Cap.liquidos 15 i
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LIQUIDOS
Y
SOLUCIONES
-
PROPIEDADES GENERALES
DE LOS LIQUIDOS
1.- No tienen forma propia adoptan la forma del
recipiente que los contiene.
2.- Tiene volumen propio.
3.- Se difunden, pero ms lentamente que los gases.
4.- Son compresibles, pero en menor proporcin que
los gases.
5.- Su densidad es alta comparada con la del gas.
6.- Cuando se mezclan no siempre forman soluciones.
7.- Se EVAPORAN.
-
Antes de la
evaporacin
En
equilibrio
APARATOS PARA MEDIR LA PRESIN DE VAPOR DE UN LQUIDO
Vaco
Espacio
vaco
Lquido Lquido
-
PRESION DEL VAPOR
La concentracin de molculas en el vapor ser constante, independiente del volumen a una temperatura dada y aumentar con la temperatura.
La presin de un vapor a una temperatura dada esta determinada nicamente por su concentracin.
La presin de vapor en equilibrio con el lquido, tendr un valor caracterstico, independiente del volumen, a una temperatura dada y aumentar al elevar la temperatura.
Ecuacin Antoine :
LogPv = - A + B
T
Donde A y B son constantes caractersticas para cada lquido
-
PRESIN DE VAPOR DE AGUA, ALCOHOL ETLICO
Y TER ETLICO A VARIAS TEMPERATURAS
Temperatura (C)
Agua
PRESIN DE VAPOR (torr)
Alcohol etlico ter etlico
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
4.6
9.2
17.5
31.8
55.3
92.5
152.9
233.7
355.1
525.8
760.0
1074.6
12.2
23.6
43.9
78.8
135.3
222.2
352.7
542.5
812.6
1187.1
1693.3
2361.3
185.3
291.7
442.2
647.3
921.3
1276.8
1729.0
2296.0
2993.6
3841.0
4859.4
6070.1
-
El PUNTO DE EBULLICIN es la temperatura a la cual la
presin de vapor de un lquido es igual a la presin externa.
El PUNTO DE EBULLICIN NORMAL es la temperatura a la
cual un lquido hierve cuando la presin externa es 1 atm.
-
CALOR MOLAR DE VAPORIZACIN (DHvap)
es la energa requerida para evaporar 1 mol de un lquido.
ln P = - DHvap
RT + C
Ecuacin Clausius-Clapeyron P = (equilibrio) presin de vapor
T = temperatura (K)
R = constante de gas (8.314 J/Kmol)
Presin de vapor contra temperatura
Temperatura C
ter dietlico Agua Mercurio
-
SOLUCIONES
-
Temperatura y solubilidad
La solubilidad de slidos y la temperatura
La solubilidad aumenta
al aumentar
la temperatura
-
Temperatura y solubilidad
La solubilidad de los gases y la temperatura
La solubilidad
normalmente disminuye
a medida que
Aumenta
la temperatura
Temperatura
-
Presin y solubilidad de los gases
La solubilidad de un gas en un lquido es proporcional
a la presin del gas sobre la disolucin (ley de
Henry).
c = kP
c es la concentracin (M) del gas disuelto
P es la presin del gas sobre la disolucin
k es una constante (mol/Latm) que slo depende de la temperatura
bajo P
bajo c
alto P
alto c
-
Son Propiedades fsicas de las soluciones diluidas que dependen UNICAMENTE del nmero de partculas del soluto no voltil en una cantidad de solvente.
Estas son: disminucin de la presin de vapor del solvente, disminucin del punto de congelacin, aumento del punto de ebullicin y la presin osmtica de la solucin.
Las 4 propiedades coligativas afectan al solvente. Independiente de la naturaleza del soluto.
PROPIEDADES COLIGATIVAS
-
DISMINUCIN DE LA PRESIN DE
VAPOR DEL DISOLVENTE
Si la disolucin contiene solo un soluto:
X1 = 1 X2
P 1 0 - P1 = DP = X2 P 1
0
P 1 0 = presin de vapor del disolvente puro
X1 = fraccin molar del disolvente
X2 = fraccin molar del soluto
P1 = X1 P 1 0
Cuando un soluto no voltil se disuelve en un lquido parte del volumen
total de la solucin es ocupado por las molculas del solvente por unidad
de rea en la molcula del solvente por unidad de rea en la superficie velocidad de evaporacin del solvente.
-
ELEVACIN DEL PUNTO DE EBULLICIN
DTb = Tb T b 0
Tb > T b 0
DTb > 0
T b es el punto de ebullicin
del disolvente puro
0
T b es el punto de ebullicin
de la disolucin
DTb = Kb m
m es la molalidad de la disolucin
Kb es la constante ebulliscpica
molal (0C/m)
Vapor
Lquido
Temperatura
Punto
de
congelacin
de la solucin
Punto
de
congelacin
del agua
Punto
de ebullicin
del agua
Punto
de ebullicin
de la
disolucin
Slido
-
DISMINUCIN DEL PUNTO DE CONGELACIN
DTc = Tc Tc 0
T c > Tc 0
DTc > 0
T c es el punto de congelacin
del disolvente puro
0
T c es el punto de congelacin
de la disolucin
DTc = Kc m
m es la molalidad de la disolucin
Kc es la constante crioscpica
molal de congelacin (0C/m)
Lquido
Vapor
Slido
Temperatura Punto
de congelacin
de la disolucin
Punto
de
congelacin
del agua
Punto
de
ebullicin
del agua
Punto
de
ebullicin
de la
disolucin
-
DISOLVENTE Tb Kb Tc Kc
AGUA 100.0 0.512 0.0 1.86
BENCENO 80.1 2.53 5.5 5.12
AC. ACETICO 118.1 3.07 16.6 3.90
NITROBENCENO 210.9 5.24 5.7 7.00
FENOL 1.82 3.56 43.0 7.40
CONSTANTES
-
PRESIN OSMTICA
p = MRT
-
PROPIEDADES COLIGATIVAS DE
DISOLUCIONES DE NO ELECTRLITOS
Disminucin de la presin
de vapor
P = Xsoluto Psolvente
Elevacin del punto
de ebullicin
DTb = Kb m
Disminucin del punto
de congelacin
DTc = Kc m
Presin osmtica (p) p = MRT
-
Elevacin del punto
de ebullicin
DTb = i Kb m
Disminucin del punto
de congelacin
DTf = i Kc m
Presin osmtica (p) p = i MRT
PROPIEDADES COLIGATIVAS DE DISOLUCIONES
ELECTROLITICAS O SEMIELECTROLITICAS
Disminucin de la Presin
De vapor del disolvente
DP= i Xsoluto Psolvente
-
Para soluciones lquidas ideales , en donde todos sus componentes son lquidos voltiles no
ionizables.
LEY DE RAOULT
Solucin lquida
Formada por A y B
Concentraciones:
XA XB
Solucin gaseosa
Formada por A y B
Concentraciones:
YA YB
-
PA = XA P A 0
PB = XB P B 0
PTotal = PA + PB
PT = XA P A 0 + XB P B
0
Solucin ideal
Ley de Raoult
Ley de Dalton
-
SOLUCIONES
ACUOSAS IONICAS
-
DEFINICION DE pH
pH = -log [H+]
A 25C
K = -log [H+] = 1.0 x 10-14
- log K = - log [H+] log [OH-] = 14
PKw = pH + pOH = 14
-
CALCULOS DE EQUILIBRIO PARA
SOLUCIONES DE ACIDOS
Y DE BASES FUERTES
Objeto: Establecer el pH de soluciones acuosas que contienen cido o base.
Soluciones de cidos fuertes.- En cidos fuertes, el cual est completamente ionizado, la [H+] es igual a la concentracin molar inicial del cido.
Ejemplo: [HCl] = 0.1 M == > [H+] = [Cl-] = 0.1 M
pH = - log [H+] = -log (10-1) = 1
-
Soluciones de bases fuertes.- En bases
fuertes, la concentracin [OH-] guarda
relacin directa con la concentracin
original de la base.
Ejemplo: Calcular el pH de una
solucin 2.3 x 10-3 M de Ba(OH)2
[OH-] = 2 x 2.3 x 10-3 = 4.6 x 10-3 M
pOH = -log [OH-] = -log (4.6 x 10-3) =
= 2,34
pH = 14 pOH = 14 2.34 = 11.66.
-
SOLUCIONES DE SALES DE CIDO
FUERTE Y BASE FUERTE
Una sal de un cido fuerte y una base
fuerte tiene el pH de 7 a temperatura
ambiente 25 C. Adems, la adicin
de esta sal a una solucin no cambia
el pH de la solucin.
-
CALCULO DEL pH DE UNA SOLUCIN 0,1 M
DE CIDO ACTICO, Ka = 1.75 x 10-5
CH3COOH H+1 + CH3COO
- , Ka = 1,75 x 10-5
[H+1] = [CH3COO-]
[H+1] = [CH3COO-]0 [H
+] = 0,1 [H+]
[H+1] = 1,32 X 10-3 M
Entonces :
pH = 2,88
-
CALCULO DEL pH DE UNA SOLUCIN 0.01 M DE AMONIACO
NH3 + H2O < == > NH 4+ + OH- , Kb = 1,8 x 10
-5
[NH 4+] = [OH-] , [NH3] = [NH3]o [OH-] = 0,01 [OH-]
[OH-] = 4,24x10-4 , pOH = 3,38
entonces:
pH = 14 3,38 = 10,62
-
NEUTRALIZACIN
HCl(ac) + NaOH(ac) NaCl(ac) + H2O(l)
-
TITULACIN o VALORACION
NEUTRALIZACIN
ACIDO-BASE
N Equivalentes de cido = N Equivalentes de Base
NACIDO x VACIDO = NBASE x VBASE
La titulacin cido base se puede realizar con una bureta (tubo graduado) que
permite medir la cantidad de cido o base de concentracin conocida necesaria para neutralizar a la solucin de base o cido
desconocido al cual se le ha adicionado un indicador para observar el punto de
equivalencia.