Julio OriaProfesor:
28C
AP
TU
LO
Los sistemas dispersos son mezclas de dos o mas sustancias simples o compuestas en
donde hay una fase dispersa o discontinua, que generalmente esta en menor
cantidad y una fase dispersante o continua, que generalmente interviene en mayor
proporcin. Estas fases interactan en menor o mayor grado segn el tipo de sistema
disperso que conformen. En el caso de soluciones, la fase dispersante se llama
solvente y la fase dispersa se llama soluto.
La fase dispersante o continua es homognea y puede ser slida, liquida o gaseosa; y
la fase dispersa o discontinua, constituida por partculas que pueden ser de cualquier
tamao y estado. Ejemplo: Azcar en agua, la fase dispersante: agua y la fase
dispersa: azcar.
Las propiedades y el comportamiento de las dispersiones dependen principalmente
del tamao y forma de las partculas dispersas. Debido a eso se clasifican en:
soluciones, coloides y suspensiones.
OBSERVACIONES: -9
* 1 nm = 10 m
* Respecto al dimetro (tamao) de las partculas dispersas:
Solucin < coloide < suspensin
Son sistemas dispersos cuyo dimetro de la partcula se halla en un rango 1-1000nm,
esto le permite poseer una gran estabilidad, y no caer por efecto gravitatorio, lo cual
en el caso de contaminantes es un problema para el medio ambiente.
Las partculas coloidales pueden ser agregados moleculares, o macromolculas como
la hemoglobina cuya masa molar bordea los 64 000 uma, almidn, etc.
Consiste en que un haz luminoso se hace visible cuando atraviesa un sistema
Tema SISTEMAS DISPERSOS
Qumica - 20131
Chemistry-2.0
* CONCEPTO:
* CLASIFICACIN:
* SISTEMA COLOIDAL O DISPERSIN COLOIDAL
* PROPIEDADES GENERALES DE LOS COLOIDES:
* EFECTO TYNDALL
Qumica - 20132
Chemistry-2.0
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coloidal. Este fenmeno se debe a que las partculas coloidales dispersan la luz en todas
las direcciones hacindola visible.
Las partculas coloidales son impactadas por las
molculas del medio dispersante en todas las direcciones,
provocando as el movimiento desordenado (zig zag).
El movimiento browniano impide que las partculas
coloidales se asienten o sedimenten.
Estos coloides se asemejan a las soluciones, es decir presentan una sola fase (slida,
liquida o gaseosa), donde cualquier punto de sus partes presenta las misma
composicin qumica y propiedades. Los componentes se mezclan en proporciones
variables.
Cuando su compatibilidad con el medio dispersante es muy estable. Si el medio
dispersante es el agua se denominan Hidrofilos.
Ejemplo: Gelatina en agua.
En este caso la partcula coloidal posee poca afinidad por el medio
dispersante, por lo que requiere para su estabilidad un aditivo
llamado emulsificante. Si el medio dispersante es el agua se
denominan Hidrofobos.
* MOVIMIENTO BROWNIANO
* TIPOS DE SISTEMAS COLOIDALES:
* De acuerdo a la afinidad con el medio:
* Liofilos (que aman al medio dispersor):
* Liofobos (que odian al medio dispersor):
* De acuerdo al estado de agregacin de la fase aparente:
Coloide Solucin
(dispersa (no dispersa
la luz) la luz)
Qumica - 20133
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Es un sistema qumico homogneo (sistema monofsico), en el que cualquier parte
elemental de su volumen (su parte mnima) posee una composicin qumica y
propiedades idnticas. Resulta de mezclar dos o ms sustancias en proporciones
variables.
* Soluto: Es la sustancia que se dispersa homogneamente a nivel atmico, inico o
molecular y casi siempre se encuentra en menor proporcin, ya sea en peso o en
volumen.
* Solvente o Disolvente: Es la sustancia que disuelve o dispersa al soluto y
generalmente se encuentra en mayor proporcin. Si el solvente es el agua se le
llama solucin acuosa.
Caractersticas:
- Existen solventes:
A) Polares: agua, alcohol etlico, amoniaco, etc.
B) Apolares: benceno: C H , tetracloruro de carbono: CCl , ciclohexano: C H , 6 6 4 6 12
disulfuro de carbono: CS , etc. 2
* SOLUCIONES
* Componentes:
* CLASIFICACIN DE LAS SOLUCIONES:1 Por su estado fsico:
Pintura, engrudo, jalea,
gelatina, oro coloidal
Mayonesa, leche, asfalto,
crema para el rostro, etc
Nata batida, espuma de
cerveza, espuma de afeitar.
Diamante negro, piedras
preciosas, zafiro, etc
Queso, mantequilla, etc.
Piedra pmez, esponja,
tecnopor, lava, hule
Ninguno (ya que todos los
gases son solubles entre s)
LIQUIDA
FASE
DISPERSORAEjemplos
NOMBRE
TIPO
SOLIDA
Humo, polvos, virus en aire,
etc.
GASEOSA Niebla, spray, nube, roco
Slido
FASE
DISPERSA
Gas
Lquido
Slido
Lquido
Gas
Slido
Lquido
Gas
Sol lquido o gel
Espuma lquida
(espuma)
Emulsin Lquida
(emulsin)
Sol slido
Emulsin slida
Espuma slida
--------------------
Aerosol
Slido
Aerosol
Lquido
LIQUIDA
FASE
APARENTE
SOLIDA
GASEOSA
LIQUIDA
Slido
TIPO DE
SOLUCIN
ESTADO FSICO
DEL SOLVENTE
ESTADO ORIGINAL
DEL SOLUTO
Gas
LquidoLquido
SOLIDA Slido
Slido
Lquido
Gas
GasGASEOSA
Slido
LquidoH O en aire (aire hmedo)
2
gasolina en aire
Gas
NaCl en H O (salmuera)2
I en C H OH (alcohol yodado) 2 2 5
CH COOH en H O (vinagre)3 2
C H OH en H O (aguardiente) 2 5 2
CO en H O (agua gasificada)2 2
O en H O de ro, lago, etc. 2 2
Hg en Ag (amalgama dental)
Hg en Au (amalgama de oro)
H en Pd (oclusin de H en Pd)2 2
H en Pt (oclusin de H en Pt) 2 2
CH HS en C H (gas domstico)3 3 8
O en N (aire artificial) 2 2
I en aire2
C H (naftalina) en aire 10 8
Ejemplos
Aleacin: C en Fe (acero),
Zn en Cu (latn), etc.
Qumica - 20134
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El solvente determina el estado fsico de la solucin.
el soluto se halla disociado en partes inicas debido al proceso de - Solucin Inica,
solvatacin; son conductoras de la corriente elctrica. Ejemplo: NaCl , HCl , (ac) (ac)
HNO , H SO , NaOH , KOH , CaCO3(ac) 2 4(ac) (ac) (ac) 3(ac)
el soluto no se ha disociado en iones, pero est disperso - Solucin Molecular,
debido al proceso de solvatacin; no son conductoras de la corriente elctrica.
Ejemplo: C H O , C H OH , CH COOH 6 12 6(ac) 2 5 (ac) 3 (ac)
contiene una cantidad pequea de solutos y por A) Solucin diluida (sto
Qumica - 20135
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A 15C por cada 100g de agua, se disuelve como
mximo 20g de sal (KNO ). Si luego se aade 3
ms sal esta quedar sin disolverse.
son aquellas soluciones que habiendo D) Solucin sobresaturada o hipersaturada,
estado saturadas, logran admitir soluto adicional, generalmente ello es posible
realizarlo con ayuda de incremento de la presin o con calentamientos suaves o
ligeros.
Ejemplo: a una solucin saturada de azcar le echas una cucharada de azcar y lo
calientas (se forma caramelo), mezclar el CO y el agua pura a elevada presin 2(g)
(bebidas carbonatadas o gaseosas).
Son inestables porque cuando se dejan reposar o se provoca una pequea
agitacin, el exceso tiende a precipitar y se forma una solucin saturada. Es por
eso que deben utilizarse al instante para el fin al que han sido preparadas.
Cmo los qumicos pueden predecir la formacin de un precipitado cuando se
aade un compuesto a una disolucin o cuando se mezclan dos disoluciones? Pues
conociendo su solubilidad.
La solubilidad de un soluto es una concentracin fsica que nos indica cuantos
gramos de soluto como mximo se pueden disolver a una temperatura determinada, en
un volumen o peso conocido de solvente. Por lo tanto la solubilidad nos indica la
concentracin de una solucin saturada.
En forma convencional, la solubilidad se define como el peso mximo de soluto que
se disuelve en 100g de disolvente, a una temperatura determinada. Matemticamente
se expresa de la siguiente manera:
* Factores que afectan la solubilidad:
- En casos generales, la solubilidad de un soluto slido en disolventes lquidos
aumenta al elevarse la temperatura. Ejemplo:
Diluida Concentrada Saturada Sobresaturada
Aumenta la cantidad de soluto
* SOLUBILIDAD (S)
TC
S = Wmx disuelto(sto)sto
100g (ste)
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La Solubilidad, tambin depende de la naturaleza del soluto y del solvente.
Proceso de disolucin:
La concentracin determina las propiedades de una solucin. Indica la cantidad de
soluto (masa, volumen, nmero de moles, #equiv, etc.) contenidos en una
determinada cantidad de solucin o una determinada cantidad de solvente, as:
Unidades de concentracin:
Para este anlisis se supondr que el soluto es un lquido o un slido y el disolvente es
un lquido.
A) Concentraciones expresadas en unidades Fsicas:
El valor de estas unidades no depende de la naturaleza de las sustancias que
forman la solucin (soluto, solvente).
* Porcentaje en masa o peso (%W):
* Porcentaje en volumen (%V):
Ejemplo: si tenemos una solucin al 10% en volumen de HCl esto quiere decir que
por cada 100 ml de solucin 10 ml son de HCl.
* Otras formas fsicas antiguas de expresar las concentraciones:
- Porcentaje de peso en volumen:
* Concentracin de una solucin (C):
C = cantidad de soluto
cantidad de solvente oC = cantidad de soluto
cantidad de solucin
%W = Wsto x 100%sto
Wsol
%V = Vsto x 100%sto
Vsol
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%W/V = _Wsoluto x 100%
Vsolucin
- Partes por milln (ppm): Se emplea frecuentemente para indicar la
concentracin de
soluciones muy diluidas
# ppm = _Wsoluto (mg)
Wsolucin (Kg)
Donde 1ppm = 1mg/L
B) Concentraciones expresadas en unidades Qumicas:
Son todas aquellas unidades de concentracin en las que interviene la masa molar
del soluto por lo que es necesario conocer la estructura qumica del soluto.
de una solucin es.* Molaridad (M):
D: Densidad (g/mL)
Nota:
- Para solutos inicos, en vez de molaridad se utiliza el trmino Formalidad (F).
de una solucin es * Normalidad (N):
Nota:
Tanto la molaridad como la normalidad son unidades que dependen de la
temperatura para su preparacin.
de una solucin es.* Molalidad (m):
* Fraccin Molar (f ): m
de una solucin es
M = 10x%W xDSto Sol
.
M Sto
M = nSto
V Sol
mol
L
N = #Eq-gsto
Vsol (L) N = M.
Donde:
COMPUESTO
xido
cido
Hidrxido
Sal
Radical
Redox
Doble del # oxgenos
# H ionizables
# de iones OH
/Carga total del catin/
Carga del in
# e- transferidos
3
m = %W x 10sto
(100% - %W )xMSto Sto
m = nsto
W (Kg) ste
fm = nsto sto
nsol
fm = nste ste
nsol
Se cumple:
fm + fm = 1sto ste
Qumica - 20138
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- Equivalencias:3
1 litro= 1000 ml = 1000cm = 1000 c.c
Casos tipo en soluciones:
A) diluir una solucin, consiste en disminuir la concentracin de una solucin valorada
(solucin cuya concentracin se conoce) agregando una determinada cantidad de
solvente (generalmente agua), obtenindose una nueva solucin, cuya concentracin
evidentemente es menor. La cantidad de soluto permanece constante.
B) mezcla de soluciones, implica unir 2 o ms soluciones de un mismo soluto, cada una
a distintas concentraciones
Se da generalmente entre un cido fuerte y C) Titulacin cido-base (neutralizacin)
una base fuerte.
cido + base sal + H O2
Donde se cumple:
# Eq-g (cido) = # Eq-g (Base) = # Eq-g (sal)
N .V = N .V = N .Vcido cido base base sal sal
Ejemplo:
HCl + NaOH NaCl + H O2
# Eq-g = # Eq-g = # Eq-g (HCl) (NaOH) (NaCl)
N .V = N .V = N .VHCl HCl NaOH NaOH NaCl NaCl
Soluciones valoradas:
En el estudio cuantitativo de las reacciones qumicas en el
laboratorio, especialmente cuando se realizan anlisis de muestras desconocidas, los
qumicos emplean generalmente soluciones de concentracin conocida preparadas con
exactitud. El proceso de anlisis cuantitativo de una sustancia se denomina valoracin
y las soluciones empleadas para este fin se conocen como soluciones valoradas, o
tambin soluciones Standard o soluciones tipo.
Se cumple:
C .V = C .V1 1 2 2
C > C 1 2
C1
V1
C2
V = V + V2 1 H2O
H O2
Se cumple:
* W = Wsto(1) sto(2)
* n = nsto(1) sto(2)
.
C: concentracin
(molar o normal)
Qumica - 20139
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En la preparacin de una solucin valorada deber calcularse previamente la
cantidad de soluto a disolverse en un volumen medido del solvente, o que deber estar
contenida en un volumen total de solucin determinado de antemano.
La cantidad de soluto con que se prepara una solucin valorada se puede medir en
unidades fsicas (gramos) o en unidades qumicas (moles o equivalentes).
PROPIEDADES COLIGATIVAS O COLECTIVAS DE LAS SOLUCIONES
Introduccin:
Algunas propiedades de las soluciones dependen del tamao de las
partculas; otras, del tipo de soluto o de la naturaleza del solvente y del nmero de
partculas disueltas. Se consideran importantes porque permiten determinar la masa
molecular y la concentracin de una solucin de un soluto.
Concepto:
Las propiedades coligativas son aquellas propiedades fsicas que dependen
nicamente de la concentracin del soluto, es decir, de la cantidad de partculas de
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