Disoluciones

Disolución

​

Es una mezcla homogénea de 2 ó más

Sustancias, cuyos componentes son:

Soluto y Disolvente

Mezcla Homogénea

Los componentes no se distinguen

uno de otro.

Ejemplo: agua de mar, gaseosa,

Aire, aleaciones metálicas, etc.

​

1. Soluciones químicas según el tipo de disolvente

a. Soluciones sólidas

1. Sólido - sólido: Aleaciones

2. Gas – sólido: Catalizador de H₂/Pt

3. Líquido – sólido: Amalgamas

​

​

b. Soluciones líquidas

​

1. Líquido - Líquido : Agua/Etanol

2. Sólido - Líquido : Salmuera

Suero fisiológico

3. Gas – Líquido : Soda

​

c. Soluciones Gaseosas

1. Gas – Gas : Aire

2. Líquido - Gas : Niebla

3. Sólido – Gas : Polvo en el aire

​

​

​

VISION MOLECULAR DEL PROCESO DE DISOLUCION

​

La facilidad con la que una partícula de soluto

sustituye a una molécula de disolvente depende de

la fuerza relativa de tres tipos de interacciones:

​

Interacción disolvente - disolvente

Interacción soluto - soluto

Interacción soluto – disolvente

​

ΔH disolución = ΔH₁ + ΔH₂ + ΔH₃

¿Qué es la solubilidad?

​

Es una medida de la cantidad de soluto que se disuelve en cierta cantidad de disolvente a una temperatura determinada.

2. Clasificación de las soluciones según la capacidad de disolución del soluto

Ejemplo

1. A 0 ºC la solubilidad del NaCl es de

37,5 g/100 g H₂O. A la Tº dada:

Clasifique las siguientes disoluciones:

a) Una disolución que contenga 37,5 g de NaCl en 50 g de agua

b) Una disolución que contenga 20 g NaCl en 100 g de agua.

c) Una disolución que contenga 18,75 g NaCl en 50 g de agua.

​

​

Factores que afectan la solubilidad

La solubilidad depende en general de:

​

• la temperatura
• la naturaleza del soluto y del disolvente
• la presión (En gases).

Factor Temperatura�Tabla de solubilidades

Gráfico de solubilidad v/s Tº

​

​

Algunas excepciones

Existen casos en donde un aumento de la Tº

disminuye la solubilidad, por ejemplo la

solubilidad del Ce₂(SO₄)₃ en agua a O ºC es

de 39,5g mientras que a 100 C es de 2,5 g.

​

Otros ejemplos

�Según los datos indicados para el KNO₃�

​

1. Si, prepara una disolución acuosa saturada a 80ºC ¿Qué esperaría observar si luego la enfría a 0ºC?

2. Dispone de 25 g de KNO₃, en un terrón y en una muestra finamente pulverizada ¿Cuál de las dos muestras se disolverá completamente a 20ºC? ¿Habrá algún cambio si agita la disolución?

3. Si, cambia el disolvente ¿Esperarías que los datos tabulados fueran similares?

Efecto de la temperatura

Generalmente un aumento de la

temperatura facilita el proceso de

disolución de un soluto.

�Efecto factor naturaleza soluto y soluto�

Situación problema

¿Por qué una mancha de aceite o una

de I₂, no son eliminadas con agua, pero si,

con CCl₄?

​

�

​

El agua es un disolvente molecular

polar, por lo tanto tiene la capacidad

para disociar sustancias de similar

naturaleza como son las iónicas y

moleculares polares como el HCl ó

NH₃.

Ejemplo

Se dispone de la

siguiente lista de

solutos y disolventes .

¿En que casos al

agregar el soluto en el

disolvente existirá

disolución?

Justifique.

Naturaleza de soluto y disolvente

En general se puede afirmar que:

​

“Lo semejante disuelve a semejante”

Efecto factor presión

​

Este es un factor que tiene

efecto apreciable en la solubilidad

de gases.

​

​

Efecto de la presión

​

Experimentalmente

se ha determinado

que la solubilidad

del gas es

directamente

proporcional a las

presiones aplicadas.

Factores que aceleran el proceso de disolución

• Grado de división .

Mientras más dividido este el soluto mayor es el área de contacto con el disolvente.

• Agitación.

Se favorece el contacto del soluto y el disolvente

�Unidades de concentración

​

a) Porcentaje en masa (% m/m)

b) Molaridad (M)

c) Normalidad (N)

d) Partes por millón (ppm)

​

��a) Porcentaje en masa: % m/m ó % p/p .�

Es la cantidad en gramos de soluto disuelto en 100 g de disolución.

​

% m/m = masa de soluto (g) x 100

masa de la disolución (g)

​

​

��b) Molaridad (M)��

Es el número de moles de soluto disueltos

en cada litro de disolución.

​

M = moles de soluto .

Volumen en litro de solución

Normalidad

Equivalentes en un litro de solución

N = eq eq = m

1,0 L Peq

​

Peq = MM

f

Pesos en equivalente de algunos ácidos, bases y sales

Acidos Bases

​

​

​

HCl = 36.46 g = 36,46 g

1 1

​

NaOH = 40,00 g = 40,00 g

1 1

H₂SO₄ = 98,00 g = 49,00 g

2 2

​

Ba(OH)₂ = 171,36 g = 85,68 g

• 2

​

Sales

​

​

AgNO₃ = 169,9 g = 169,9 g

1 1

​

Na₂CO₃ = 106,00 g = 53,00 g

2 2

​

Na₂SO₄ = 142,06 g = 71,03 g

2 2

​

Fe₂(SO₄)₃ =399,9g =66,65g

6 6

​

Na₃PO₄ =164,10 g =54,70 g

3 3

​

Ba(NO₃)₂=261,4g= 130,7g

• 2

​

​

​

NaCl = 58,44 g = 58,44 g

1 1

​

SO₄⁼ = 96,06 g = 48,03 g

2 2

Aplicación: cálculo de concentraciones

1. Una disolución contiene 8,5 g de NaNO₃ por cada 500 g de disolución. Calcule:

a) el % m/m e interprete este valor obtenido.

b) la masa de soluto contenida en 100 g de disolución.

c) la masa de soluto contenida en 100 g de disolvente.

2. Ejemplo

a) Calcule el porcentaje m / m de una solución formada por 30,0 g de soluto y 170 g de solvente.

​

b) ¿Cuál es la masa de la solución?

​

3. Ejemplo

Se mezclan 5,00 g de ácido Clorhídrico (HCl),

(M.M = 36,5 g/mol) con 35,00g de agua,

formándose una disolución cuya densidad a 20

ºC es de 1,060 g/cm³. Calcule:

a) El tanto por ciento en masa.

b) La concentración en gramos por litro

c) La Molaridad. Interpreta el valor obtenido

d) ¿Qué volumen de ésta disolución contiene

3,89 g de HCl?¿Cuál es la masa de agua?

4. Ejemplo

a)¿Cuál será la masa de un soluto en 200 ml de una disolución de concentración 12,0 g/L ?

b)¿Cuál es la concentración molar de ésta disolución?

Dato: M.M _soluto= 56,7 g/mol

​

​

5. Ejemplo

a) ¿Cuántos gramos de NiCl₂ se

necesitan para preparar 250 mL de

una Solución 0.3 M? ¿Cómo procedes

experimentalmente para preparar esta

disolución? (M.M = 129,7 g/mol)

b) ¿Cuántos mL de esta disolución

Contienen 1,3 x 10 ^-3 moles de NiCl₂?

6. Ejemplo

• a) ¿Cuál es la N y la M de una solución de H₂SO₄ al 13,0% en masa, cuya densidad de la solución es 1,090 g/mL?
• b) A qué volumen deben diluirse 100 mL de de ácido para preparar una solución 1,50 N?

7. Ejemplo

Una solución contiene 3,30 g de Na₂CO₃*10H₂O en cada 15 mL de solución.

1. Determine la M y la N.
2. Con cuántos mL de HAc 3,10 N reaccionarán 25,0 mL del carbonato de sodio de acuerdo a la ecuación: 2H⁺ + CO₃⁼ → H₂O + CO₂
3. Con cuántos mL de H₂SO₄ 3,10 N reaccionarán 25,0 mL de carbonato?

Preparación de la disolución de NiCl₂

Procedimiento para la preparación de una disolución

6. Ejemplo

Determinar la Molaridad, de una disolución

de ácido sulfúrico, H₂SO₄, cuya densidad

es 1,800 g/ml y 98,0% m/m.

¿Cuántos mL de esta disolución

contienen 3,2 g de H₂SO₄?

¿Qué se infiere al observar las siguientes disoluciones?

Disoluciones de KMnO₄

�Diluciones�

Cuando se agrega más solvente a

una solución concentrada, disminuye

la concentración de la solución, pero

el número de moles del soluto

permanece constante.

�Cálculos de dilución:�

n_c = n_d

M _c × V _c = M _d × V _d

Donde:

M _c : molaridad de la solución inicial

V _c : volumen de la solución inicial

M _d : molaridad de la solución final

V _d : volumen de la solución final

​

7. Ejemplo

Indique:

¿Cómo prepararía experimentalmente 250

mL de ácido sulfúrico 2,0 M a partir de una

disolución de ácido sulfúrico 18,0 M?          

8. Problema

A 600 ml de una disolución 0,60 M de KCl

(M.M = 74,5 g/mol) se le agregó solvente

hasta completar 900 ml de la nueva

disolución.

a) Calcular la molaridad de la disolución

final.

b) Sí, se usan 25,7 mL de la disolución final

¿Cuál es la masa de KCl contenida en ese

volumen?

​

​

​

​

​

​

Electrolitos y no electrolitos

En general las sustancias químicas

se clasifican según si conducen o

no la corriente eléctrica en :

• Electrolitos fuertes
• Electrolitos débiles y
• No electrolitos.

�Disoluciones acuosas de electrolitos �

Al disolver en agua:

• cloruro de sodio, NaCl
• cloruro de magnesio, MgCl₂
• ácido clorhídrico, HCl
• hidróxido de sodio, NaOH y otros hidróxidos
• ácido acético, CH₃COOH,
• amoniaco, NH₃ etc.

�Electrolitos Fuertes: �

• Se disocian totalmente
• Conducen muy bien la electricidad, debido a la gran cantidad de iones que dejan en solución.
• Ejs. Compuestos iónicos: sales, hidróxidos

Compuestos moleculares: ácidos

Electrolitos fuertes

• NaCl → Na⁺ _(ac) + Cl^- _(ac)

​

• MgCl₂ → Mg²⁺ _(ac) + 2 Cl^- _(ac)

​

• HCl + H₂O → H₃O⁺ _(ac) + Cl^- _(ac)

• NaOH → Na⁺ _(ac) + (OH)- _(ac)
• Ba(OH)₂ → Ba⁺² _(ac) + 2(OH)^- _(ac)

​

Electrolitos Débiles:�

• Se disocian parcialmente
• Conducen un pequeño flujo de corriente, debido a la pequeña cantidad de iones que dejan en solución
• Ejs. ácidos y bases débiles

Electrolitos débiles

El ácido acético:

CH₃COOH + H₂O ↔ CH₃COO^- + H₃O⁺

HAc + H₂O ↔ Ac ^- + H₃O⁺

​

El Amoniaco :

NH₃ + H₂O ↔ NH₄⁺ + OH ^-

�No electrolitos:�

• No conducen la electricidad, debido a que sus soluciones no dejan iones en solución.

Ejs. Etanol, C₂H₅OH, azúcar, C₁₂H₂₂O₁₁

Cálculos relacionados con disoluciones de electrolitos

1. ¿Cuál es la concentración de los iones Ca⁺² y NO₃^-1, en 1,0 L de una disolución 0,35 M de Ca(NO₃)₂?

2. ¿Cuál es la concentración de una solución que resulta de mezclar 100 mL de KCl 0,50 M y 120 mL de una solución 0,20 M de KCl?

​

3.¿Cuál es la concentración de iones Na⁺ Cl^-, Ca⁺² y NO₃^-1 de una solución que resulta de mezclar 100 mL de Ca(NO₃)₂ 1,5 M , 200 mL de una solución de NaCl 0,50 M y 50 mL de CaCl₂ 2,0 M?

​