SOLUCIONES QUÍMICAS CONCEPTO Y UNIDADES

1. DISOLUCIONES
Unidad 3

2. 22
Contenidos (1)
1.- Sistemas materiales.
2.- Disoluciones. Clasificación.
3.- Concentración de una disolución
3.1. En g/l (repaso).
3.2. % en masa (repaso).
3.3. % en masa/volumen.
3.4. Molaridad.
3.5. Fracción molar

3. 33
Contenidos (2)
4.- Preparación de una disolución.
5.- Fenómeno de la disolución.
6.- Solubilidad.
7.- Propiedades coligativas de las
disoluciones (cualitativamente).

4. 44
SISTEMAS
MATERIALES
E le m e n t o C o m p u e s t o
S u s t a n c ia s p u r a s
M e z c la
H o m o g é n e a
M e z c la
H e t e r o g é n e a
M e z c la
c o lo id a l
S u s p e n s ió n
M e z c la
S is t e m a m a t e r ia l
REPASO

5. 55
DISOLUCIÓN (Concepto)
Es una mezcla homogénea de dos o mas
sustancias químicas tal que el tamaño
molecular de la partículas sea inferior a
10--9
m.
Se llama mezcla coloidal cuando el
tamaño de partícula va de 10-9
m a
2 ·10-7
m.
Se llama suspensión cuando el tamaño
de las partículas es del orden de
2 ·10-7
m.

6. 66
Componentes de una
disolución
Soluto (se encuentra en menor
proporción).
Disolvente (se encuentra en
mayor proporción y es el medio
de dispersión).

7. 77
Clasificación de disoluciones
Según el número de
componentes.
Según estado físico de soluto y
disolvente.
Según la proporción de los
componentes.
Según el carácter molecular de
los componentes.

8. 88
Según el número de
componentes.
Binarias
Ternarias.
...

9. 99
Según estado físico
de soluto y disolvente.
Soluto Disolvente
Ejemplo
• Gas Gas Aire
• Líquido Gas Niebla
• Sólido Gas Humo
• Gas Líquido CO2 en agua
• Líquido Líquido Petróleo
• Sólido Líquido Azúcar-agua
• Gas Sólido H2 -platino
• Líquido Sólido Hg - cobre

10. 1010
Según la proporción
de los componentes.
Diluidas
• (poca cantidad de soluto)
Concentradas
• (bastante cantidad de soluto)
Saturadas
• (no admiten mayor concentración
de soluto)

11. 1111
Según el carácter molecular
de los componentes.
Conductoras
• Los solutos están ionizados
(electrolitos) tales como
disoluciones de ácidos, bases o
sales,
No conductoras
• El soluto no está ionizado

12. 1212
Concentración
(formas de expresarla)
gramos/litro
Tanto por ciento en masa.
Tanto por ciento en masa-
volumen.
Molaridad.
Normalidad (ya no se usa).
Fracción molar.
Molalidad.

13. 1313
Concentración en
gramos/litro.
Expresa la masa en gramos de
soluto por cada litro de
disolución.
msoluto (g)
conc. (g/l) = ————————
Vdisolución (L)
REPASO

14. 1414
Tanto por ciento
en masa.
Expresa la masa en gramos de
soluto por cada 100 g de
disolución.
msoluto
% masa = ————————— · 100
msoluto + mdisolvente
REPASO

15. 1515
Tanto por ciento
en masa-volumen.
Expresa la masa en gramos de
soluto por cada 100 cm3
de
disolución.
msoluto
% masa/volumen =
———————
Vdisolución (dl)

16. 1616
Molaridad (M ).
Expresa el número de moles de
soluto por cada litro de
disolución.
n msoluto
Mo = ——— = ———————
V (l) Msoluto ·V (l)
siendoV (l) el volumen de la
disolución expresado en litros

17. 1717
Ejercicio: ¿ Cuál es la molaridad de
la disolución obtenida al disolver
12 g de NaCl en agua destilada
hasta obtener 250 ml de
disolución?
Expresado en moles, los 12 g de NaCl
son:
m 12 g
n =  =  = 0,2 moles
NaCl
M 58,44 g/mol
La molaridad de la disolución es, pues:
0,2 moles
M =  = 0,8 M
0,250 L

18. 1818
Relación entre M con % en
masa y densidad de disolución
Sabemos que:
ms 100 ms
% = —— · 100 = ————
mdn Vdn · ddn
Despejando Vdn:
100 ms
Vdn = ————
%· ddn
Sustituyendo en la fórmula de la molaridad:
ms ms · %· ddn %· ddn
Mo = ———— = —————— = ————
Ms · Vdn Ms · 100 ms 100 Ms

19. 1919
Ejercicio: ¿Cuál será la molaridad de
una disolución de NH3 al 15 % en
masa y de densidad 920 kg/m3
?
920 kg/m3
equivale a 920 g/L
%· ddn 15 · 920 g · L-1
Mo = ———— = ————————— = 8,11 M
100 Ms 100 · 17 g · mol-1

20. 2020
Riqueza (η)
Las sustancias que se usan en el
laboratorio suelen contener impurezas.
Para preparar una disolución se necesita
saber qué cantidad de soluto puro se
añade.
msustancia (pura)
η = ——————————— · 100
msustancia (comercial)
De donde
100
msust. (comercial) = msust. (pura) · ——
η

21. 2121Ejemplo: ¿Como prepararías 100 ml de
una disolución 0’15 M de NaOH en agua a
partir de NaOH comercial del 95 % de
riqueza?
m = Molaridad · M(NaOH) · V
m = 0’15 mol/l · 40 g/mol · 0’1 l =
= 0’60 g de NaOH puro
100
mNaOH (comercial) = mNaOH (pura) · —— =
95
100
= 0’60 g · —— = 0’63 g NaOH
comercial 95

22. 2222Ejercicio: Prepara 250 cm3
de una disolución
de HCl 2 M, sabiendo que el frasco de HCl
tiene las siguientes indicaciones:
d=1’18 g/cm3
; riqueza = 35 %
m = Molaridad · M(HCl) · V
m = 2 mol/l · 36’5 g/mol · 0’25 l =
= 18’3 g de HCl puro que equivalen a
100
18’3 g ·—— = 52’3 g de HCl comercial
35
m 52’3 g
V = — = ————— = 44’3 cm3
d 1’18 g/cm3

23. 2323
Fracción molar (χ)
Expresa el cociente entre el nº
de moles de un soluto en
relación con el nº de moles total
(soluto más disolvente).
nsoluto
χsoluto = —————————
nsoluto + ndisolvente
Igualmente
ndisolvente
χdisolvente = —————————
nsoluto + ndisolvente

24. 2424
Fracción molar (χ) (cont.).
nsoluto + ndisolvente
χsoluto + χdisolvente = ————————— = 1
nsoluto + ndisolvente
Si hubiera más de un soluto siempre
ocurrirá que la suma de todas las
fracciones molares de todas las
especies en disolución dará como
resultado “1”.

25. 2525Ejemplo: Calcular la fracción molar de CH4 y
de C2H6 en una mezcla de 4 g de CH4 y 6 g
de C2H6 y comprobar que la suma de
ambas es la unidad.
4 g 6 g
n (CH4) =———— = 0,25 mol; n (C2H6) =————= 0,20 mol
16 g/mol 30 g/mol
n(CH4) 0,25 mol
χ(CH4) = ———————— = ————————— = 0,56
n(CH4) + n(C2H6) 0,25 mol + 0,20 mol
n(C2H6) 0,20 mol
χ (C2H6) = ———————— = ————————— = 0,44
n(CH4) + n(C2H6) 0,25 mol + 0,20 mol
χ(CH4) + χ (C2H6) = 0,56 + 0,44 = 1

26. 2626
Solubilidad
Es la máxima cantidad de
soluto que se puede disolver en
una determinada cantidad de
disolvente (normalmente suelen
tomarse 100 g).
La solubilidad varía con la
temperatura (curvas de
solubilidad).

27. 2727
Gráficas de la solubilidad de
diferentes sustancias en agua
Como vemos, la
solubilidad no
aumenta
siempre con la
temperatura, ni
varía de manera
lineal.

28. 2828
Propiedades coligativas
Las disoluciones tienen
diferentes propiedades que los
disolventes puros.
Es lógico pensar que cuánto
más concentradas estén las
disoluciones mayor diferirán las
propiedades de éstas de las de
los disolventes puros.

29. 2929
Propiedades coligativas
Disminución de la presión de vapor.
Aumento de temperatura de
ebullición.
Disminución de la temperatura de
fusión.
Presión osmótica (presión hidrostática
necesaria para detener el flujo de
disolvente puro a través de una
membrana semipermeable).

30. 3030
Presión osmótica