SOLUCIONES

1. SOLUCIONES • Soluciones son mezclas homogeneas de dos o más sustancias donde los componentes están presentes como átomos, moléculas, o iones. • Partículas en soluciones líquidas : • Son pequeñas y no se refleja la luz, por lo tanto las soluciones son transparentes (claras). • están en movimiento constante. • No se precipitan por la influencia de la fuerza de gravedad. • Algunas soluciones pueden tener color.

2. SOLUCIONES SOLVENTE y SOLUTO • SOLVENTE DE UNA SOLUCION • El solvente de una solución es la sustancia con la mayor concentración presente en la solución. • SOLUTO DE UNA SOLUCION • El soluto de una solución es la sustancia presente en una concentración menor a la del solvente. Una solución puede contener más de un soluto.

3. ESTADOS FISICOS DESOLUCIONES • El estado físico de una solución (sólido, líquido, gas) es usualmente igual as del estado físico del solvente.

4. SOLUBILIDAD • La solubilidad de un soluto es la cantidad máxima del soluto que se puede disolver en una cantidad específica de solvente en unas condiciones específicas de temperatura y presión.

5. SOLUBLE vs. INSOLUBLE • SUSTANCIA SOLUBLE • Este término es usado para describir una sustancia que se disuelve extensivamente en el solvente. • SUSTANCIA INSOLUBLE • Este término es usado para describir una sustancia que no se disuelve extensivamente en el solvente. Sugar has limited solubility in water

6. IMMISCIBLE • Describe a líquidos que no son solubles entre ellos. No forman una solución..

7. EJEMPLOS DE SOLUBILIDADES DE SOLUTOS A 0°C

8. EJEMPLOS DE SOLUBILIDADES DE SOLUTOS A 0°C

9. EFECTO DE LA TEMPERATURA EN LA SOLUBILIDAD

10. PROCESO DE SOLUCION • El proceso de solución envuelve las interacciones entre las moléculas del solvente y las partículas del soluto. • Ejemplo de este proceso para un soluto iónico (NaCl) en agua.

11. PROCESO DE SOLUCION • SOLUTO IONICO – SOLVENTE POLAR: • Cuando se disuelven cristales de Sal: • Cuando inicialmente un cristal iónico como NaCl es colocado en agua, los iones positivos y negativos solo son atraídos entre si. También las moléculas de agua están atadas entre si por enlaces de hidrógeno. Estos enlaces se tiene que romper para que el cristal se disuelva. • Los iones negativos de cloro en la superficie son atraídos por iones positivos de sodio y por átomos positivos de hidrógeno de la molécula polar de agua. • De igual manera, los iones positivios de sodio son atraídos por los iones de cloro y también por los átomos negativos de oxígeno en la molécula polar de agua. • El que el cristal se disuelva dependerá de que furezas atractivas son más fuerte. Si las fuerzas internas iónicas en el cristal son más fuertes, el cristal no se disuelve. Esta situación ocurre cuando se forma un precipitado. Si las fuerzas de las moléculas polares de agua son mayores, el cristal se disuelve.

12. PROCESO DE SOLUCION

13. PROCESO DE SOLUCION • Solubilidad de Solutos Polares en Solvente Polar • Ammonia Disuelta en Agua: • Las moléculas polares de ammonia se disuelven en moléculas polares de agua. La mezcla es efectiva porque ambas moléculas interactúan através de enlaces de hidrógeno.

14. PROCESO DE SOLUCION • Solubilidad de Solutos Polares en Solvente Polar • Alcohol Etanol Disuelto en Agua: • El grupo –OH en alcohol es polar y se mezcla con las moléculas polares de agua através de la formación de enlaces de hidrógeno. • Otras soluciones en esta clasificación son azucar en agua, alcoholes en agua, ácido acetico y ácido clorídico.

15. PROCESO DE SOLUCION • Solutos No Polares en Solventes Polares • Varios gases como O2, N2, H2, CO2 no son muy solubles porque son no polares. Sabemos que hay oxígeno disuelto en agua lo suficiente para que los peces pueden “respirar” y sustraer el O2 . Bióxido de Carbono es soluble en agua. Esto lo observamos en botellas tapadas de refrescos carbonatados. ¿Qué sucede cuando destapamos la botella? ¿Qué sucede cuando dejamos la botella destapada por un largo período de tiempo? • Los compuestos no polares más comunes son los hidrocarburos. Estos tienen muchos enlaces no polares como C-C and C-H. Hidrocarburos se encuentra presentes en aceites, grasas (fats), solventes en “dry cleaning”, turpentine, acetona y gasolina.

16. PROCESO DE SOLUCION • Solutos No Polares en Solventes No Polares • Ambas moléculas contienen enlaces que no son altamente polarizados. Esto es, son enlaces débiles. • Por lo tanto, estos se atraen entre si y se mezclan. No hay un dominio de los enlaces del soluto por el solvente y viceversa. • El principio de Entropía ayuda a visualizar esta mezcla y formación de una solución.

17. PROCESO DE SOLUCION • Un soluto no se disuelve en un solvente si: • las fuerzas entre las partículas del soluto son tan fuertes que no se afectan por las interacciones con las partículas del solvente. • las partículas del solvente están atraídas entre si más fuertemente que hacia las partículas del soluto. • Una “regla” conocida para describir solubilidad es “igual disuelve a igual” (“like dissolves like”). • Solventes Polares disuelven solutos polares o iónicos. • Solventes No Polares disuelven solutos no polares o no iónicos.

18. FACTORES QUE AYUDAN EN EL PROCESO DE DISOLUCION • Reducir el tamaño del soluto (moler o pulverizar). • Las partículas pequeñas proveen mayor área de superficie para interaccionar con el solvente y se disuelven más rápido que partículas grandes. • Calentar el solvente. • Las moléculas del solvente se mueven más rápido y chocan más frecuentemente con el soluto a altas temperaturas. • Mover o agitar la solución. • Ayuda a dispersar el soluto entre el solvente y promueve que el solvente no saturado interaccione con el soluto.

19. CONCENTRACIONES EN SOLUCIONES • La concentración de una solución representa una relación quantitativa referente a la cantidad de soluto contenido en cantidad específica de solución. • Las unidades de concentración: • molaridad y porciento.

20. MOLARIDAD • La molaridad de una solución describe el número de moles def soluto contenido en un litro de solución. • El cálculo matemático de la molaridad utiliza la siguiente ecuación:

21. EJEMPLOS PARA CALCULAR LA MOLARIDAD • Ejemplo 1: Una muestra de cloruro de sodio (NaCl) pesa 5.5g. Esta cantidad se transfiere a un matraz volumétrico de 250-mL. Calcule la molaridad de la solución.

22. EJEMPLOS PARA CALCULAR LA MOLARIDAD • Ejemplo 2: 9.45 g de alcohol metílico, CH3OH, fue disuelto en agua hasta completar 500 mL de una solución. ¿Cuál es la molaridad de la solución?

23. PORCIENTO PESO/PESO • Porciento Peso/Peso, %(w/w), es una concentración que relaciona la cantidad de masa de soluto en una cantidad de masa de solución. Las unidades de masa de soluto y solución tienen que ser las mismas.

24. EJEMPLO DE PORCIENTO PESO/PESO • Ejemplo: Calcule el %(w/w) de una solución que se preparó disolviendo 15.0 gramos de azucar de mesa en 100 mL of water. La densidad de agua es 1.00 g/mL. • La masa de agua que se usó es 100 grams porque según la densidad de agua, cada mL tiene una masa de 1.00 gramo. La masa de la solución es igual a la masa del agua más la masa de azucar (100 + 15.0 = 115 grams).

25. PORCIENTO PESO/VOLUMEN • Porciento Peso/Volumen, %(w/v), es una concentración que expresa el número de gramos de soluto contenidos en mL de solución. La masa del soluto debe de ser expresada en gramos y la cantidad de solución en mL. • Se usa normalmente cuando el soluto es un sólido y el solvente más la solución resultante son lquidos.

26. EJEMPLO DE PESO/VOLUMEN • Ejemplo: Calcule el %(w/v) de una solución preparada al disolver 8.95 gramos de cloruro de sodio en suficiente agua para obtener una solución de 50.0 mL.

27. VOLUME/VOLUME PERCENT • Porciento Volumen/Volumen, %(v/v), es una concentración que expresa el volumen de soluto líquido contenidos en volumen de solución. Las unidades de volumen deben de ser iguales para el soluto y la solución.

28. VOLUME/VOLUME PERCENTEXAMPLE • Ejemplo: Una solución es hecha disolviendo 250 mL de glycerina en suficiente agua para obtener 1.50 L de solución. Calcule el %(v/v) de la solución resultante.

29. PREPARACION DE SOLUCIONES • Soluciones de concentraciones conocidas usualmente se preparan de las siguientes maneras: • Método 1: la cantidad de soluto es medida usando una balanza o equipo volumétrico. El soluto se transfiere a un envase y se añade el solvente hasta alcanzar el volumen deseado.

30. EJEMPLO DE PREPARACION DE SOLUCION • Describa como se preparan 500 mL de una solución 0.250 M NaCl. ¿Cuántos gramos de Na Cl se necesitan?

31. PREPARACION DE SOLUCIONES • Método 2: una cantidad de solución con una concentración mayor es diluída con una cantidad apropiada de solvente para obtener una solución de menor concentración La siguiente ecuación se utliza para simplificar el cálculo: (Cc)(Vc) = (Cd)(Vd) • Cc es la concentración de soluciónconcentrada que va a ser diluída, Vc es el volumen de solución concentrada que se necesita, Cd es la concentración de la solución diluída, y Vd es el volumen de solución diluída.

32. EJEMPLO DE PREPARACION SOLUCION • Ejemplo: Describa como preparar 250 mL de una solución 0.500 M HCl de una solución1.50 M HCl. • Solución: Cc = 1.50 M, Cd = 0.500 M, and Vd = 250 mL. • La solución se prepara midiendo 83.3 mL de 1.50 M HCl y transfiriéndola a frasco volumétrico de 250 mL. Luego se añade agua hasta llegar a la marca del envase.

33. EJEMPLO DE ESTIOQUIOMETRIA EN SOLUTIONES • Ejemplo: Considere la siguiente ecuación. HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(l) ¿Cuántos mL de una solución 0.100 M HCl reaccionarán con 25.00 mL de una solución 0.125 M NaOH?

34. PROPIEDADES DE SOLUCIONES • Agua pura no es un buen conductor de electricidad. • Algunos solutos llamados electrolitos producen soluciones de agua que son buenos conductores de electricidad. • Algunos solutos llamados noelectrolitos producen soluciones de agua que no son buenos conductores de electricidad.

35. PROPIEDADES COLIGATIVAS DE SOLUCIONES • Son propiedades que dependen de la concentración del soluto en la solución. Tres de estas propiedades son punto de ebullición, punto de congelamiento, presión osmótica.

36. OSMOSIS Y PRESION OSMOTICA DESOLUCIONES • Osmosis • Cuando soluciones con distintas concentraciones de soluto son separadas por una membrana semipermeable, el solvente tiende a fluir (migrar) a través de la membrana de la solución de menor concentración hacia la solución de mayor concentración. • Cuando la solución de mayor concentración se somete a suficiente presión, el flujo osmótico del solvente hacia la solución puede ser detenido. • La presión necesaria para prevenir el flujo osmótico del solvente hacia la solución se llama presión osmótica de la solución. • Ejemplos de osmósis: • Las raíces de las plantas absorben agua del suelo. Muchas raíces finas componen mayor área de superficie. • Agua entra y sale de las células en el cuerpo humano.

37. OSMOSIS Y PRESION OSMOTICA DESOLUCIONES

38. OSMOSIS INVERSA DESOLUCIONESReverse Osmosis (RO)Método de filtración que se obtiene cuando se aplica presión a un lado de la solución. El resultado es que el soluto se queda en el lado presurizado de la membrana y el solvente pasa al otro lado de la membrana.Ejemplo: Desalinización de agua de mar

39. DIALYSIS • Una membrana dializadora es una membrana semipermeable con poros suficientemente grandes para permitir el paso de moléculas de solvente, otras moléculas pequeñas, e iones hidratados. • Diálisises el proceso de filtrar una solución.