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Soluciones Una solución es una mezcla homógenea entre dos o más sustancias. El soluto es (son) las sustancia(s) presentes en menor(es) cantidad(es). El solvente es la sustancia presente en mayor cantidad.

Soluciones Una solucion saturada contiene la cantidad máxima de un soluto que se disolvería en un solvente a una temperatura específica. Una solución no saturada contiene menos soluto que el que puede disolverse a una temperatura específica. Una solución supersaturada contiene más soluto que el que puede haber en una solución saturada a una temperatura específica. Los cristales de acetato de sodio se forman rápidamente cuando se agrega una pizca de cristal a una solución supersaturada de acetato de sodio.

Interacción en el Proceso de Solución Hay tres tipos de interacción en el proceso de solución: interacción solvente-solvente interacción soluto-soluto interacción solvente-soluto DHsoln = DH1 + DH2 + DH3

“Lo similar disuelve a lo similar” Es probable que dos sustancias con fuerzas intermoleculares similares se disuelvan una con la otra. Moléculas no polares son solubles en solventes no polares CCl4 en C6H6 Moléculas polares son solubles en solventes polares C2H5OH en H2O Compuestos iónicos son más solubles en solventes polares NaCl en H2O o NH3 (l)

Unidades de concentración La concentración de una solución es la cantidad de soluto presente en una cantidad dada de solvente o solución. Porcentaje en peso o en masa masa de soluto masa de soluto + masa del solvente % por masa = x 100% masa de soluto = x 100% masa de solución Fracción mol (X) XA = moles de A Suma de moles de todos los componentes

Unidades de concentración Molaridad (M) M = moles del soluto litros de solución Molalidad (m) m = moles del soluto masa del solvente (kg)

¿Cuál es la molalidad de una solución de etanol (C2H5OH) con molaridad 5.86 M con una densidad de 0.927 g/mL? moles del soluto moles del soluto m = M = masa del solvente (kg) litros de solucción Asumamos 1 litro de solución: 5.86 moles etanol = 270 g etanol 927 g de solución (1000 mL x 0.927 g/mL) masa del solvente = masa de solución – masa del soluto = 927 g – 270 g = 657 g = 0.657 kg 5.86 moles C2H5OH moles del soluto m = = = 8.92 m 0.657 kg solvente masa del solvente (kg)

Temperatura y solubilidad Solubilidad de sólidos y temperatura La solubilidad aumenta al aumentar la temperatura. La solubilidad disminuye al aumentar la temperatura.

Cristalización Fraccionada La cristalización fraccional es la separación de una mezcla de sustancias en componentes puros con base en sus diferentes solubilidades. Suponiendo que hay 90 g KNO3 contaminado con 10 g NaCl. Cristalización fraccional: Disolver la muestra en 100 mL de agua a 600C Enfríar la solución hasta 00C Todo el NaCl se quedará en la solución (s = 34.2g/100g) 78 g de KNO3 PURO será precipitado (s = 12 g/100g). 90 g – 12 g = 78 g

Temperatura y solubilidad O2 gas temperatura y solubilidad La solubilidad por lo general disminuye cuando la temperatura aumenta.

Presión y solubilidad de Gases La solubilidad de un gas en un líquido es proporcional a la presión de un gas sobre la solución. (Ley de Henry). c es la concentración (M) del gas disuelto P es la presión del gas sobre la solución c = kP k es una constante característica de cada gas (mol/L•atm) que depende solo en la temperatura low P high P low c high c

Propiedades coligativas de soluciones no electrólitos Las propiedades coligativas son propiedades que dependen únicamente del número de partículas del soluto en una solución y no de la naturaleza de las partículas de la solución. Reducción de la presión de vapor P1 = X1 P 1 P 1 = presión de vapor de un solvente puro X1 = fracción mol de un solvente Ley de Raoult Si la solución contiene únicamente un soluto: X1 = 1 – X2 X2 = fracción mol del soluto P 1 - P1 = DP = X2

Montaje para realizar una destilación fraccionada

Elevación del punto de ebullición DTb = Tb – T b T b es el punto de ebullición del solvente puro T b es el punto de ebullición de la solución Tb > T b DTb > 0 DTb = Kb m m es la molalidad de la solución Kb es el punto de ebullición molal, constante de elevación (0C/m) para un solvente dado.

Disminución del punto de congelación DTf = T f – Tf T f es el punto de congelación del solvente T f es el punto de congelación de la solución T f > Tf DTf > 0 DTf = Kf m m es la molalidad de la solución Kf es el punto congelación molal, constante de elevación (°C/m) para un solvente dado.

Tabla punto de congelación

¿Cuál es el punto de congelación de una solución que contiene 478 g de etilenglicol (anticongelante) en 3202g de agua? La masa molar del etilenglicol es 62.01g. DTf = Kf m Kf agua = 1.86 0C/m 478 g x 1 mol 62.01 g moles del soluto m = = = 2.41 m masa del solvente (kg) 3.202 kg solvente DTf = Kf m = 1.86 0C/m x 2.41 m = 4.48 0C DTf = T f – Tf Tf = T f – DTf = 0.00 0C – 4.48 0C = -4.48 0C

Presión osmótica (p) Ósmosis es el paso selectivo de las moléculas del solvente a través de una membrana porosa de una solución diluida a una con mayor concentración. Una membrana semipermeable permite el paso de las moléculas del solvente, pero se bloquea el paso de las moléculas del soluto. Presión osmótica (p) es la presión requerida para detener la ósmosis. diluido Más concentrado

Presión osmótica (p) M es la molaridad de la solución p= MRT High P Low P M es la molaridad de la solución p= MRT R es la constante universal de los gases ideales T es la temperatura (en K)

Una célula en diferentes soluciones una solución isotónica una solución hipotónica una solución hipertónica

Propiedades coligativas de soluciones no electrólítos Las propiedades coligativas son propiedades que dependen sólo del número de partículas del soluto en la solución y no de la naturaleza de las partículas del soluto. P1 = X1 P 1 Disminución de presión de vapor DTb = Kb m Elevación del punto de ebullición Disminución del punto decongelación DTf = Kf m p = MRT Presión osmótica (pi)

Propiedades coligativas de soluciones electrolíticas 0.1 m solución NaCl 0.1 m Na+ iones & 0.1 m Cl- iones Las propiedades coligativas son propiedades que dependen sólo del número de partículas del soluto en la solución y no de la naturaleza de las partículas del soluto. 0.1 m solución NaCl 0.2 m iones en solución número real de partículas en solución después de disociación Factor van’t Hoff (i) = número de unidades de fórmula inicialmente disueltas en solución no electrolitos debe ser NaCl 1 CaCl2 2 3

Propiedades coligativas de soluciones electrolíticas Elevación del punto de ebullición DTb = i Kb m Disminución del punto de congelación DTf = i Kf m p = iMRT Presión osmótica (p)

Coloides Un coloide es una dispersión de partículas de una sustancia a través de un medio de dispersión de otra sustancia. Coloide contra solución Las partículas coloidales son mucho más grandes que las moléculas del soluto- La suspensión coloidal no es tan homogénea como una solución

La acción de limpieza del jabón