Soluciones o Disoluciones Química

Profesora Gabriela Zelaya

Una mezcla está formada por la unión de sustancias en cantidades variables y que no se encuentran químicamente combinadas.

Por lo tanto, una mezcla no tiene un conjunto de propiedades únicas, sino que cada una de las sustancias constituyentes aporta al todo con sus propiedades específicas.

Mezclas

Las mezclas están compuestas por una sustancia, que es el medio, en el que se encuentran una o más sustancias en menor proporción. Se llama fase dispersante al medio y fase dispersa a las sustancias que están en él.

Características de las Mezclas

De acuerdo al tamaño de las partículas de la fase dispersa, las mezclas pueden ser homogéneas o heterogéneas.

Clasificación de las mezclas

Las mezclas homogéneas son aquellas cuyos componentes no son identificables a simple vista, es decir, se aprecia una sola fase física (monofásicas). Ejemplo: aire, agua potable.

Mezclas homogéneas

Las mezclas heterogéneas son aquellas formadas por más de una fase física. Ejemplo: Agua con piedra, agua con aceite.

Se pueden agrupar en: ◦Coloides : Soles, geles, emulsiones,

espumas, aerosoles.◦Dispersiones: finas (tinta china,

pinturas al agua), groseras( grasa en salame)

Mezclas heterogéneas

Son mezclas homogéneas (una fase) que contienen dos o más tipos de sustancias denominadas soluto y solvente; que se mezclan en proporciones variables; sin cambio alguno en su composición, es decir no existe reacción química.

Soluciones o Disoluciones

Soluto + Solvente → Solución

Es la sustancia que se disuelve o solubiliza y generalmente se encuentra en menor proporción, ya sea en masa o volumen.

En una solución pueden haber varios solutos. A la naturaleza del soluto se deben el color, el

olor, el sabor y la conductividad eléctrica de las disoluciones.

El soluto da el nombre a la solución.

Soluto

Es la sustancia que disuelve al soluto y generalmente se encuentra en mayor proporción.

Existen solventes polares (agua, alcohol etílico y amoníaco) y no polares (benceno, éter, tetracloruro de carbono).

En las soluciones líquidas se toma como solvente universal al agua debido a su alta polaridad.

El solvente da el estado físico de la solución( líquida, sólida o gaseosa)

Solvente o disolvente

La relación entre la cantidad de sustancia disuelta (soluto) y la cantidad de disolvente o de solución se conoce como concentración.

Esta relación se expresa cuantitativamente en forma de:◦ unidades físicas ◦ unidades químicas.

CONCENTRACIÓN DE UNA SOLUCIÓN

Porcentaje masa en masa . % m/m. Porcentaje masa en volumen . % m/v. Porcentaje volumen en volumen . % v/v. Concentración en gramos por litro . g/L. Partes por millón. ppm.

Unidades Físicas

Porcentaje masa en masa (% m/m ): Indica la masa de soluto en gramos, presente en 100 gramos de solución.

Si una solución de NaOH es 20% m/m significa que contiene 20g de NaOH en 100 g de la solución.

Una solución de azúcar en agua, contiene 20g de azúcar en 70g de solvente. Expresar la concentración de la solución en % m/m.

g de soluto + g de solvente → g solución

20g 70g 90g

Ejemplo

Porcentaje masa en volumen (% m/v ): Indica la masa de soluto en gramos, presente en 100 mL de solución.

Si una solución de NaOH es 20% m/v significa que contiene 20g de NaOH en 100 mL de la solución.

Una solución salina contiene 30g de NaCl en 80 mL de solución. Calcular su concentración en % m/v.

Ejemplo

Porcentaje volumen en volumen (% v/v ): Indica el volumen de soluto en mL, presente en 100 mL de solución.

Se usa para solutos líquidos como el alcohol común o etanol.

Si una solución de etanol es 12,5 % v/v significa que contiene 12,5mL de etanol en 100 mL de la solución.

Se usa en las bebidas alcohólicas para indicar su graduación que antes se expresaba como grados Gay Lussac o °GL.

Calcular la concentración en % v/v de una solución alcohólica, que contiene 15 mL de alcohol disueltos en 65 mL de solución.

Ejemplo

Concentración común g/L indica la masa de soluto en gramos, presente en un litro (L) de solución.

Recuerda que 1 L = 1000 mL. Es equivalente a mg/ mL. Si una solución de NaOH es 2,0 g /L

significa que contiene 2,0g de NaOH en 1L de la solución.

Concentración común (g/L)

Una solución de KCl contiene 2,50 g de la sal en 80 mL de solución. Calcular su concentración en gramos por litro g/L.

Ejemplo

Partes por millón (ppm) Se define como los miligramos de soluto disueltos en 1 litro de solución.

mg de soluto/L de solución. (1 g = 1000 mg) Se usa para soluciones con pequeña cantidad

de soluto o soluciones muy diluidas. Se usa para expresar la concentración de

iones presentes en soluciones de compuestos iónicos.

Un agua mineral tiene 100 ppm de Na+

significa que contiene 100 mg de Na+ por litro de agua mineral.

Calcular la concentración en ppm de una solución que se preparó con 0,285g de NaCl disueltos en 750 mL de solución.

Ejemplo

Molaridad se representa como M.

Molalidad se representa como m.

Fracción Molar se representa como X y se determina para soluto/s y solvente.

UNIDADES QUÍMICAS

Molaridad (M): Indica el número de moles de soluto disuelto en un litro de solución.

Una solución de NaOH 2,5 M contiene 2,5 moles de NaOH en un litro de solución.

Recuerda que para transformar la masa de sustancia en moles debes calcular la masa molar de la misma. Por ejemplo 35,0 g de NaOH.

Calcular la M de una solución que se preparó disolviendo 25,8 g de NaOH en 1250 mL de solución.

Ejemplo

Esto quiere decir que algunas veces podremos calcular la molaridad sólo conociendo el porcentaje masa en masa de la solución.

Se necesita conocer la densidad de la solución para transformar la masa de solución en volumen de solución.

Molaridad en función del porcentaje masa en masa:

Calcular la molaridad del NaOH sabiendo que la densidad de la solución es 1,10 g/mL y la solución es 20, 8 % m/m. La masa molar del NaOH es 40 g/moL.

Ejemplo

Procedimiento por el cual se disminuye la concentración de una solución por adición de mayor cantidad de solvente.

Al agregar más solvente◦ Se aumenta la cantidad de solución ◦ la cantidad de soluto se mantiene constante.

Esto se expresa mediante la siguiente igualdad:

Dilución

C1 x V1 = C2 x V2

¿Qué volumen de HCl 12 M se necesitan para preparar 6 litros de solución 5 M?

C1 x V1 = C2 x V2

5M 6L 12M X

Ejemplo

Se define solubilidad como la máxima cantidad de un soluto que puede disolverse en una determinada cantidad de solvente a una temperatura determinada.

Depende de◦ la temperatura, ◦ presión ◦ naturaleza del soluto y solvente.

Puede expresarse en:◦ Gramos / 100 g de solvente.◦ Moles / L de solución.

Solubilidad

Solución saturada: Es aquella que contiene la máxima cantidad de soluto que puede mantenerse disuelto en una determinada cantidad de solvente a una temperatura establecida.

Solución insaturada: Es aquella que contiene una cantidad de soluto menor a la de saturación a una temperatura establecida.

Solución Sobresaturada: Es aquella que contiene una mayor cantidad de soluto que una solución saturada a temperatura determinada. Es inestable.

Clasificación de las soluciones

1. De acuerdo a la cantidad de soluto

Solución diluida. Solución concentrada. Son términos relativos por ejemplo:

◦ HCl 3 M es concentrada respecto de HCl 1,5 M.◦ HCl 1,5 M es diluida respecto de HCl 3 M.

Se puede visualizar en soluciones coloreadas

Eectrolíticas: Se llaman también soluciones iónicas y presentan una apreciable conductividad eléctrica.

Ejemplo: Soluciones acuosas de ácidos y bases, sales.

No electrolíticas: No son conductoras el soluto no es iónico se disgrega hasta el estado molecular.

Ejemplo: soluciones de azúcar, alcohol, glicerina.

2. De acuerdo a la conductividad eléctrica

Los solutos polares son solubles son solubles en disolventes polares y los apolares en disolventes apolares, ya que se establecen los enlaces correspondientes entre las partículas de soluto y de disolvente. Es decir lo “similar disuelve a lo similar”

Cuando un líquido es infinitamente soluble en otro líquido se dice que son miscibles, como el alcohol en agua.

Factores a influyen en la Solubilidad

1. Naturaleza del soluto y solvente

Solubilidad de sólidos en líquidos: La variación de la solubilidad con la temperatura

está relacionada con el calor absorbido o desprendido durante el proceso de disolución. Si durante el proceso de disolución del sólido en el líquido se absorbe calor (proceso endotérmico), la solubilidad aumenta al elevarse la temperatura; si por el contrario se desprende calor del sistema (proceso exotérmico), la solubilidad disminuye con la elevación de la temperatura

Efecto de la temperatura

Curvas de solubilidad

Solubilidad de gases en líquidos: Al disolver un gas en un líquido,

generalmente, se desprende calor, lo que significa que un aumento de temperatura en el sistema gas-líquido, disminuye la solubilidad del gas porque el aumento de energía cinética de las moléculas gaseosas provoca colisiones con las moléculas del líquido, disminuyendo su solubilidad.

Efecto de la temperatura

En sólidos y líquidos: La presión no afecta demasiado la

solubilidad de sólidos y líquidos; sin embargo, sí es muy importante en la de los gases.

Efecto de la presión

En gases: La solubilidad de los gases en líquidos es

directamente proporcional a la presión del gas sobre el líquido a una temperatura dada.