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27/05/2014 Carlos Urzúa Stricker 1

COMPARACIÓN MOLECULAR DE LOS ESTADOS DE

LA MATERIA


CARACTERISTICAS GENERALES DE LOS LÍQUIDOS Y DE SUS SOLUCIONES

Aun cuando las partículas (átomos o moléculas)que constituyen

un líquido se encuentran en continuo movimiento, éste está

restringido debido a la existencia de fuerzas intermoleculares,

que aun cuando son débiles comparadas con los enlaces

químicos, son las responsables de la existencia del estado

líquido.


PROPIEDADES DE LOS LÍQUIDOS

Evaporación

Presión de vapor

Punto de ebullición

Punto de congelación

Sistema cerrado

Evaporación-condensación

Gas-líquido

Presión de vapor: presión

que ejercen las moléculas

gaseosas en equilibrio con

su líquido a una temperatura

determinada

Sistema abierto

evaporación


Presión de vapor de algunos líquidos

1 atm

Presión

de vapor

Temperatura ºC

Éter etílico Agua Mercurio

- 100 0 34,6 100 200 400


FUERZAS INTERMOLECULARES

Interacciones dipolares (dipolo-dipolo): son

características de líquidos polares. Por ejemplo: H2O,

HCl, H3COH; CH3CH2OH

Hδ+--Clδ----Hδ+--Clδ-

O

H H


INTERACCIONES DIPOLO-DIPOLO


INTERACCIONES ION-DIPOLO


FUERZAS INTERMOLECULARES

Fuerzas de dispersión: características de moléculas no

polares. Por ejemplo: CCl4

Puentes de Hidrógeno: características de moléculas que

contienen átomos de Hidrógeno unidos a átomos de alta

electronegatividad (F,O y N) Ejemplos: H2O, NH3, HF,

alcoholes de bajo peso molecular.

H

O

H

O

H H

H

O

O

H H

O

H H

H


DISOLUCIONES: MEZCLAS HOMOGÉNEAS


FORMACIÓN DE UNA DISOLUCIÓN


SOLUCIONES Y COLOIDES

Una solución (disolución) es una mezcla homogénea de dos

o mas sustancias que se origina cuando se disuelven entre si,

encontrándose en una misma fase física.

H2O

NaCl

SOLUTO + DISOLVENTE SOLUCION

En las soluciones las

partículas de soluto son

muy pequeñas y alcanzan

diámetros que van de 0,1 a

1,0 nm

1 nanómetro (nm) = 1x10-9 metros


• Dissolve: solute + solvent solution.

• Crystallization: solution solute + solvent.

• Saturation: crystallization and dissolution are in equilibrium.

• Solubility: amount of solute required to form a saturated

solution.

• Supersaturated: a solution formed when more solute is

dissolved than in a saturated solution.

PROCESOS DE DISOLUCIONES


CONCENTRACIÓN DE LAS SOLUCIONES

CONCENTRACIÓN: relación que existe entre la cantidad de

soluto disuelto y la solución que lo contiene.

La concentración se puede expresar de variadas formas:

Expresiones físicas

a) % m/m = g de soluto /100 g de solución

b) % m/v = g de soluto/100 mL de solución

c) % v/v = mL de soluto/100 mL de solución

d) g/L = g de soluto por cada 1 L de solución

Expresiones químicas

a) Molaridad (M) = nº de moles de soluto/V (L) de solución

b) Normalidad (N) = nº de equivalentes gramo /V(L) de solución

c) Molalidad (m) = nº de moles de soluto/ Kg de solvente


30 g de H2O

20 g deNaCl


% m/m = g de soluto/100 g de solución

50 g de solución

20 g de NaCl 50 g solución

x 100 g solución

x = 40 % m/m

¿Qué significa 40% m/m?

Que hay 40 g de soluto (NaCl)

por cada 100 g de solución

% / 1 0 0g d e so lu to

p p xg so lu c ió n


EJERCICIO DE APLICACIÓN

Una disolución se ha preparado disolviendo 30 gramos de NaCl en

60 gramos de agua. ¿Cuál es la concentración de la disolución en %

p/p?

30 g de NaCl

60 g de H2O

Gramos de disolución = 90 gramos

% / 1 0 0g d e so lu to

p p xg so lu c ió n

3 0% / 1 0 0 3 3, 3

9 0

gp p x

g


Ejercicio de aplicación

Cuántos g de solución al 25% m/m deben pesarse para tener 5

gramos de soluto?

25% m/m significa que hay 25 g de

soluto por cada 100 gramos de

solución.

25 g de soluto 100 g de

solución

5 g de soluto x

X = 20 g de solución

Solución al

25% m/m


50 g de H2O

30 g deNaCl


80 g de solución

30 g de NaCl 71,43 mL solución

x 100 mL solución

X = 42 % m/v

¿Qué significa 42% m/v?

Que hay 42 g de soluto (NaCl) por

cada 100 mL de solución

d solución = 1,12 g/mL V = m/d = 80 g/1,12 g/mL

V = 71,43 mL

% / 1 0 0g d e so lu to

p v xm L d iso lu c ió n


50 mL de H2O

25 mL EtOH


75 mL de solución

25 mL de EtOH 75 mL solución

x 100 mL solución

X = 33,33 % v/v

¿Qué significa 33% v/v?

Que hay 33 mL de soluto por cada

100 mL de solución

% / 1 0 0m L d e so lu to

v v xm L d iso lu c ió n


EJERCICIOS DE APLICACIÓN

Una solución se ha preparado disolviendo 30 g de CH3OH

(d=0,8 g/mL) con 50 g de H2O (d= 1 g/mL). Determinar la

concentración en:

% m/m; %m/v; %v/v; g/L

A 150 g de solución al 12% m/m en KCl, se le agregan 200 g

de otra solución del mismo soluto pero de concentración 25%

m/m. ¿cuál es la nueva concentración en %m/m?

Explique detalladamente ¿cómo prepararía 500 g de una

solución al 35% m/m en NaCl?



Cuántos gramos de soluto están contenidos en las siguientes

soluciones:

a) 5 Kg de solución al 35%m/m

b) 1500 g (d= 1,12 g/mL) de solución al 18% m/v.

c) 35 mL de solución al 2% v/v

Qué volumen de cada una de las siguientes soluciones

debe medirse para tener 5 g de soluto:

a) 150 g de solución al 35% m/m (d= 1,15 g/mL)

b) 300 mL de solución al 45% m/v

c) 2,5 L de solución al 12% m/v


Concentración Molar (M)

40 g de NaOH (1 mol)

nº moles de solutoM =

V (L) solución

500 mL solución

1 mol de NaOHM = = 2 M

0,5 L de solución

¿qué significa una

solución de

concentración 2 M?

2 mol de soluto por

L de solución



Una solución se ha preparado disolviendo 50 g de HCl en agua

suficiente para tener 750 mL de solución. ¿cuál es su concentración

molar (M)?

50 g de HCl

750 mL de

solución

1 mol de HCl 36,45 g

x 50 g

x = 1,37 mol de HCl

1,37 mol de HClM = =1,83 M

0,75 L de solución


El Ácido Sulfúrico Concentrado Tiene Un 98%m/m Y Una Densidad De 1,98 g/ml. ¿Cuál Es Su Concentración Molar (M)

A) 98 g de H2SO4 100 g de solución

98 g de H2SO4 50,5 ml de solución

1 mol de H2SO4 50,5 ml de solución

X 1000 ml de solución

X = 19,8 moles

B) PM = 98 g/mol (1 mol pesa 98 g)

M = 1mol de H2SO4/0,0505 L

M = 19,8 mol/l = 19,8 M


Cuántos gramos de NaOH se encuentran disueltos en 1500 g de solución de concentración 2,5 M. Densidad de la solución 1,2 g/mL

2,5 M significa que hay 2,5 mol de NaOH por cada 1 L de solución.

Tenemos 1500 g de solución por lo que deberemos expresar dicha masa en

volumen, para ello conocemos la densidad.

V = 1500 g/1,2 g/mL = 1250 mL = 1,25 L

Entonces tenemos 2,5 mol de NaOH 1 L de solución

x 1,25 L de solución

X = 3,125 mol de NaOH en 1,25 L

Sabemos que: 1 mol de NaOH 40 g

3,125 mol de NaOH X

X = 125 g de NaOH


Ejercicios

Una solución que se ha preparado disolviendo 7 g de HCl al 36 % m/m y d = 1,19 g/mL en 43 g de agua.La densidad de la solución resultante es 1,08 g/mL. Expresar la concentración en % m/m, %m/v; g/L y Molaridad.

HCl 36% m/m; d= 1,19 g/mL

7 g de este HCl

43 g de H2O


a) 7 g HCl 50 g de solución

X 100 g de solución

X = 14% m/m

b) 7 g de HCl 50g solución/1,08 g/mL

X 100 mL

X = 15,12% m/v

c) 15,12 g HCl 100 mL solución

x 1000 mL solución

X = 151,1 g/L


d) Molaridad: se define como los moles de soluto que están

contenidos en 1 Litro de solución.

M = nºsoluto/V(L)

Sabemos que la solución contiene 151,2 g de soluto por

Litro, por lo tanto sólo tenemos que transformar los gramos

en moles:

Sabemos que los nº = g/Peso Molecular

Entonces: 151,2 g/36,45 g/mol = 4,15 mol/L = 4,15 M


EJERCICIOS PROPUESTOS

Una solución se ha preparado disolviendo 12 g de HCl en 50 g de H2O. La densidad de la solución resultante es 1,12 g/mL. Determinar la concentración Molar.

12g /36,45 g/mol = 0,329 moles

62/1,12 = 55,35 mL

M = 0,329 mol/0,05535 L

M = 5,94



Determinar los gramos de soluto y los gramos de agua que se requieren para preparar 5 L de solución de NaOH al 25% m/m. La densidad de la solución es de 1,2 g/mL.

g de NaOH?

25 g de soluto 100 g solución/1,2 g/mL= 83,3 mL

x g de soluto 5.000 mL

x = 1500 g de NaOH 5.000 ml = 6.000 g

x = 4500 g de H2O

5 litros de solución al 25% m/m



Si la Molaridad de la glucosa en el plasma sanguíneo es de 0,005 moles/L. ¿cuál es la masa de glucosa presente?

M = n°/V(L)

n°= M • V(L) = 0,005 moles

gramos = n° • PM = 0,005 moles • 180 g/mol = 0,9 g de glucosa por litro de suero sanguíneo.

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