Este documento describe las propiedades de las soluciones, incluyendo cómo la solubilidad de los gases en los líquidos depende de la temperatura y la presión, y cómo la presencia de solutos afecta las propiedades de las soluciones como la presión de vapor, el punto de congelación y ebullición. También explica conceptos como la ley de Henry, la ley de Raoult, la ósmosis y la presión osmótica.

1. Propiedades de las soluciones Cátedra de Química General e Inorgánica 4 de abril 2005

2. Ejemplo de soluciones Estado de la Estado del Estado del Ejemplo solución disolvente soluto GAS GAS GAS AIRE LÍQUIDO LÍQUIDO GAS O 2 en H 2 O LÍQUIDO LÍQUIDO LÍQUIDO ROH en H 2 O LÍQUIDO LÍQUIDO SÓLIDO SAL en H 2 O SÓLIDO SÓLIDO GAS H 2 en Pd SÓLIDO SÓLIDO LÍQUIDO Hg en Ag SÓLIDO SÓLIDO SÓLIDO Ag EN Au

3. Disolución de gases en líquidos La solubilidad disminuye con la temperatura. Mayor presión Mínimas interacciones soluto-soluto La solubilidad aumenta con la presión.

4. Disolución de gases en líquidos Todos los gases en agua se disuelven liberando calor . CaCO 3 (s)  CaO (s) + CO 2 (g) CO 2 (g) + H 2 O (l)  Solución + q

6. Solubilidad de Gases

7. Aplicación de la ley de Henry ¿ Que pasa cuando destapo una gaseosa? El aire y CO2 esta a una P saturada de vapor de agua. CO 2 (g) + H 2 O  H 2 CO 3 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 solución.

8. Gases - Solubilidad Solubilidad del CO 2 es 33 mM a 25°C y 1 atm Solubilidad del O 2 es 0.014 mM a 25°C y 1 atm

9. Aplicación de la ley de Henry S O2 = 1,4 x 10 -5 mol/L Hb + 4 O 2 Hb (O 2 ) 4 CH 3 OH O H 3 C - C -H CH 3

10. Relación entre la solubilidad de un gas y la temperatura

11. Ejemplo de soluciones Estado de la Estado del Estado del Ejemplo solución disolvente soluto GAS GAS GAS AIRE LÍQUIDO LÍQUIDO GAS O 2 en H 2 O LÍQUIDO LÍQUIDO LÍQUIDO ROH en H 2 O LÍQUIDO LÍQUIDO SÓLIDO SAL en H 2 O SÓLIDO SÓLIDO GAS H 2 en Pd SÓLIDO SÓLIDO LÍQUIDO Hg en Ag SÓLIDO SÓLIDO SÓLIDO Ag EN Au

13. Ejemplo de soluciones Estado de la Estado del Estado del Ejemplo solución disolvente soluto GAS GAS GAS AIRE LÍQUIDO LÍQUIDO GAS O 2 en H 2 O LÍQUIDO LÍQUIDO LÍQUIDO ROH en H 2 O LÍQUIDO LÍQUIDO SÓLIDO SAL en H 2 O SÓLIDO SÓLIDO GAS H 2 en Pd SÓLIDO SÓLIDO LÍQUIDO Hg en Ag SÓLIDO SÓLIDO SÓLIDO Ag EN Au

14. . Diagrama de fase del agua Punto triple o Sólido Sólido, líquido y vapor en equilibrio Sólido y vapor en equilibrio Líquido y vapor en equilibrio Sólido y líquido en equilibrio Temperatura Presión de vapor Punto critico Presión

15. Gas Líquido Sólido Gas Líquido Sólido Mezclas Mezclas Heterogéneas Homogéneas (soluciones) Soluto-Solvente Propiedades de las soluciones

16. Propiedades coligativas Las propiedades macroscópicas de las soluciones, denominadas propiedades coligativas, sólo dependen del número de partículas del soluto disueltas, independientemente de la especie química.

19. Presión de vapor La presión de vapor es la presión ejercida por su vapor cuando el vapor y el líquido se encuentran en equilibrio dinámico a una temperatura dada.

20. Observe la diferencia de presión que indica la columna de mercurio. Presión de vapor

21. Ley de Raoult P 1 = P°  1 La presión de vapor del solvente en presencia de un soluto es proporcional a la fracción molar del solvente. Una solución que cumple la ley de Raoult a cualquier concentración es una solución ideal.

22. Ley de Raoult Presión de vapor 1 P°  disolvente P 1 = P°  1

23. Ley de Raoult P 1 = P*  1

24. Fracción molar de A,  A Presión P A, puro P B, puro

25. Desviaciones de la Ley de Raoult Desviación positiva A-B < A-A ó B-B Desviación Negativa A - B > A-A ó B-B

26. Comienzo Más tarde Descenso de la presión de vapor

27. Descenso de la presión de vapor A partir de: P 1 = P°  1  P = P° - P 1 = P°  2 (Ley de Raoult)  P = P°  2

29. Ascenso ebulloscópico k e = Constante molal de ascenso ebulloscópico Unidades = ° / molalidad = kg ° / mol  T e = T f - T i = k e m  T e = k e m

30. Descenso crioscópico  T f = T i - T f = k f m  T f = k f m

32. Temperatura (°C) Presión (atm) Vapor Líquido Hielo 0 100 110 1 Agua Solución 1 - 0,5  Te  Tc

33. Temperatura (°C) Presión (atm) Vapor Líquido Hielo 0 100 374 1 Agua Solución 1 Solución 2

34. Descenso crioscópico k f = Constante molal de descenso crioscópico Unidades = ° / molalidad = kg ° / mol  T = T i - T f = k f m  T = k f m

35. Descenso crioscópico  T = T i - T f = k f m k f W 2 1000 PM 2 W 1  T =

37. Ósmosis El flujo de solvente desde una solución diluida hacia una solución más concentrada a través de una membrana semipermeable recibe el nombre de ósmosis. Una membrana semipermeable permite el pasaje de solvente y no de solutos.

38. Soluto Solvente Membrana semipermeable

40. Presión osmótica Es la presión necesaria para detener el flujo de solvente. Disolvente Presión =  Disolución Membrana semipermeable Niveles iguales

41. Presión osmótica Ecuación de van’t Hoff n R T V  = W 2 R T PM 2 V  = C R T  =

42. Descenso crioscópico para algunas soluciones acuosas

43. NaCl (s)  Na + (ac) + Cl - (ac) Disoluciones de sólidos iónicos en líquidos

44. Factor i de Van’t Hoff Propiedad coligativa experimental Propiedad coligativa teórica i =

45. Factor i de Van’t Hoff para distintos solutos en solución acuosa

47. Solución isotónica Solución hipotónica Solución hipertónica

48. No hemólisis Soluciones isotónicas Glucosa 300 mOsm NaCl 150 mM 300 mOsm ó

49. Hemólisis instantánea Solución hipotónica Agua destilada

50. Hemólisis en 1 hora Solución hipotónica NaCl 100 mM 200 mOsm

51. Crenación Soluciones hipertónicas Glucosa 600 mOsm NaCl 300 mM 600 mOsm ó

52. Hemólisis (5 min) Soluciones hipotónicas Isoosmóticas (Membrana deja pasar solvente) Etanol 300 mM 300 mOsm ó En los preparados farmacéuticos las drogas se consideran de la misma manera que hemos considerado la urea o el etanol ‘permeables’ (además considerando su baja concentración). Urea 300 mM 300 mOsm

53. No hemólisis Soluciones isotónica e hiperosmótica Efecto protector del NaCl en la preparación de inyectables Urea 300 mM NaCl 145 mM

57. Ascenso ebulloscópico  T = T f - T i = k e m k e W 2 1000 PM 2 W 1  T =