Prop Disoluciones

7/21/2019 Prop Disoluciones

1/61

Soluciones

Es una mezcla homognea de dos o mas

sustancias qumicas tal que el tamao molecular de

la partculas sea inferior a 10-9

m.Se llama mezcla coloidal cuando el tamao de

partcula va de 10-9 m a 2 x10-7 m.

Se llama suspensin cuando el tamao de las

partculas es del orden de 2 x10-7 m.


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Ejemplo de soluciones

Estado de la Estado del Estado del Ejemplo

solucin disolvente soluto

GAS GAS GAS AIRE

LQUIDO LQUIDO GAS O2 en H2O

LQUIDO LQUIDO LQUIDO ROH en H2O

LQUIDO LQUIDO SLIDO SAL en H2O

SLIDO SLIDO GAS H2 en Pd

SLIDO SLIDO LQUIDO Hg en AgSLIDO SLIDO SLIDO Ag EN Au


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Disolucin de gases en lquidos

La solubilidad disminuye con la temperatura.

Mnimas interacciones soluto-soluto

La solubil idad aumenta con la presin.

Mayor presin


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DisoluciDisolucin de gases enn de gases enll quidosquidos

Todos los gases en agua se disuelvenliberando calor.

CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g)

CO2 (g) + H2O (l) Solucin + q


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Disolucin de gases en lquidos

Ley de Henry

S = kH . P

Se cumplepara gases que

no reaccionancon el solvente.


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Solubilidad de Gases


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Aplicacin de la ley de Henry

Que pasa cuando destapo unagaseosa?

CO2

(g) + H2

O H2

CO3

Cuando se destapa, la P de CO2

cae a 0,03 atm, la solubilidad y

por lo tanto el CO2 que sobre se

escapa de la solucin.


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Gases - Solubilidad

Solubilidad del CO2 es 33

mM a 25C y 1 atm

Solubilidad del O2 es

0.014 mM a 25C y 1 atm


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Relacin entre la solubilidad de un gas

y la temperatura

Temperatura (o

C)

Solubilidad(mM)


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Gas

Lquido

Slido

GasLquido

Slido

Mezclas

Propiedades de

las soluciones

Mezclas

HeterogneasHomogneas

(soluciones)

Soluto-Solvente


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solubilidad

La solubilidad de una sustancia en un lquidodado, depende de la naturaleza del soluto y delsolvente, de la temperatura y de la presin. Lasvariaciones del valorde la presin atmsfericasolo producen cambios despreciables en lasolubilidad de los lquidos o de los slidos enlquidos. En cambio gasesla solubilidad de losen los lquidos vara en proporcin directa de la

presin parcial del gas que se solubiliza. En losslidos y lquidos la mayora de las solubilidadesaumentan con la temperatura.
http://www.monografias.com/trabajos7/filo/filo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/termodinamica/termodinamica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/atm/atm.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos2/mercambiario/mercambiario.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/termodi/termodi.shtml#teohttp://www.monografias.com/trabajos10/gase/gase.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/gase/gase.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/termodi/termodi.shtml#teohttp://www.monografias.com/trabajos2/mercambiario/mercambiario.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/atm/atm.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/termodinamica/termodinamica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/filo/filo.shtml


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Disoluciones ideales. La solubilidad de un slido, en una disolucin ideal,depende de la temperatura, del punto de fusin del slido y de su calor molar de

fusin Hf. En una disolucin ideal el calor de disolucin es igual al calor de

fusin, el cual se supone que es una constante independiente de la temperatura.En estas disoluciones, la solubilidad no est afectada por la naturaleza del

disolvente. La ecuacin deducida, a partir de consideraciones termodinmicas,

para una disolucin ideal de un slido en un lquido es

)(exp 0

20

2 TT

RT

Hx

f

=

0

2

11ln

TTR

Hx

f

en la que X2 es la solubilidad ideal del soluto expresada en fraccin molar, T0 el

punto de fusin del soluto en grados absolutos y T la temperatura absoluta de la

disolucin. A temperaturas superiores al punto de fusin, el soluto est en estadolquido, y en una disolucin ideal el soluto lquido es miscible en todas las

proporciones con el disolvente. Por tanto, la ecuacin no es aplicable cuando T >

To. Esta ecuacin tambin resulta inadecuada para temperaturas

considerablemente inferiores al punto de fusin, en las que ya no puede utilizarseHf.


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Como depende la solubilidad de

la temperatura ?

=

0

2

11ln

TTR

Hx

f


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VariaciVariacin de la solubilidad con la temperaturan de la solubilidad con la temperatura


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Propiedades coligativas

Las propiedades macroscpicas delas soluciones, denominadaspropiedades coligativas, slo

dependen del nmero de partculasdel soluto disueltas,

independientemente de la especie

qumica.


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Descenso de la presin de vapor

Presin osmtica

Descenso crioscpico

Ascenso ebulloscpico


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Presin osmtica

Descenso crioscpico


Ley de Raoult (soluto no voltil no inico disuelto en solvente voltil)


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Ley de Raoult (soluto no voltil, no inico, disuelto en solvente voltil)

Agregamos unAgregamos un

solutosoluto no volno voltiltil

p = xp = x11pp00

xx11 + x+ x22 = 1= 1

p

p0

x20 1Lquido puro Solucin


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Ley de Raoult

La presin de vapor del solvente en

presencia de un soluto es proporcional a lafraccin molar del solvente.

P1 = P 1

Una solucin que cumple la ley de Raoult acualquier concentracin es una solucin

ideal.


20/61

p = xp = x11 pp00 Ley deLey de RaoultRaoult

Teniendo en cuenta que: x1 + x2 = 1

p = (1p = (1 -- xx22) p) p00

20

0 xp

pp=

Descenso relativode la presin devapor

Descenso relativode la presin de

vaporPropiedadPropiedad

coligativacoligativa


21/61

QueQue

consecuenciasconsecuenciastiene el descensotiene el descensode lade la ppvv ??

Aumento del puntoAumento del puntode ebullicide ebullicin.n.

DisminuciDisminucin del punton del puntode fuside fusin.n.


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Ley de Raoult

Presind

evapor

1

P

disolvente

P1 = P 1


23/61

Ley de Raoult P1

= P*

1

Fraccin molar del solvente, Xsolvente

Presi

ndevapor,P

D d l i d


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Comienzo Ms tarde


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(Ley de Raoult)A partir de: P1 = P 1

P = P - P1 = P 2

P = P2


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Presin osmtica

Descenso crioscpico



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Te = T - T0 = ke m

Te = ke mke = Constante molal de

ascenso ebulloscpico

Unidades = / molalidad= kg / mol

Temperatura

Solvente

Puro

Solucin

p0

p

T0 T

Aumento

del puntode ebullicin

Descenso

de la presin

de vapor

Descenso de

l i d T T T


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la presin de

vapor

Aumentode Teb

Solvente

Puro

Solucin

Presindevapor

Temperatura

A B

C p0

p

T0 T

T - T0 = T(distancia AB)

A p0 = 1 atm

C p (ambos a T0)

Distancia AC

equivale a p0 - p

Como p0 es cte.

AC

(p0

-p)/p0

Soluciones diluidas: las curvas son paralelas en la zona del

punto de ebullicin y AB/AC es cte.

T = kex2 (ya que AC (p0-p)/p0 = x2, Ley de Raoult)

Descenso

de la presin


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Presindevapor

Temperatura

Solvente

Puro

Solucin

p0

p

T0 T

de la presin

de vapor

Aumentode Teb

Clausius Clapeyron

Reemplazamos T1 y T2 por T0y T:

=

212

1 11lnTTR

H

p

p v

=

=

TT

TT

R

H

TTR

H

p

p vv

0

0

00

11

ln


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T = T - T0 y como para soluciones diluidas

T y T0 no son muy diferentes : T0TT02

Adems p/p0 = 1 - x2 (Ley de Raoult)

2

0

2 )1ln(

T

T

R

Hx v

=

...)1ln(3

23

12

22

1

22

xxxx =

2

20

20

2

xH

RTTy

T

T

R

Hx

v

v

=

=

C /( ) / / M


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Como x2 = n2/(n1+n2) n2/n1 = n2/w1M1

1

2

20

w

n

L

RTT

v

=

Lv calor de vaporizacin por gramo de solvente = Hv/M1

m = molalidad = (n2/w1).1000

mL

RTT

v1000

20

=

T = Ke.m


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Descenso crioscpico

Tf = T0 - T = kf m

Tf = kf m


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Constantes del punto de ebullicin y del punto de fusin

Punto de

fusin, oCPunto de

ebullicin, oCSolvente

Acetona

Benceno

AlcanforTetracloruro de carbono

Ciclohexano

Naftaleno

Fenol

Agua

Agua


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Temperatura (C)

Presin(atm)

Lquido

Vapor

Hielo

0100 110

Agua

Solucin 1

1

- 0,5Tc Te

Agua


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Lquido

Temperatura (C)

Presin(atm)

Vapor

Agua

Solucin 1

Solucin 2

Hielo

1

100 3740


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Descenso crioscpico

T = T0 - T = kf m

T = kf m

kf= Constante molal de descenso crioscpicoUnidades = / molalidad = kg / mol


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Descenso crioscpico

T = Ti - Tf= k f m

kf W2 1000

PM2 W1

T =

CrioscopCrioscopaa


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QueQuefactoresfactoresafectanafectan

KKcc??1000xH

RTM

mT f

20A

B

= KKcc

El descensoEl descenso criosccrioscpicopico sslo depende del nlo depende del nmeromerode partde partculas.culas.

Por lo tanto, soluciones de la mismaPor lo tanto, soluciones de la misma molalidadmolalidad de glucosade glucosasacarosa, urea, etc. Producen el mismosacarosa, urea, etc. Producen el mismo TT

Que ocurrirQue ocurrira, con el descensoa, con el descenso criosccrioscpicopico, si se prepara, si se preparauna soluciuna solucin den de NaClNaCl de la mismade la misma molalidadmolalidad ??

Descenso crioscpico para algunas


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p p gsoluciones acuosas

Soluto Concentracin de las soluciones

0,001 m 0,01 m

Sacarosa 0,00186 0,0186

NaCl 0,0036 0,036

AlCl3 0,0079 0,079

Disoluciones de slidos inicos en lquidos


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NaCl (s) Na+ (ac) + Cl- (ac)

Disoluciones de slidos inicos en lquidos

F t i d V t H ff


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Factori de Vant Hoff

Propiedad coligativa experimental

Propiedad coligativa tericai =

Factor i de Vant Hoffpara distintos


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psolutos en solucin acuosa

Soluto Concentracin de las soluciones

0,001 m 0,01 m

NaCl 1,97 1,94MgSO4 1,82 1,53

K2SO4 2,84 2,69AlCl3 3,82 3,36

T = i mT = i m KcKc


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T = i mT = i m KcKc

FactorFactor

iidede

vanvan tt HoffHoff

Si el electrolitoSi el electrolito

se disociase disociacompletamente,completamente,i = ni = nmero demero de

iones.iones.

)oelectrolitno(T)oelectrolit(Ti

=

Como determinar el factor i de vanComo determinar el factor i de van

tt

HoffHoff

??

CuCul serl ser el valorel valor

dede ii cuando elcuando el


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dede ii cuando elcuando elelectrol ito noelectrolito no

se disociase disociacompletamente?completamente?

AAxxBByy xAxAzz++

++ yByBzz--

m =m = molalidadmolalidad del electrolitodel electrolito

= grado de disociaci= grado de disociaci

nn

[ ]

[ ]totaloelectrolit

disociadooelectrolit=

.

.mm == nro.denro.de molesmoles disociadosdisociados ((por 1000g depor 1000g de solvsolv..))

mm -- m.m. = m(1= m(1-- = = nronro. de. de moles sin disociarmoles sin disociar

mm == nro.denro.de moles disociadosmoles disociados


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m(1m(1 --

== nronro. de moles sin disociar. de moles sin disociar

ademademss

x(m.x(m.) =) = nronro. de moles de la especie. de moles de la especieAAzz++

y(m.y(m.

== nronro. De moles de la especie. De moles de la especie BBzz--

mm tt = m(1= m(1 -- ) + x(m.) + x(m.) + y(m.) + y(m.) =) = m(1m(1--) + (x + y)) + (x + y) mm ==

m[ (1m[ (1--) + (x + y)) + (x + y) ] = [(1] = [(1-- ++ ].m = [1 +].m = [1 + (( 1)] m)] m

mm tt = [1 += [1 + (( --1)] m1)] m

ctc KmT =


46/61

ctc

]11mKT cc

ii

1

1i

=

P i d d li ti


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Presin osmtica

Descenso crioscpico


smosissmosis


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smosissmosis

El flujo de solvente desde una solucin diluidahacia una solucin ms concentrada a travs

de una membrana semipermeable recibe el

nombre de smosis.

Una membrana semipermeable permite elpasaje de solvente y no de solutos.


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Soluto Solvente

Membrana

semipermeable


50/61

Presin osmtica


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Disolvente

Presin =

Disolucin

Membrana semipermeable

Nivelesiguales

Es la presin necesaria para detener el flujo de solvente.

Presin osmtica


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Presin osmtica

Ecuacin de vant Hoff

m R T=

Membrana

semipermeable

Presin

osmtica


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Solucin

concentrada

Solucin

diluida

membrana

semipermeable


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La presin aplicada detiene el flujo neto desolvente

Membrana

Semipermeable

Solucin

Solvente

puro


55/61

Baja concentracin

de soluto

Alta concentracin

de soluto

Alta concentracin

de soluto

Baja concentracin

de soluto


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Tonicidad de las soluciones

Propiedad de la membrana en el sentido de dejar pasar el

solvente y no el soluto.

Se clasifican en:

Isotnicas

Hipotnicas

Hipertnicas


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Solucin isotnicaSolucin hipotnica Solucin hipertnica

Glucosa

300 mOsm

NaCl 150 mM

300 mOsm


58/61

300 mOsm300 mOsm

No hemlisis

Soluciones isotnicas

Agua

destilada


59/61

destilada

Hemlisis instantnea

Solucin hipotnica

NaCl 100 mM

200 mOsm


60/61

200 mOsm

Hemlisis en 1 hora

Solucin hipotnica

Glucosa

600 mOsm

NaCl 300 mM

600 mOsm


61/61

600 mOsm600 mOsm

Crenacin

Soluciones hipertnicas

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