Conceptes previs Composició de les solucions Mètodes de separació.

Presentación del tema: "Conceptes previs Composició de les solucions Mètodes de separació."— Transcripción de la presentación:

1 Conceptes previs Composició de les solucions Mètodes de separació

2 U4 |Conceptes previs Dispersions, solucions i suspensions Tipus de solucions Solució saturada. Solubilitat Propietats col·ligatives

3 U4 |Dispersions, solucions i suspensions Dispersions: Tipus molt freqüent de mescles en les que es distingeix un medi dispersant, generalment més abundant, en què es troben dispersos els altres components. Solucions: Dispersions en què el component dispers, igual que el medi dispersant, es troba repartit a nivell molecular, atòmic o iònic. Suspensions: Dispersions en què els components dispersos tenen un diàmetre més gran que 1 μm. Dispersió col·loïdal o col·loide: Dispersió que conté partícules disperses en un medi en què no es dissolen i la seva grandària és intermèdia entre el de les suspensions i el de les dissolucions. El iode, sòlid de color gris, es dissol en alcohol. La solució, de color marró fosc, està formada per molècules de iode i d’alcohol. Aquesta solució es coneix amb el nom de tintura de iode.

4 U4 |Tipus de solucions Solucions gasoses Solucions líquides: - Gas dissolt en un líquid - Líquid dissolt en un altre líquid - Sòlid dissolt en un líquid Solucions sòlides Gasosa. Solució líquida en la qual el solut dissolt és el diòxid de carboni (gas). Llautó

5 U4 |Solució saturada. Solubilitat En una solució saturada i per a una temperatura determinada, la quantitat de substància dissolta és la màxima possible i ja no se’n pot dissoldre més. S’anomena solubilitat d’una substància, en un dissolvent determinat, la composició de la solució saturada. La solució de iode en aigua està saturada, ja que els petits cristalls que apareixen al fons del vas no es dissolen per més que s’agiti.

6 Procés de dissolució El procés de dissolució és un fenomen pel qual un solut es romp en partícules (àtoms, ions o molècules) per efecte del dissolvent i forma una dissolució o solució. Antoni Salvà. Dep. Física i química. IES Felanitx http://phet.colorado.edu/es/simulation/soluble-salts

7 Solubilitat La solubilitat indica la màxima massa de solu4. Solubilitatt que podem dissoldre en una certa quantitat de dissolvent. És la concentració màxima. S'expressa en grams de solut per 100 g de dissolvent Generalment pels soluts sòlids i líquids augmenta amb la temperatura. Pels gasos augmenta amb la pressió del gas, i disminueix amb la temperatura

8 U4 |Propietats col·ligatives Propietats de les solucions que depenen del nombre de partícules (molècules o ions) de solut dissoltes, però no de la naturalesa d'aquestes partícules. Propietats col·ligatives Disminució de la pressió de vapor ( llei de Raoult )p 0 – p = χ s p 0 Augment del punt d'ebullicióΔt e = K e m Disminució del punt de congelacióΔt c = K c m Pressió osmòtica ( π )π = c R T

9 U4 |Composició de les solucions Tant per cent en massa Tant per cent en volum Concentració en massa Concentració molar (molaritat) Molalitat Fracció molar

10 U4 |Tant per cent en massa / Tant per cent en volum El tant per cent en massa de solut (o simplement tant per cent de solut) és el nombre de grams de solut dissolts en 100 grams de solució. El tant per cent en volum d’una solució es defineix com el nombre d’unitats de volum de solut dissolt en 100 unitats de volum de solució.

11 U4 |Concentració en massa / Concentració molar ( molaritat ) La concentració en massa indica la massa de solut dissolta en cada unitat de volum de solució. La concentració molar indica la quantitat de substància dissolta en cada unitat de volum de solució. La composició d’una solució en mol/dm 3 s’anomena molaritat.

12 U4 |Molalitat / Fracció molar La molalitat és la quantitat de substància (nombre de mols) dissolta en cada unitat de massa de dissolvent (no de solució). La fracció molar d’un dels components d’una solució és el quocient entre el nombre de mols d’aquest component i el nombre de mols de tots els components.

13 Problema 3. La solubilitat del nitrat de potassi és de 155 g/100 g d'aigua a 78º C i de 38 g/100 g d'aigua a 25ºC. Calcula la massa de nitrat de potassi que cristal·litzarà en refredar exactament 100 g d'aquesta dissolució saturada de 78 ºC a 25 ºC.

14 Preparació de dissolucions La preparació de dissolucions és una de les tècniques de laboratori més importants. Les dissolucions més habituals es poden preparar de dues maneres: 1) Per dissolució d'un solut sòlid soluble en un dissolvent líquid.

15 2) Per dilució d'una dissolució concentrada afegint més dissolvent a una dissolució diluïda.

16 Problema 4. Explica el procés de preparació de 250 mL d'una dissolució de concentració 1,25 mol/l de dicromat d'amoni, a partir de dicromat d'amoni del 87,5 % de riquesa.

17 Problema 5. Explica el procés de preparació de 500 mL d'una dissolució de concentració 0,1 mol/l d'àcid clorhídric, a partir d'àcid clorhídric concentrat del 37 %. Dades: M(HCl) = 36,47; ρ(HCl) = 1,18 g/ml. Volum dissolució diluïda Concentració dissolució diluïda Massa molar Concentració dissolució concentrada Densitat dissolució concentrada

18 U4 |Mètodes de separació MecànicsMecànics: - Decantació - Filtració - Centrifugació Amb canvi d’estatAmb canvi d’estat: - Sublimació - Cristal·lització - Destil·lació simple - Destil·lació fraccionada De dissolució i d’extracció líquid - líquid Mètodes cromatogràfics

19 U4 |Mètodes mecànics Decantació Operació que consisteix a separar dues o més substàncies immiscibles que tinguin densitat diferent i de les quals, almenys una sigui líquida. Filtració Un líquid, amb partícules sòlides en suspensió, es fa passar per un filtre de paper, tela o vidre, que, a manera de tamís molt fi, reté les partícules sòlides i deixa passar el líquid. Centrifugació La mescla, amb components de diferents densitats, es fa girar en posició horitzontal i a gran velocitat.

20 U4 |Mètodes amb canvi d’estat Sublimació Una substància en estat sòlid, sublima i es pot separar d’una mescla de sòlids per escalfament. Els vapors de la substància es poden recollir sobre una superfície freda, on tornen a solidificar-se en estat pur. Cristal·lització Un dels components de la mescla cristal·litza i es diposita al fons del recipient. Destil·lació simple En el procés es combinen dos canvis d’estat: el pas de líquid a vapor, seguit del pas invers, la condensació o la liquació del vapor per passar-lo novament a líquid. Destil·lació fraccionada S’intercala entre el matràs i el refrigerant una columna de destil·lació anomenada columna de fraccionament.

21 U4 |De dissolució i d’extracció líquid - líquid Dissolució Els components solubles d’una mescla sòlida o líquida poden separar-se dels insolubles per dissolució en un dissolvent adequat. Extracció líquid - líquid Consisteix a passar un solut d’un dissolvent a un altre, en què és més soluble. Ambdós dissolvents han de ser immiscibles. Després, amb un embut de decantació, podem separar les dues solucions. Extracció líquid – líquid.

22 U4 |Mètodes cromatogràfics La cromatografia es basa en la diferent capacitat que presenten els components d’una petita mostra gasosa o líquida d'adherir-se a unes superfícies adsorbents sòlides o líquides. Tipus de cromatografies:- Cromatografia de gasos. - Cromatografia líquida o de líquids. - Cromatografia plana (sobre paper o capa fina). Cromatografia sobre paper (o sobre capa fina) per a separar els components d’una tinta.