REFLEXIÓN
"Todo lo que somos es el resultado de lo que hemos pensado; está fundado en nuestros pensamientos y está hecho de nuestros pensamientos."Aristóteles (384 AC-322 AC
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SOLUCIONES
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SOLUCIONES
Una solución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias. La
sustancia disuelta se denomina soluto y está presente generalmente en pequeña
cantidad en comparación con la sustancia donde se disuelve denominada solvente.
En cualquier discusión de soluciones, el primer requisito consiste en poder
especificar sus composiciones, esto es, las cantidades relativas de los
diversos componentes.
La concentración de una solución expresa la relación de la cantidad de
soluto a la cantidad de solvente.
Las soluciones poseen una serie de propiedades que las caracterizan:
1.
|
Su composición química es
variable.
|
2.
|
Las propiedades químicas de los
componentes de una solución no se alteran.
|
3.
|
Las propiedades físicas de la solución son diferentes a las del solvente
puro: la adición de un soluto a un solvente aumenta su punto de ebullición y
disminuye su punto de congelación; la adición de un soluto a un solvente
disminuye la presión de vapor de éste.
|
La solubilidad
Es la cantidad máxima de un soluto que puede disolverse en una cantidad
dada de solvente a una determinada temperatura. La solubilidad se
presenta entre las sustancias que son perfectemente
miscibles. El agua y el alcohol son miscibles: se mezclan entre
sí en todas las proporciones para formar una solución. Por
otro lado el agua y el aceite son inmiscibles, no se mezclan entre
si. El uno es insoluble en el otro.
Factores que afectan la solubilidad
a) Superficie de
contacto: La interacción soluto-solvente aumenta
cuando hay mayor superficie de contacto y el cuerpo se disuelve con más rapidez
(pulverizando el soluto).
b) Agitación: Al agitar la solución se van separando las capas de disolución que se
forman del soluto y nuevas moléculas del solvente continúan la disolución.
c) Temperatura: Al aumentar la temperatura se favorece el movimiento de las moléculas y
hace que la energía de las partículas del sólido sea alta y puedan abandonar su
superficie disolviéndose.
d) Presión: Esta influye en la solubilidad de gases y es directamente proporcional.
MODO DE EXPRESAR LAS CONCENTRACIONES
La concentración de las soluciones es la cantidad de soluto contenido en
una cantidad determinada de solvente o solución. Los términos diluida o concentrada
expresan concentraciones relativas. Para expresar con exactitud la
concentración de las soluciones se usan sistemas como los siguientes:
Porcentaje peso a peso (% P/P): Representa el número de gramos de soluto presentes en 100 g de solución. Se expresa con la notación %( p/p)
Una solución al 5% (p/p) de azúcar en agua con tiene 5
gramos de azúcar en 100 g de solución.
Problema
Calcular la masa de AgNO3,
presente en 200 g de una solución al 6%. La concentración inidica
que la solución contiene 6 gramos de sal AgNO3 por cada 100 gramos de solución.
Aplicando la ecuación:
También se puede resolver aplicando una regla de tres simple:
La concentración 6% inidica que la solución contiene 6 gramos de
sal AgNO3 por cada 100 gramos
de solución. Entonces:
6gr de AgNO3 → 100 gr de solución
X
→ 200 gr de solución
Porcentaje
volumen a volumen ( % v/v): Indica cuantos
milimetros de soluto estan presentes en 100 ml de solución.
Se expresa con la notación % ( v/v ).
Ejemplo:
Una solución al 3 % ( V/V) de alcohol
en agua contiene 3 ml de alcohol en 100 ml de solución.
Problema
¿Cuál es el porcentaje v/v de una
solución que contiene 1 ml de ácido en 40 ml de agua?
Vol del soluto + Vol del solvente
= volumen total de la solución
1 ml + 40 ml = 41 ml de Solución
Fracción molar (Xi): se define como la relación entre las moles de un componente y las moles
totales presentes en la solución.
Problema
Una solución contiene 5.8 g de
cloruro de sodio de NaCl y 100 g de H2O. Determina la fracción molar
del agua y la sal.
Debemos convertir los gramos de cada
sustancia de la solución en moles.
Molaridad ( M ): Es el número de moles
de soluto contenido en un litro de solución. Se representa con la letra M y se
encuentra dividiendo el número de moles de soluto (n) entre el volumen (v) en
litro de la solución:
M = moles de soluto / Litros de solución
M = n / v.
M = n / v.
Analiza el desarrollo del siguiente
problema sobre molaridad:
1. Se tiene 3.6 moles de azúcar en 1.8 litros de solución.
¿Cuál será su concentración molar?
Se puede realizar aplicando una regla de tres simple o aplicar la
fórmula.
Aplicando la fórmula, tenemos que:
M = moles de soluto /
Litros de solución
M = 3.8 moles de azúcar /
1.8 Litros de solución
M = 2 moles/L
2. Si tienes dos moles de NaCl
para preparar una solución de 0.5 molar, ¿cuántos litros de ella se
pueden preparar?
Si M = moles de soluto / litros de
solución
o sea que 0.5 = 2 moles sal
/ litros de solución
Despejando nos queda:
3. Se requiere preparar 7.5
litros de una solución 0.30 M de cloruro de amonio (NH4 Cl). ¿Qué cantidad de soluto se requiere?
Solución
Molalidad (m): Es el número de moles de soluto contenidos en 1000 gramos o
en un kilogramo de disolvente. Se representa con la letra m y
se expresa así:
Analiza los siguientes problemas relacionados con la molalidad
Determina la concentración
molal de una solución preparada con 1.5 moles de una sal disueltos en
250 ml de agua.
Solución
Fijase que el disolvente esta en ml se
debe hacer la conversión a kg, ya que son las variables que se manejan en la
molalidad.
1000 ml de agua = 1000 gr de agua
1 kg = 1000 gr, por lo tanto, 1 kg de
agua = 1000 ml de agua.
.JPG)
m = 1.5 moles de sal ÷ 0.25 kg de agua
m = 6 moles/kg
Respuesta: La solución tiene una
concentración de 6 molal.
Normalidad ( N)
Relaciona el
número de equivalentes en gramo de un soluto, con la cantidad de solución, en
litro.
El concepto de equivalente gramo ha sido desarrollado
especialmente para referirse a ácidos y bases, por lo tanto, un
equivalente gramo es la masa de las sustancias (ácido o base), que
produce un mol de iones H+ (hidronios), en el
caso de los ácidos o un mol de iones OH- (hidroxilo) en el caso de las bases.
Un equivalente gramo es igual al peso del compuesto sobre el peso
molecular o masa de un equivalente, es decir, número de moles. En el caso de ácidos y bases que producen más de una
mol H+ o OH-, como por ejemplo el H2SO4 o el Fe (OH)3, el peso de un equivalente gramo se calcula
así:
Por lo tanto la fórmula de
normalidad quedaría:
Problema
¿Cuál será la normalidad de una
solución de NaOH que contiene 8 g de NaOH en 200 ml de solución?
eq-g = 8 g ÷ 40 g/eq
eq-g = 0.2 eq
N = # eq-g de soluto ÷ Volumen de la
solución
N = 0.2 eq-g de NaOH ÷ 0.2 L de
solución
N = 1eq-g/L
También se puede resolver por regla de
tres simple:
1 mol de NaOH = 1 eq-g de NaOH
1 mol de NaOH = 40 gr/mol
1 eq-g de NaOH →40 g
X
→ 8 g
Se convierten los 200 ml a litros:
Se cancelan los gramos y las moles y
nos queda. Respuesta: N = 1eq-g/L
Partes por millón
(ppm)
Para medir concentraciones pequeñas, como por ejemplo las
particulas contaminantes que eliminan los automotores, la
concentación de bromo en aguas residuales provenientes
de las curtiembres (industria del cuero) o la cantidad de fluoruro de cloro proveniente
del agua potable, se utiliza la unidad denominada partes por millón. Esta
unidad expresa las partes de soluto presentes en un millón de partes de
solución. Generalmente para soluciones sólidas se usa
unidades de mg/kg y para soluciones liquidas mg/L.
Problema
¿Cuál será la
concentración en ppm, de una muestra de 350 ml de solución de cloruro de sodio
en agua, que contiene 0.00070 g de esta sal disuelta?
TALLER
1. Calcular la masa de H2CO3
(Acido carbonico), presente en 200 g de una solución al 10%. La concentración indica que la solución contiene 10 gramos de
sal H2CO3 (Acido carbonico) por cada 50
gramos de solución.
2. Una solución
contiene 10 g HNO2 Acido nitrosoy 100 g de CO2. Determina la fracción
molar del agua y la sal.
Debemos convertir los gramos de cada sustancia de la
solución en moles.
3. Se tiene 30 moles de azúcar en 2.9 litros
de solución. ¿Cuál será su concentración
molar?
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