente temperatura de ebullición de las sustancias que componen una mezcla y sirve para separar líquidos miscibles. Para realizar la destilación, se calienta la mezcla en un matraz. Los vapores formados corresponden a la sustancia con menor temperatura de ebullición, ya que se vaporiza primero. Estos vapores pasan por el refrigerante, que es un tramo de tubo sumergido en una corriente de agua fría, y se condensan, lo que nos permite recogerlos en un matraz.

Métodos de separación mezclas homogéneas Cristalización Mediante esta técnica, basada en la diferente solubilidad que tienen los componentes de una mezcla al variar la temperatura, podemos separar un sólido disuelto en un líquido. Para ello, calentamos la disolución para eliminar parte del agua y la dejamos en reposo en un recipiente de vidrio de gran superficie, denominado cristalizador; pasado un tiempo, el líquido se habrá enfriado y el sólido, al disminuir su solubilidad, formará cristales en el fondo.

Métodos de separación mezclas homogéneas Cromatografía Esta técnica está basada en la diferente velocidad con que los componentes de una disolución se mueven a través de un medio poroso cuando son arrastrados por un disolvente en movimiento. Un forma de realizarla consiste en introducir un extremo de un papel de filtro en el vaso que contiene la disolución. El disolvente, al mojar el papel de filtro y ascender por él, arrastra a los componentes de la disolución que, al moverse a distintas velocidades, dejarán franjas de distinto color en el papel de filtro.

Disoluciones o soluciones Disolución Componentes Soluto Solvente clasificación Estado Concentracion

Disoluciones Disolvente: componente mayoritario de la disolución, que determina si ésta es un sólido, un líquido o un gas. Solutos: los demás componentes de la disolución Ejemplos: Disolución de glucosa(sól) en H2O(líq); glucosa(ac); C6H12O6(ac) Disolución de metanol(líq) en H2O(líq); metanol(ac); CH3OH(ac) Disolución de O2(g) en H2O(líq) [respiración de peces] Disolución acuosa de NaCl, KCl, CaCl2 y C6H12O6 [un suero fisiológico]

Disoluciones diluidas Disoluciones concentradas ESTADO CONCENTRACION Disoluciones sólidas liquidas gaseosas Disoluciones diluidas (insaturadas) Disoluciones concentradas (saturadas) supersaturadas

Concentración 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.

Clasificación según la 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.

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.

Según el estado físico del soluto y el solvente Disolvente Ejemplo Gas Aire Liquido Niebla Solido Humo CO2 en agua Petróleo Azúcar en agua H2 en platino Hg en cobre Aleaciones

Disoluciones líquidas 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

Expresiones Cualitativamente Diluida concentrada Cuantitativamente físicas % peso-peso % volumen volumen Expresiones químicas Molaridad Molalidad Normalidad

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. msoluto % masa = ————————— · 100 msoluto + mdisolvente

Porcentaje masa/ masa (% m/m) 12 g café + 188 g agua = Solución 6% m/m

Ejemplo 20 g % masa = ————— · 100 = 22,22 %p/p 90 g Una solución de azúcar en agua, contiene 20g de azúcar en 70g de solvente. Expresar la solución en % p/p. soluto + solvente → solución 20g 70g 90g 20g azúcar → 90g solución Xg azúcar → 100g solución 20 g % masa = ————— · 100 = 22,22 %p/p 90 g

Tanto por ciento en masa-volumen. Expresa la masa en gramos de soluto por cada 100 cm3 de disolución. msoluto % masa/volumen = ———————.100 Vdisolución El volumen de la disolución no resulta de sumarla masa del soluto con el volumen del solvente.

Ejemplo Una solución salina contiene 30g de NaCl en 80 mL de solución. Calcular su concentración en % p/v. solución 30 % p/v = ————— · 100 = 37,5 80

Porcentaje Volumen-Volumen (% v/v) Es el volumen de soluto que se encuentra en 100 ml de solución. 20 ml Ac. acético + 80 ml agua = Solución 20% V/V

Ejemplo

Web bibliografia www.iesrambladenogalte.es/aula/mod/resource/view.php?id=5272 http://www.slideshare.net/guest15df8d5d/prcticas-de-laboratorio-mepii Lab separación de mezclas. http://www.slideshare.net/kyouyaootori5/suspensiones-coloides-y-disoluciones