3.3.1 soluciones y concentraciones

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Published on June 27, 2014

Author: ricardoriquelmep

Source: slideshare.net

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MATERIA: ES TODO LO QUE TIENE MASA Y VOLUMEN.

CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA: B. COMPOSICIÓN. A. ESTADO DE AGREGACIÓN. SEGÚN:

A. ESTADO DE AGREGACIÓN. SE REFIERE A LA FORMA DE INTERACCIÓN ENTRE LAS MOLÉCULAS QUE COMPONEN LA MATERIA. Los estados de agregación son: • SÓLIDO. • LÍQUIDO. • GASEOSO.

ESTADO SÓLIDO: Las moléculas están muy juntas, pues existen interacciones muy fuertes entre ellas. Poseen muy poca libertad de movimiento.

ESTADO LÍQUIDO: Las moléculas se encuentran más separadas que en los sólidos , con interacciones moleculares más débiles, permitiendo a las moléculas moverse con mayor libertad pudiendo fluir o derramarse.

ESTADO GASEOSO: Las moléculas se encuentran muy separadas unas de otras, no existiendo interacciones entre ellas . Esto permite que se muevan libremente, con mucha energía.

ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA SOLIDO LIQUIDO GASEOSO

B. COMPOSICIÓN: SE CONSIDERA DE QUÉ ESTA HECHA LA SUSTANCIA. En base a esto la materia se clasifica en:  SUSTANCIAS PURAS  MEZCLAS

Las sustancias puras están formada por 1 solo tipo de elemento químico, o bien, por 1 solo compuesto químico. • Si la materia está formada por moléculas con átomos diferentes en masa y propiedades se le llama “COMPUESTO QUÍMICO”. SUSTANCIAS PURAS: • Si la materia está formada por moléculas con átomos iguales, se le llama “ELEMENTO QUIMICO”

MEZCLAS: MATERIAL FORMADO POR DOS O MAS SUSTANCIAS EN QUE CADA UNA DE ELLAS MANTIENE SUS PROPIEDADES QUIMICAS. UNA SUSTANCIA ES UNA FORMA DE MATERIA QUE TIENE UNA COMPOSICION DEFINIDA, Y PUEDE SER PURA O IMPURA.

MEZCLAS: MATERIAL FORMADO POR 2 MAS SUSTANCIAS EN QUE CADA UNA DE ELLAS MANTIENE SUS PROPIEDADES QUIMICAS. Las mezclas pueden ser: MEZCLAS HOMOGÉNEAS MEZCLAS HETEROGÉNEAS

MEZCLA HOMOGÉNEA: ES AQUELLA QUE PRESENTA LA MISMA COMPOSICIÓN EN TODAS SUS PARTES, Y SUS COMPONENTES NO SE DISTINGUEN A SIMPLE VISTA NI BAJO EL MICROSCOPIO. SE OBSERVA UNA SOLA FASE. EJEMPLOS: Aire, acero, vidrio, aleaciones, soluciones.

MEZCLAS HOMOGENEAS FORMADAS POR SOLUTO Y SOLVENTE. SOLUTO Lo que se disuelve, es decir, lo que está en menor cantidad. SOLVENTE El medio en que se disuelve el soluto, es decir, lo que está en mayor cantidad. SOLUCIÓN (Salmuera) Sal Agua

MEZCLA HETEROGÉNEA: FORMADA POR 2 O MAS SUSTANCIAS PURAS, DE MODO QUE ALGUNOS DE SUS COMPONENTES SE PUEDEN DISTINGUIR A SIMPLE VISTA O POR OTROS MEDIOS. EN ESTAS MEZCLAS SE DISTINGUEN 2 O MAS FASES DIFERENTES. EJEMPLOS: Jugos naturales, agua con aceite, granito, etc.

* *Según el estado de agregación de sus componentes: Solido-líquido: sal + agua. Líquido-líquido: vino (alcohol + agua). Líquido-gas: gaseosa (agua +CO2). Sólido-sólido: aleaciones. Gas-gas: aire.

* Sistemas materiales Sustancias puras Simples Un solo tipo de átomo. Cl, Fe, O2 , Ca, Na… Compuestas Dos o mas tipos de átomos. H2O , CH4 , NH3 Un solo componente Mezclas Homogéneas Una sola fase: Sal + agua Azúcar + agua Alcohol + agua Heterogénas Dos o mas fases: Arena + agua Aceite + agua Dos o mas componentes

Se denomina solubilidad al valor de la concentración máxima de soluto en solución. Máxima cantidad de soluto que se puede disolver en 100 gramos de disolvente. (a una temperatura dada) Solubilidad

* Temperatura: -En disoluciones solido-líquido y líquido-líquido, la solubilidad aumenta con la temperatura. (ejemplo café caliente y frio) -En disoluciones gas-liquido la solubilidad aumenta al disminuir la temperatura. (ejemplo coca-cola fria y natural)

* Pulverización del soluto: El soluto pulverizado muestra más superficie de contacto con el disolvente. Se facilita la difusión de moléculas de soluto a través del disolvente al aumentar la superficie de contacto. Agitación: La agitación hace aumentar el contacto entre moléculas de soluto con el disolvente.

* *DILUIDAS: Baja proporción de soluto. *CONCENTRADAS: Alta proporción de soluto. *SATURADAS: Nivel que está la máxima cantidad de soluto disuelto. Este limite lo define la solubilidad del soluto y el tipo de solvente. *SOBRESATURADA: Queda soluto sin disolver. Finalmente queda mezcla heterogénea.

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¿Qué son las disoluciones químicas? Mezcla homogénea, constituida por dos o más componentes Soluciones = disoluciones

Soluciones • Una solución es un sistema homogéneo, constituido por dos o más componentes, cuya composición puede variarse en forma prácticamente continua entre ciertos límites. • El concepto de solución implica la participación de a lo menos dos componentes: soluto y solvente Solvente: componente en mayor proporción Soluto: componente en menor proporción

COMPONENTES DE UNA DISOLUCION SOLUTO: Es la sustancia que se encuentra en menor cantidad y por lo tanto, se disuelve SOLVENTE O DISOLVENTE: Es la sustancia que se encuentra en mayor cantidad y por lo tanto, disuelve

Soluciones • Es necesario recurrir a diferentes formas, para poder expresar la composición de una solución, las que muestran en forma cuantitativa la relación entre el soluto y el disolvente. Esta relación viene dada por la “porción” de soluto disuelto en una determinada “porción” de solvente o de solución, donde el soluto está disuelto. a) % en Peso (masa): b) % Peso-Volumen: c) % Volumen-Volumen: d) Molaridad: e) Partes por millon (ppm)

a) % en Peso/peso (masa) = Tanto por ciento en masa: es la relación en masa entre las cantidades de soluto y disolvente en una disolución. La masa del soluto y del disolvente se deben expresar en gramos, y como la relación corresponde a un porcentaje esta no tendrá unidades. Ejemplo: ¿Cuál es la concentración % m/m de cloruro de sodio (NaCl) para una disolución que se preparó disolviendo 8,0 g de NaCl en 50,0 g de agua? 100x m+m m =P/P% solventesoluto soluto 100 2 NaCl NaCl H O m % p/p m + m 8,0 g % p/p= 13,8 % 58,0 g    El porcentaje peso/peso de la disolución es de 13,8%

b) % Peso-Volumen= porcentaje peso volumen: Es la relación entre la masa del soluto y el volumen de la disolución. La masa de soluto se mide en gramos y el volumen de la disolución en mililitros. Ejemplo: ¿Cuál es la concentración % p/v que hay en 1000 mL de agua si contiene 2,5 g de NaOH? La concentración peso/volumen de la solución es 0,25% 100x V m =V/P% solución soluto 2,5 g % p/ v 100 0,25 % 1000 mL   

c) % Volumen-Volumen: porcentaje volumen/volumen: Es la relación entre el volumen de soluto y el volumen de la disolución. Tanto el volumen de soluto como el de la disolución deben expresarse en mililitros. Ejemplo: ¿Cuál será la concentración % v/v de una disolución acuosa de ácido sulfúrico (H2SO4) si se disuelven 10 mL de H2SO4 en agua hasta completar un volumen de 50 mL. 100x V V =V/V% solución soluto %v/v  10 mL 50 mL  100  20 % La concentración volumen/volumen de la solución es de 20%

d) Molaridad (M): es la relación entre la cantidad de sustancia de soluto (mol) disueltos por litro de disolución. (Moles de soluto en 1 litro de solución). Donde n es la cantidad de soluto, expresada en mol y V es el volumen de la disolución, medido en litros. La molaridad se mide en unidades mol/ L, sin embargo, se simboliza a través de una M. ¿Cuál será la molaridad de una disolución acuosa de sulfato de cobre (II) que contiene 10 gramos de soluto en 350 mL de disolución? (Dato: MCuSO4 = 159,6 g/mol) Primero, se calcula el número de moles de sulfato de cobre, que están contenidos en 10 g. Luego, aplicamos la expresión correspondiente al cálculo de la molaridad La concentración molar de la solución es 0,18 M  / n M moles L V  nCuSO4  10 g 159,6 g mol-1 = 0,063 mol 0,35 0,063 mol M = 0,18 mol/L = 0,18 M L 

e) Partes por millón (ppm): Es la relación entre las partes de soluto en un millón (106) de partes de disolución. Como la densidad del agua es 1 g/mL, las ppm para disoluciones líquidas pueden expresarse en mg/L y mg/kg para las disoluciones sólidas. Tanto el volumen de soluto como el de la disolución deben expresarse en mililitros. Ejemplo: ¿Cuál será la concentración en ppm de una muestra de 350 mL de disolución de fluoruro de sodio (NaF) en agua que contiene 0,00070 g de esta sal? La concentración en partes por millón es de 2 ppm 6soluto soluto soluto disolvente m ppm = 10 m + m  -4 6 NaF -4 7 x 10 g ppm = 10 = 2 ppm 7 x 10 g + 350 g 

COMPOSICIÓN DE LAS SOLUCIONES: SISTEMA HOMOGÉNEO DE 2 O + CONSTITUYENTES a) % en Peso (masa):  Ejemplo: Calcula el % p/p de 10 g de NaCl en 90 g de H2O. b) % Peso-Volumen:  Ejemplo: Calcula el % p/v de 10 g de Ag(NO3) en 100 ml de H2O. c) % Volumen-Volumen:  Ejemplo: Calcula el % v/v de 10 mL de alcohol en 100 ml de H2O. 100x m+m m =P/P% solventesoluto soluto 100x V m =V/P% solución soluto 100x V V =V/V% solución soluto

d) Molaridad:  Moles de soluto en 1 litro de solución. Ejemplo: Preparar 250 ml de una solución 0,2M de NaCL. Masa de NaCl = 2,93 g e) Partes por millon (ppm) Gramo por tonelada (g/ton) = miligramos por kg (mg/kg) = miligramos por L (mg/L) para soluciones acuosas.  Ejemplo: ¿Cuál será la concentración en ppm de una muestra de 500 mL de disolución de cloruro de sodio (NaCl) en agua que contiene 0,0025 g de esta sal? [ ]Lt/moles V n =M 6soluto soluto soluto disolvente m ppm = 10 m + m 

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