PROPIEDADES GENERALES DE LAS DISOLUCIONES

Presentación del tema: "PROPIEDADES GENERALES DE LAS DISOLUCIONES"— Transcripción de la presentación:

1 PROPIEDADES GENERALES DE LAS DISOLUCIONES

2 Clasificación de la materia
Sustancias Puras Elementos Compuestos Mezclas Homogéneas Heterogéneas

3 ¿Qué son las disoluciones?
Es una mezcla homogénea. Es homogénea porque su composición y propiedades son uniformes, y es una mezcla porque contiene dos o más sustancias en proporciones que pueden variarse y puede ser separadas por procesos físicos. El soluto está en menor cantidad y está presente en el disolvente. El solvente (o disolvente) es el componente que está presente en cantidad mayor o que determina el estado de la materia en el que existe la disolución.

4 MEZCLAS Homogéneas Disoluciones Heterogéneas Coloides Suspensiones

5 Mezclas Homogéneas: Son aquellas en las que los componentes de la mezcla no son identificables a simple vista.  Mezclas Heterogéneas: Son aquellas que poseen una composición no uniforme en la cual se pueden distinguir a simple vista sus componentes.

6 Efecto Tyndall Es el fenómeno a través del cual se hace presente la existencia de partículas de tipo coloidal en las disoluciones o también en gases. 

7 Ejercicios: Clasifique las siguientes especies indicando si son Elementos, Compuestos, Mezcla Homogénea o Mezcla Heterogénea Carbono Agua Bebidas Aire Azufre Cloruro de Sodio (NaCl) Agua con arena Ensaladas

8 Tipo de Mezclas líquidas
a) Miscibles Es la propiedad que tienen los líquidos de mezclarse en iguales proporciones, como resultado de lo cual se forma una solución homogénea. b) Inmiscibles Es la propiedad que tienen los líquidos cuando las sustancias no se pueden mezclar.

9 ¿Por qué ocurre este fenómeno?
Los líquidos miscibles son los que poseen fuerzas intermoleculares del mismo tipo, y, además, sus moléculas son de polaridad semejante. Sustancia polar, disolvente polar y sustancia apolar en un disolvente apolar. “LO SEMEJANTE DISUELVE A LO SEMEJANTE”

10 Tipos de disoluciones

11 ¿Cómo se forman las disoluciones?
A través de este applet te permitirá explicar cómo se disocia un compuesto en agua molvie1.swf

12 Los cationes sodio (Na+) quedan rodeados por moléculas de agua cuyos extremos negativos se orientan hacia ellos. Los aniones cloruro (Cl-) se rodean también por moléculas de agua, con los extremos positivos orientados también hacia ellos. Cuando esto sucede se ha formado un hidrato y se dice que ha ocurrido una hidratación. Para el caso general de un solvente que no sea el agua, se llama solvatación.

13 Ejercicios: 1) Describa la principal diferencia entre:
Mezcla Homogénea y Mezcla Heterogénea Coloide y suspensión Hidratación y Solvatación 2) ¿Por qué la sal (Cloruro de Sodio) puede disolverse en agua? ¿Ocurrirá lo mismo si se disuelve en tolueno (compuesto apolar) ? ¡ A TRABAJAR !

14 Tipo de disoluciones Dependiendo de la cantidad de soluto presente éstas se clasifican según sus siguientes características: a) Disoluciones diluidas b) Disoluciones concentradas c) Disoluciones sobresaturadas

15 Disoluciones diluidas
Si la cantidad de soluto respecto del disolvente es pequeña. El soluto y el disolvente no están en la proporción ideal a una temperatura determinada. El disolvente puede admitir más soluto y disolverlo. 

16 Disoluciones saturadas
Es aquella donde el soluto y solvente están en la proporción ideal a una temperatura determinada. El solvente no puede disolver más soluto.

17 Disoluciones sobresaturadas
Es una disolución donde contiene más soluto del que puede haber en una disolución saturada. No son muy estables ya que parte del soluto se separa de la disolución formando cristales.

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19 Conductividad Eléctrica
En el siglo XIX Michael Faraday descubrió que las disoluciones acuosas de ciertos solutos tenían la propiedad de conducir la electricidad, mientras que otras con solutos de diferente naturaleza química no lo hacían.

20 Propiedades Electrolíticas
Un electrolito es una sustancia que cuando se disuelve en agua forma una disolución que conduce la electricidad. En este caso el soluto se ha disociado en sus iones al disolverse. Un no electrolito no conduce la corriente eléctrica cuando se disuelve en agua.

21 Diferencias entre sustancias electrolíticas y no electrolíticas

22 El agua pura es un conductor deficiente de la electricidad ya que contiene muy pocos iones por lo que podemos concluir que ¡¡¡ EL AGUA NO CONDUCE LA ELECTRICIDAD POR SÍ SOLA !!!

23 Ejercicios: 1) Clasifique las siguientes sustancias en electrolitos o no electrolitos y prediga si pueden conducir la electricidad formando una disolución acuosa: Cloruro de Sodio (NaCl) d) Hidróxido de potasio (KOH) Metanol (CH3OH) e) Ácido fluorhídrico (HF) Ácido clorhídrico (HCl) f) Glucosa (C6H12O6) 2) Describa la principal diferencia entre un electrolito y un no electrolito ¿Qué sustancias se pueden disociar en agua?

24 Solubilidad Máxima cantidad de soluto que se puede disolver en una cantidad determinada de solvente a una temperatura fija. PUNTO DE SATURACIÓN: Punto donde el disolvente no puede disolver mas soluto .

25 Factores que afectan la solubilidad
1) Naturaleza del soluto y del solvente 2) Temperatura 3) Presión

26 Naturaleza del soluto y del solvente
Los solutos polares son solubles en solventes polares y los solutos apolares se disuelven en solvente apolares.

27 Temperatura Sólidos: Al aumentar la temperatura ayuda al proceso de disolución de un soluto en el disolvente. Gases: Disminuye al aumentar la temperatura de la disolución, pues las moléculas del gas, al poseer mayor energía cinética, tienden a volatilizarse.

28 Si mezclas leche en polvo en agua fría y en agua caliente, ¿Dónde se disolverá más rápido? ¿Por qué?

29 Presión Al aumentar la presión en una solución cuyo soluto es un gas, se produce un aumento en la solubilidad. (GAS EN LÍQUIDO). Cuando aumenta la presión se disuelve una mayor cantidad de moléculas en el solvente, debido a que están chocando con la superficie.

30 Ley de Henry En 1803, el químico británico William Henry estableció una ley donde: Relaciona la cantidad de gas que se puede disolver en un líquido con la presión que ejerce el gas que está en contacto con el líquido.

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32 Ejemplo: Un químico debe analizar los principales componentes de una bebida gaseosa: dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O). La mezcla está embotellada a una presión parcial de CO2 de 4,0 atm sobre el líquido a 25°C. ¿Cuál es la solubilidad del CO2 en la bebida? (La constante de la ley de Henry para el CO2 es k = 3,1 · 10-2 mol /l *atm a 25 °C).

33 Ejercicios: 1) Una disolución de nitrógeno en agua se encuentra a 0,78 atm. ¿Cuál es la solubilidad de la mezcla? (La constante de la ley de Henry es de 6,8x10-4 mol/L*atm) 2) Calcule la presión del oxígeno en agua sabiendo que la mezcla tiene una solubilidad de 2,86x10-4 mol/L (La constante de la ley de Henry es de 1,3x10-3 mol/L*atm)

34 Técnicas de Separación de Mezclas
Permite la separación de mezclas ya sean homogéneas como heterogéneas. Se basa en ciertas propiedades de las mezclas como baja solubilidad de un sólido en líquido o puntos de ebullición. Separación de Mezclas Homogéneas Separación de Mezclas Heterogéneas Destilación Filtración Cromatografía Decantación Cristalización Imantación Tamizado

35 Destilación Consiste en la separación de líquidos mediante dos procesos primero mediante una evaporación y luego una condensación. EJEMPLO: SEPARAR ETANOL DEL AGUA

36 Cromatografía Se basa en la retención selectiva cuyo objetivo es separar los componentes de una mezcla permitiendo clasificarlos. EJEMPLO: IDENTIFICAR LOS COMPONENTES DE LA CLOROFILA

37 Cristalización Es el proceso en el cual se separa un componente de una solución liquida transfiriéndolo a la fase solida en forma de cristales que precipitan. Esta técnica involucra cambios de temperatura, agitación entre otros.

38 Filtración Segrega sólidos en suspensión en un líquido.
Se usa un embudo con un papel filtro en su interior El papel debe ser poroso para que traspase el agua y retenga el sólido (también se puede usar algodón). EJEMPLO: SEPARAR ARENA DEL AGUA

39 Decantación Esta técnica permite separar líquidos que tienen diferentes densidades y no son solubles entre sí. Ejemplo: SEPARAR ACEITE DEL AGUA LA EXTRACCIÓN DE PETRÓLEO EN YACIMIENTOS MARINOS

40 Imantación Esta técnica sólo es útil a la hora de separar sustancias con propiedades magnéticas de aquellas que no las poseen. Se utilizan imanes que atraen a las sustancias magnéticas y así se logra separarlas de las que no lo son. EJEMPLO: SEPARAR HIERRO DE OTROS METALES Y MATERIALES

41 Tamizado Esta puede ser utilizada para la separación de mezclas sólidas, compuestas con granos de diversos tamaños. Se hace pasar la mezcla por distintos tamices. Ejemplo: PURIFICACIÓN PRIMARIA DEL AGUA

42 Unidades de Concentración
A) UNIDADES FÍSICAS DE CONCENTRACIÓN 1) Porcentaje masa-masa (% m/m) Se define como la masa de soluto (A) expresada en gramos (g) presentes en 100 g de disolución (AB) y se denota:

43 EJEMPLO: ¿Cuál será la concentración % m/m de una disolución que se encuentra contenida en un vaso de precipitado con 250 g de agua y 50 g de azúcar?

44 Ejercicios: 1. ¿Cuál será la concentración % m/m de una disolución que se encuentra contenida en un vaso con 820 g de disolución y 70 g de azúcar? 2. ¿Cuál será la concentración % m/m de una disolución que se encuentra contenida en un vaso con 320 g de disolución y 40 g de sal? 3. ¿Cuál es el % m/m de una leche que se preparó mezclando 130 g de agua con 50 g de leche en polvo? 4. ¿Qué cantidad de agua y de sal de mesa (NaCl) se debe emplear para preparar una salmuera de concentración 45 % m/m?

45 2) Porcentaje masa-volumen (% m/v)
Se define como la masa de soluto (A) expresada en gramos (g) presentes en 100 mililitros (mL) de disolución (AB) y se denota:

46 EJEMPLO: ¿Cuál será la concentración % m/v de una disolución acuosa que se encuentra contenida en un vaso de precipitado con 250 mL de disolución y 20 g de sal?

47 Ejercicios: 1. Se disuelven 13 g de cloruro de aluminio (AlCl3) en 215 ml de solución. Calcular el porcentaje masa volumen de la sal. 2. Si se desea preparar 2 litros de una bebida azucarada al 7 % m/v, ¿Qué masa de azúcar expresada en gramos (g) deberá disolver en agua para obtenerla? 3. ¿Qué cantidad en gramos de leche en polvo se debe disolver para obtener un litro de disolución de concentración 21 % m/v? 4. ¿Qué cantidades de agua y de sal se deben mezclar para obtener una disolución acuosa 9 % m/v, cuya densidad es de 1,2 g/mL? 5. Determine el % m/v de una solución de ácido sulfúrico (H2SO4) si la concentración de la solución acida es 20 % m/m y tiene una densidad de 1,3 g/mL

48 3) Porcentaje volumen-volumen (% v/v)
Se define como el volumen de soluto (A) expresado en mililitros (mL) presentes en 100 mL de disolución (AB) y se denota:

49 EJEMPLO: ¿Cuál es la concentración expresada en % v/v que se tiene al disolver 20 mL de líquido refrigerante en agua hasta alcanzar 500 mL de disolución? ¿Cuál es el volumen del disolvente?

50 Ejercicios: 1. ¿Cuál es el porcentaje de alcohol en una solución si se disuelven 48 mL de alcohol en 150 mL de solución? 2. ¿Cuántos mL de ácido sulfúrico hay en 300 mL de una disolución al 20% v/v? 3. Para limpiar heridas es posible disolver alcohol en agua, obteniendo así una disolución diluida. ¿Qué volumen de alcohol se debe agregar a una disolución de 70 mL para que su concentración sea 10 % v/v?

51 B) UNIDADES QUÍMICAS DE CONCENTRACIÓN
1) Molaridad (M) Es el número de moles de soluto en 1 L de disolución expresada como: Molaridad (M) = moles de soluto (n) Volumen de disolvente (L)

52 EJEMPLO: 1.Calcular la molaridad de una disolución acuosa que contiene 4 moles de ácido clorhídrico (HCl) en 2,5 L de disolución. 2. Interprete qué significa tener una disolución acuosa 0,9 M 3. ¿Cuál la molaridad de 250g de H2SO4 en 3500 mL de disolución? 4. ¿Cuántos gramos de NaOH se necesitan para preparar 900 mL de disolución 0.50 M?

53 Ejercicios: 1.Calcular la molaridad de una disolución acuosa que contiene 6 moles de yoduro de potasio (KOH) en 4,9 L de disolución. 2. ¿Cuál la molaridad de 60g de NaNO3 en 1800 mL de disolución? 3. Interprete qué significa tener una disolución acuosa 0,7 M 4. ¿Cuántos gramos de CaCO3 se  necesitan para  preparar 1500 g disolución 1,2 M?

54 Es el número de moles de soluto en 1 kg de disolvente expresada como:
2) Molalidad (m) Es el número de moles de soluto en 1 kg de disolvente expresada como: Molalidad (m) = moles de soluto (n) Masa de disolvente (kg)

55 EJEMPLO: 1. Determinar la molalidad de una disolución que contiene 4 moles de carbonato ácido de sodio (NaHCO3) en 2,5 kg de disolución

56 Ejercicios: 1. Establecer la molalidad de una disolución que contiene 8 g de Mg(OH)2 en 500 mL de agua (ρ agua = 1g/mL) 2. Se disuelven 20 g de (K2SO4) en 200 g de agua. Calcular su molalidad de la disolución. MM K2SO4 174 g/mol.

57 3) Fracción Molar (X) Corresponde a la cantidad de sustancia (expresada en moles) de un componente en relación con el total de moles que componen la disolución. Se expresa:

58 EJEMPLO: Un estudiante prepara una disolución acuosa de nitrato de potasio (KNO3) mezclando 30 g de la sal con 100 g de agua. ¿Cuál es la fracción molar del soluto y la del disolvente? (MM H2O = 18 g/mol ; MM KNO3 = 101 g/mol)