Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Clasificación de los sistemas dispersos según el tamaño de las partículas dispersas. Suspensiones: Si el diámetro de la partícula es mayor de 0.1 m (micrómetro) Disoluciones coloidales: El diámetro de la partícula dispersa se halla comprendida entre 0.1 y m Disoluciones verdaderas: Si el diámetro de la partícula es inferior m 1m : 10-6m Mag. Hugo Villanueva Vílchez

LAS DISOLUCIONES Las disoluciones son mezclas homogéneas de sustancias en iguales o distintos estados de agregación. La concentración de una disolución constituye una de sus principales características. Bastantes propiedades de las disoluciones dependen exclusivamente de la concentración. Su estudio resulta de interés tanto para la física como para la química. Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Las disoluciones según el estado físico en que se encuentren pueden ser: Gaseosas: En las que se disuelve un gas en otro. Liquidas: Cuando se disuelve un liquido cualquier cuerpo en estado gaseoso, liquido o sólido Sólidas: Cuando se mezclan varios metales. Atendiendo al tipo de partículas que están dispersas, las disoluciones pueden ser moleculares, formadas por moléculas o iónicas, por iones. Mag. Hugo Villanueva Vílchez

COMBINACIÓN MEZCLA Y DISOLUCIÓN
La separación de un sistema material en los componentes que lo forman puede llevarse a cabo por métodos físicos o por métodos químicos. Los primeros incluyen una serie de operaciones tales como filtración, destilación o centrifugación, en las cuales no se produce ninguna alteración en la naturaleza de las sustancias, de modo que un simple reagrupamiento de los componentes obtenidos tras la separación dará lugar, nuevamente, al sistema primitivo. Mag. Hugo Villanueva Vílchez

La concentración de una disolución
Las propiedades de una disolución dependen de la naturaleza de sus componentes y también de la proporción en la que éstos participan en la formación de la disolución. Mag. Hugo Villanueva Vílchez

La concentración de una disolución es la cantidad de soluto disuelta en una unidad de disolvente o de disolución. Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Formas de expresar la concentración
Existen diferentes formas de expresar la concentración de una disolución. Las que se emplean con mayor frecuencia suponen el comparar la cantidad de soluto con la cantidad total de disolución, ya sea en términos de masas, ya sea en términos de masa a volumen o incluso de volumen a volumen, si todos los componentes son líquidos. Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Formas de expresar las concentraciones
Se suelen utilizar unidades físicas (g,/ ml), unidades químicas (moles) y mixtas (mol/litro, mol/Kg.). En la tabla 1 se resumen las mas importantes Tabla 1 Formas mas usuales de expresión de concentraciones % en peso % p/p N° de gramos --- 100 g g/100 ml % p/v 100 ml Volumen / volumen V/V N° de ml Fracción molar de soluto Xs N° de moles 1 mol Fracción molar de disolvente Xd Molalidad m 1kg Osmolalidad im N° de osmoles 1Kg Molaridad M 1 litro Nombre Símbolo Soluto Disolvente Disolución Normalidad N N° de equivalentes Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Molaridad.(M) Es la forma más frecuente de expresar la concentración de las disoluciones en química. Indica el número de moles de soluto disueltos por cada litro de disolución; Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Gramos por litro. Indica la masa en gramos disuelta en cada litro de disolución. Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Molalidad. Indica el número de moles de soluto disuelto en cada kilogramo de disolvente: Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Tanto por ciento en peso. Expresa la masa en gramos de soluto disuelta por cada cien gramos de disolución. Su cálculo requiere considerar separadamente la masa del soluto y la del disolvente: siendo la masa de la disolución la suma de la del soluto y la del disolvente. Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Normalidad se define como normalidad el numero de equivalentes - gramo de soluto presentes en 1 litro de disolución. Cuando una disolución contiene un equivalente - gramo de soluto por litro de disolución se dice que es 1 Normal; si contiene medio, dos o tres, la disolución es medio normal , (1/2N), dos normal, (2N), tres normal, (3N), respectivamente y así sucesivamente. Mag. Hugo Villanueva Vílchez

N = ---------------------- = Eq / L Volumen (Litros)
Numero equivalentes N = = Eq / L Volumen (Litros) Gramos N° Eq = Peso equivalente Peso Equivalente =Peso atómico= Peso molecular Valencia Valencia Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Eq HI = ------ = ------ = 128 g/Eq
Ejemplo1: La valencia del ácido yodhídrico es 1, dado que en su ionización se desprende un protón(H+): HI  H+ + I- por consiguiente su Equivalente gramo vale PM Eq HI = = = 128 g/Eq Val Así pues, para preparar una solución de HI 1N deberán disolverse 128 gramos de ácido en un volumen de agua suficiente para completar un litro. Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Las Fórmulas que se citan a continuación permiten transformar las concentraciones centesimales en molares o normales. m 0/0 . d N = x10 Eq Mag. Hugo Villanueva Vílchez

m 0/0 . d M =------------ x 10 Pm
En estas formulas N y M son las concentraciones, normal y molar respectivamente, m es la masa en gramos,por cada 100 gramos(porcentaje peso en peso) de solución y Eq el equivalente gramo, Pm el peso molecular y d la densidadde la solución en gramos/ml Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Cuando el valor del porcentaje esta expresado como p/v se usa la siguiente fórmula donde se prescinde de la densidad, pues el valor del volumen queda implícito en 100 ml= 0,1Litro 0/0 p/v M = x10 Pm 0/0 p/v N = x10 Eq Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Ejemplo2.- Determinar la normalidad de una solución de NaOH al 20 % p/v aplicando la fórmula correspondiente Na OH al 20% p/v 20 N = x10 = 5 Eq/L 40 --- 1 Respuesta : La solución es 5N Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Fracción Molar.- La Fracción molar de una determinada sustancia que actúa como soluto en una disolución es la relación que se establece entre su propio numero de moles, es decir, el numero de moles de soluto y el numero total de moles que forman parte de la disolución. Siendo n1 y n2 los respectivos números de moles de soluto y disolvente. Por lo tanto la fracción molar de el componente 1 queda expresada por la formula: n1 X1 = n1 + n2 Mag. Hugo Villanueva Vílchez

a) Tanto por ciento.en peso% p/p
Ejemplo 3.-Se mezclan 5,00 g de cloruro de hidrógeno (HCl) con 35,00 g de agua, formándose una disolución cuya densidad a 20 ºC es de 1,060 g/cm3. Calcúlese: a) El tanto por ciento en peso. b) La concentración en gramos por litro. c) La molaridad y d) La molalidad. a) Tanto por ciento.en peso% p/p Se trata de calcular el número de gramos de soluto por cada cien gramos de disolución: Mag. Hugo Villanueva Vílchez

b) Gramos/litro. Si datos están referidos a masas y no a volúmenes, es necesario recurrir al valor de la densidad y proceder del siguiente modo: 1. Se calcula la masa de un litro de disolución masa = volumen x densidad = cm3 x 1,060 g/cm3 = 1 060 g 2. A partir del valor del tanto por ciento en peso se determina la masa en gramos del soluto contenida en la disolución: Mag. Hugo Villanueva Vílchez

c) Molaridad. donde 36,47 es la masa molecular del HCI y, por tanto, la masa de su mol expresada en gramos. Mag. Hugo Villanueva Vílchez

d) Molalidad. Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Ejemplo 4.- Una mezcla de etanol y agua tiene una concentración de 64% p/p en etanol. Expresar su concentración en las demás formas indicadas en la tabla. Datos complementarios: densidad de la mezcla = 0.88 g/ml; d etanol = 0,79 g/ml; d agua = 1,00 g/ml; fórmula del etanol : C2H6O (CH3-CH2OH) Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Vol = Masa/densidad = 100g/0,88g/ml
Si el %p/p en etanol es 64,en peso el contenido en agua será 36% Para expresarlo en g/100 ml ( % p/v) se requiere utilizar la densidad de la mezcla. Vol = Masa/densidad = 100g/0,88g/ml 113,6 ml. Como tenemos 64 g etanol en 113,6 ml, En 100 ml de mezcla habrá ( 64/113,6) X 100 = 56,3 % p/v Mag. Hugo Villanueva Vílchez

para obtener la expresión % v/v, de etanol debemos calcular los volúmenes de etanol y agua que hemos mezclado. Vetanol = 64 g et./0.79 g/ml = ml etanol V agua = 36 g ag./1,00 g/ml = ml agua El volumen total es : ml en 100ml de la mezcla habrá (81/117) x = 69,23 % v/v Mag. Hugo Villanueva Vílchez

La relación V/V(Volumen de Etanol sobre el Volumen de solvente) De los datos anteriores se tiene V etanol: 81 ml V agua : 36 ml Vet/ Vag = 81 ml/ 36 ml = 2,25 Eso significa que por cada 2,25 ml de etanol existe 1 ml de agua Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Xetanol: netanol / (netanol + nagua)
La fracción molar de etanol, Xetanol , será igual a: Xetanol: Moles de EtOH/moles totales) Xetanol: netanol / (netanol nagua) Xetanol: 64g/46 g/mol /(64/ /18)g/mol Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Xagua = 1-0,41 = 0,51 Xetanol= 1,39 / (1,39 + 2) = 0,41
Xetanol= 1,39 / (1,39 + 2) = 0,41 la fracción molar del agua será el complemento a uno; es decir Xetano + Xagua = 1 Xagua = 1-0,41 = 0,51 Mag. Hugo Villanueva Vílchez

La molalidad se define como el número de moles de etanol disueltos o mezclados en 1Kg de disolvente, en este caso el agua. 64 g/ 46 g/mol et = 38,647 molal 36 g agua/ 1000 g agua Mag. Hugo Villanueva Vílchez

La molaridad corresponde al numero de moles de etanol por litro de disolución. 563 g et./46 g/mol et. = 12,2 molar 1 litro disolución El Peso molecular del Etanol es 46g/mol y 563 se ha deducido del porcentaje % p/v ( 56,3 % p/v). Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Algunas de estas propiedades de las disoluciones no dependen de la naturaleza del soluto, sino únicamente de la concentración de la disolución, y reciben el nombre de propiedades coligativas. Mag. Hugo Villanueva Vílchez

El hecho de que una determinada sustancia forme parte de una disolución, ya sea como soluto o como disolvente, da lugar a que ciertas propiedades físicas de dicha sustancia se vean alteradas: tal es el caso de la presión de vapor, los puntos de fusión y ebullición y la presión osmótica. A dichas características de la materia se las conoce por la denominación de propiedades coligativas y dependen de la concentración del soluto en una determinada disolución. Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Ósmosis y presión osmótica
Cuando dos líquidos miscibles se ponen en contacto, el movimiento asociado a la agitación térmica de sus moléculas termina mezclando ambos y dando lugar a un sistema homogéneo. Este fenómeno físico se conoce con el nombre de difusión. Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Ciertas sustancias, tales como el celofán, el pergamino o la porcelana porosa, actúan como membranas semipermeables: cuando una solución las atraviesa, en algunos casos, permiten el paso de las moléculas del disolvente y retienen en cambio las del soluto. Si se ponen en contacto una disolución y su disolvente puro, separados por una membrana semipermeable, se produce el paso de cierta cantidad de disolvente puro a la disolución, fenómeno conocido con la denominación de osmosis. Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Las membranas semipermeables se caracterizan porque, debido al tamaño de sus poros, cuando se sitúan como límite de separación entre una disolución y su disolvente correspondiente, permiten el paso de las moléculas de disolvente, pero no las de soluto solvatadas, cuyo tamaño es mayor. Se produce entonces entre ambos sistemas una difusión restringida que se denomina ósmosis Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Esta propiedad de disoluciones y disolventes desempeñan un papel de considerable importancia en diversos aspectos de la ordenación biológica: los intercambios de sustancias metabólicas que se producen entre las células y el medio que las rodea tiene lugar por ósmosis. Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Tiene soluto. Solución No tiene soluto Mag. Hugo Villanueva Vílchez

h1 x d1 = h2 x d2 si se relaciona con una columna de mercurio se puede hallar la presion en términos de mm de Hg e incluso de atmósferas a l t u r hHg = hsolución x dsolución dHg Mag. Hugo Villanueva Vílchez

La diferencia de niveles en la osmosis determina la llamada presión osmótica, que se define como la presión ejercida por las disoluciones y causada por el contacto de las partículas de soluto con las paredes del recipiente que las contiene. El comportamiento de las disoluciones es equiparable al de los gases ideales; así pues, la formula que permite determinar el valor de la presión osmótica  puede deducirse de una expresión análoga a la de la ecuación general de los gases ideales. Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Hay, por tanto, una presión de fluido que se ejerce del disolvente hacia la disolución y que recibe el nombre de presión osmótica. La presión osmótica, p, () de una disolución depende de su concentración y se atiene a una ley semejante a la de los gases perfectos. Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Nota: En la practica se puede usar molaridad en lugar de molalidad
Dicha ley fue establecida por Van't Hoff en 1897 y se expresa en la forma: p V = n R T o lo que es lo mismo: siendo M la concentración molar, R la constante de los gases y T la temperatura absoluta de la disolución. Nota: En la practica se puede usar molaridad en lugar de molalidad Mag. Hugo Villanueva Vílchez

la concentración ha sido
Ejemplo5.- Para determinar la presión osmótica de una disolución 2 molar ( 2M a 25º C ), bastara con aplicar la formula, obteniendo  = CRT  = mol x 0,082 Lt.Atm x ( )°K Lt mol. °K  = 48,8 atm la concentración ha sido sustituida por la molaridad. Las unidades de presión osmótica son las mismas que la presión considera en los términos habituales, de acuerdo al valor que adquiere R Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Una disolución se dice que es isotónica respecto a otra cuando sus presiones osmóticas son iguales, una disolución es hipertónica respecto a otra disolución cuando su presión osmótica es mayor y una disolución es hipotónica cuando su presión osmótica es menor. Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Disoluciones Iónicas Otras sustancias, al disolverse en agua, se disocian originando un numero de partículas mayor que el numero de moléculas teóricas. El caso mas importante lo constituyen las sustancias electrolíticas. Son electrolitos las sales, los ácidos y las bases. Como cada molécula se disocia en varias partículas, en general iones, las propiedades coligativas detectan una concentración de soluto aparentemente mayor de la previsible. Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Las leyes de las propiedades coligativas siguen, en este caso, siendo validas la molalidad se multiplica por un factor corrector: el coeficiente de Van t´Hoff, i Este coeficiente informa del numero de partículas en que se ha disociado la molécula de soluto. Si la disociación es completa, el electrolito se considera fuerte y el coeficiente i es prácticamente igual a : n° de iones / molécula Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Ejemplo Cloruro Sódico NaCl  Na+ + 1 Cl- =2 Ácido Sulfúrico H2SO  H+ + 1SO4 = =3 Hidróxido de bario Ba (OH)2  Ba OH- =3 Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Teóricamente una solución ISOTÓNICA equivale a una solución 0,9% p/v de NaCl, en este caso la molaridad es análoga al molalidad. Peso molecular del NaCl : 58,5 g/mol m = 0,9 g / 58,5g/mol = 0, molal 100g agua / 1000 g agua Si el cloruro de sodio no se disociara seria una solución 0, molal, pero al disociarse en dos iones se debe multiplicar por 2 Por lo tanto será: 2 x 0,154 : 0,308 molal en NaCl una solución ISOTÓNICA Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Ejercicio7.-Que cantidad de NaCl habrá que mezclar con 1Kg de agua para que resulte un suero isotonico, inyectable en vena (el suero sanguíneo es 0,3 molal, deducido del caso anterior) Según el ejercicio im = 0,3 osmoles como el NaCl se disocia por completo en dos partículas i=  = 2. Por lo tanto: m = 0,3 / 2 = 0,15 molal Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Un mol de NaCl pesa ( ,5) 58,5 g/mol. Habrá que mezclar con 1 Kg. de agua 0,15 moles, es decir 58,5 g/mol. X 0,15 mol = 8,78 g de sal. En general, para preparar cualquier suero salino, se seguirá la formula: G (Kg. agua) x im x Masa Molecular (sal) g (g sal) =  (particula / molécula) Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Ejercicio 8.-Se precisa alimentar un paciente por vía parenteral, suministrándole, a la vez, agua, 270 g de glucosa y 50 g de aminoácidos neutros (masa molecular media = 125 dal/aa) Cuanta agua tendrá que acompañar al azúcar y a los aminoácidos para que el conjunto resulte ser 0,5 molal. Mag. Hugo Villanueva Vílchez

N° moles de glucosa = 270g / 180 g /mol= 1,5 mol N° moles de aa = 50g / 125 g/mol = 0,4 mol N° total de moles: 1,5 + 0,4 = 1,9moles. m = n° total moles /G Kg de agua como m = 0,5 G = ,9 moles = 3,8 Kg de agua 0,5 moles /kg agua Mag. Hugo Villanueva Vílchez

En medicina se utiliza frecuentemente el concepto de osmolalidad. Un osmol es un mol de partículas, es decir, la cantidad de partículas que produce los mismo efectos osmóticos que un mol no disociado. De ahí se deduce que en las disoluciones moleculares habrá tantos osmoles como moles y en los electrolitos fuertes la osmolalidad será igual a la molalidad multiplicada por  o (i) Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Problemas 1.- A un enfermo hay que inyectarle 15 g de KCl y 120 g de glucosa. Cuanta agua habrá que añadirles para que resulte un suero 0,4 osmolal 2.- A un enfermo que ha perdido sangre hay que inyectarle 132 g de seroalbúmina (Peso Molecular = dal) y 100 g de glucosa ( Peso Molecular = 180) en un total de 3 Kg. de agua. Calcular cuánto NaCl debemos añadir para que resulte un suero osmolal Mag. Hugo Villanueva Vílchez

3.- Un enfermo con ácidos requiere la inyección de 1 litro de lactato sodio isotónico ¿Cuántos gramos de la sal ( C3H5O3Na) deberán disolverse en 1 Kg. de agua bidestilada y exenta de pirogenos? PesoMolecular del lactato de sodio: 82 g/mol. Asumir que la sal se disocia totalmente Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Presentaciones similares

Presentación del tema: "Mag. Hugo Villanueva Vílchez"— Transcripción de la presentación:

Presentaciones similares

Sobre el proyecto

Feedback

Iniciar la sesión

Autorizarse a través de una red social:

Mag. Hugo Villanueva Vílchez

Presentaciones similares

Presentación del tema: "Mag. Hugo Villanueva Vílchez"— Transcripción de la presentación:

Presentaciones similares

Sobre el proyecto

Feedback