Química
               2012




   Clase Nº 13
         Soluciones

Profesor: Antonio Huamán
                       1
SOLUCIONES
Son mezclas homogéneas de dos o más sustancias puras
en proporción variable en la que cada porción analizada
presenta la misma característica ya que los solutos se
dispersan uniformemente en el seno del disolvente. Los
componentes de una solución no se pueden visualizar
debido a que los solutos adquieren el tamaño de átomos,
moléculas o iones
Ejemplo: Analicemos una porción de agua de mar:

                                  Se observa que el
                                  agua de mar contiene
                                  varios solutos y un
                                  solo solvente (H2O)


                                                     2
En general:
    Solución = 1STE + STO ( 1) + STO ( 2 ) +K

SOLUTO (STO)
Es la sustancia que se dispersa en el solvente; determina
las propiedades químicas de la solución y generalmente
se encuentra en menor proporción.
SOLVENTE (STE)
Es la sustancia que actúa como medio dispersante para
el soluto, disuelve el soluto y generalmente se encuentra
en mayor cantidad.

Nota:
El nombre de la solución lo determina el soluto (STO) y el
estado físico lo determina el solvente (STE)

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SOLUCIÓN BINARIA

Llamada también disolución. Son
aquellas soluciones conformadas
por dos componentes: un soluto y
un solvente.

Disolución = 1 soluto + 1 solvente

SOLUCIÓN ACUOSA

Son aquellas soluciones donde el solvente es el agua. El
agua por polaridad alta que poseen sus moléculas, es la
sustancia con una gran capacidad para disolver a las
sustancias polares y a las sustancias iónicas por lo que
es considerada como un solvente universal

       Solución acuosa = 1 soluto + H2O                4
CLASIFICACIONES DE LAS SOLUCIONES

• SEGÚN EL ESTADO FÍSICO
  El estado físico de una disolución lo define el solvente
 Soluciones sólidas: son las aleaciones de los metales
 Ejemplos:

         Bronce (Cu-Sn)             Acero (Fe-C)




         Latón (Cu-Zn)            Amalgama (Hg – METAL)




                                                             5
Soluciones líquidas:
Ejemplos:
        Vinagre                  Agua oxigenada
   (CH3COOH + H2O)               (H2O2 + H2O)




Soluciones gaseosas:
Ejemplos:

Aire seco (N2 + O2 + otros)

Gas natural (CH4 + C2H6 +….)

Vapor de naftalina en el aire

                                                  6
B. SEGÚN SU CONCENTRACIÓN
  Esta dada por la proporción de soluto en la solución.
Por la abundancia relativa del soluto en las soluciones,
estas pueden ser:
   Solución saturada: Es aquella que contiene la
    máxima cantidad de soluto que puede mantenerse
    disuelto en una determinada cantidad de solvente a
    una temperatura establecida.
   Solución diluida (insaturada): Es aquella donde la
    masa de soluto disuelta con respecto a la de la
    solución saturada es más pequeña para la misma
    temperatura y masa de solvente.
   Solución concentrada: Es aquella donde la cantidad
    de soluto disuelta es próxima a la determinada por la
    solubilidad a la misma temperatura.
   Solución Sobresaturada: Es aquella que contiene una
    mayor cantidad de soluto que una solución saturada
    a temperatura determinada. Esta propiedad la
    convierte en inestable.
                                                            7
8
CONCENTRACIÓN DE UNA SOLUCIÓN

 Son formas de expresar la cantidad de soluto que
 está presente en una cantidad de solución o de
 solvente, entre ellas tenemos: porcentaje en peso,
 porcentaje en volumen, molaridad, normalidad, etc.

 I. UNIDADES FÍSICAS DE CONCENTRACIÓN

  •   Porcentaje en peso (%W).- Indica la cantidad en
      gramos del soluto disuelto en 100 g de solución.




      Ejemplo: (CEPRE-UNMSM) El porcentaje en peso
      (%W) de una solución que contiene disueltos 15g
      de glucosa disueltos en 185g de agua es:
      Solución:
                                                         9
•   Porcentaje en volumen (%V).- Indica la cantidad
    en mililitros del soluto disuelto en 100 mL de

    solución.


    Ejemplo: (UNALM-2008-I) Se tiene una solución de
    500mL de FeCl3 al 15% en volumen. El volumen del
    soluto es:
    Solución:                                          10
II. UNIDADES QUÍMICAS DE CONCENTRACIÓN
•   Molaridad (M).- Indica el número de moles de
    soluto disuelto hasta formar un litro de solución.

              n         mol          
           M = STO          <> molar 
              v SOL     L            
    Donde:
                           masa del compuesto
       Número de moles =

                           P.Fdel compuesto              11
Ejemplo: (UNALM-2006-I) Una solución de 200mL de
NaOH contienen 4 gramos de soluto. La molaridad de
esta solución es: Dato: P.F (NaOH=40)
Solución:




Ejemplo: (UNMSM-2004-I) Calcular la concentración
molar de una solución de KClO3 que en 250mL
contiene 24,5g de KClO3. P.A (K=39; Cl=35,5; O=16)
Solución:                                            12
2. Normalidad (N).-Se define el número de Eq – g de
   soluto disuelto en un litro de solución.
   Eq – g = equivalente gramo.
             # Eq − g( STO )    Eq − g           
        N=                             <> normal 
                 VSOL           L                
  Donde:


                                                      13
Ejemplo: (UNALM-1997-II) Calcular la normalidad de
una solución al disolver 4Eq-g de NaOH en 16L de
solución.
Solución:




Relación entre N y M
Para una misma solución se cumple:
           N=M x θ
 Donde:
   θ : Parámetro que depende del soluto.
                                                     14
Soluto                Valor de θ
Ácidos            N° de H ionizables o sustituidos
Hidróxidos        N° de OH ionizables o sustituidos
Sales             Carga neta del catión o anión
Óxidos            Carga neta del oxígeno

Ejemplo: (UNMSM-2005-II) Si se disuelve 35,5g de
Na2SO4 (PF=142 g/mol) en 500mL de agua, la
normalidad de la solución es:
Solución:




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3. Molalidad (m).- Se define como el número de soluto
    disuelto por cada kilogramos de solvente.




  Ejemplo: Determine la molalidad de una solución
  que contiene 0,2 moles de NaOH disuelto en 400mL
  de H2O.
  Solución:




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APLICACIÓN DE SOLUCIONES
•    DILUCIÓN.- La dilución es un procedimiento físico
     que consiste en preparar una disolución de menor
     concentración a partir de una más concentrada,
     para ello se debe adicionar agua a la disolución
     concentrada. Observando que no se altera la
     cantidad de soluto
    Se cumple:   M1 x    V1 =     M2 x V2
    Ejemplo:




                                                         17
Solución:




•     MEZCLAS DE SOLUCIONES.- Cuando se mezclan
      dos soluciones que contiene el mismo soluto pero
      de concentraciones diferentes, la solución
      resultante posee una concentración intermedia.
      Se cumple:

                    STO         STO         STO
                   nSOL(1)   + nSOL(2)   = nSOL(3)
                   M1V1 + M 2 V2 = M3V3
                                                         18
Ejemplo:




Solución:




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SOLUCIONES

  • 1.
    Química 2012 Clase Nº 13 Soluciones Profesor: Antonio Huamán 1
  • 2.
    SOLUCIONES Son mezclas homogéneasde dos o más sustancias puras en proporción variable en la que cada porción analizada presenta la misma característica ya que los solutos se dispersan uniformemente en el seno del disolvente. Los componentes de una solución no se pueden visualizar debido a que los solutos adquieren el tamaño de átomos, moléculas o iones Ejemplo: Analicemos una porción de agua de mar: Se observa que el agua de mar contiene varios solutos y un solo solvente (H2O) 2
  • 3.
    En general: Solución = 1STE + STO ( 1) + STO ( 2 ) +K SOLUTO (STO) Es la sustancia que se dispersa en el solvente; determina las propiedades químicas de la solución y generalmente se encuentra en menor proporción. SOLVENTE (STE) Es la sustancia que actúa como medio dispersante para el soluto, disuelve el soluto y generalmente se encuentra en mayor cantidad. Nota: El nombre de la solución lo determina el soluto (STO) y el estado físico lo determina el solvente (STE) 3
  • 4.
    SOLUCIÓN BINARIA Llamada tambiéndisolución. Son aquellas soluciones conformadas por dos componentes: un soluto y un solvente. Disolución = 1 soluto + 1 solvente SOLUCIÓN ACUOSA Son aquellas soluciones donde el solvente es el agua. El agua por polaridad alta que poseen sus moléculas, es la sustancia con una gran capacidad para disolver a las sustancias polares y a las sustancias iónicas por lo que es considerada como un solvente universal Solución acuosa = 1 soluto + H2O 4
  • 5.
    CLASIFICACIONES DE LASSOLUCIONES • SEGÚN EL ESTADO FÍSICO El estado físico de una disolución lo define el solvente Soluciones sólidas: son las aleaciones de los metales Ejemplos: Bronce (Cu-Sn) Acero (Fe-C) Latón (Cu-Zn) Amalgama (Hg – METAL) 5
  • 6.
    Soluciones líquidas: Ejemplos: Vinagre Agua oxigenada (CH3COOH + H2O) (H2O2 + H2O) Soluciones gaseosas: Ejemplos: Aire seco (N2 + O2 + otros) Gas natural (CH4 + C2H6 +….) Vapor de naftalina en el aire 6
  • 7.
    B. SEGÚN SUCONCENTRACIÓN Esta dada por la proporción de soluto en la solución. Por la abundancia relativa del soluto en las soluciones, estas pueden ser:  Solución saturada: Es aquella que contiene la máxima cantidad de soluto que puede mantenerse disuelto en una determinada cantidad de solvente a una temperatura establecida.  Solución diluida (insaturada): Es aquella donde la masa de soluto disuelta con respecto a la de la solución saturada es más pequeña para la misma temperatura y masa de solvente.  Solución concentrada: Es aquella donde la cantidad de soluto disuelta es próxima a la determinada por la solubilidad a la misma temperatura.  Solución Sobresaturada: Es aquella que contiene una mayor cantidad de soluto que una solución saturada a temperatura determinada. Esta propiedad la convierte en inestable. 7
  • 8.
  • 9.
    CONCENTRACIÓN DE UNASOLUCIÓN Son formas de expresar la cantidad de soluto que está presente en una cantidad de solución o de solvente, entre ellas tenemos: porcentaje en peso, porcentaje en volumen, molaridad, normalidad, etc. I. UNIDADES FÍSICAS DE CONCENTRACIÓN • Porcentaje en peso (%W).- Indica la cantidad en gramos del soluto disuelto en 100 g de solución. Ejemplo: (CEPRE-UNMSM) El porcentaje en peso (%W) de una solución que contiene disueltos 15g de glucosa disueltos en 185g de agua es: Solución: 9
  • 10.
    Porcentaje en volumen (%V).- Indica la cantidad en mililitros del soluto disuelto en 100 mL de solución. Ejemplo: (UNALM-2008-I) Se tiene una solución de 500mL de FeCl3 al 15% en volumen. El volumen del soluto es: Solución: 10
  • 11.
    II. UNIDADES QUÍMICASDE CONCENTRACIÓN • Molaridad (M).- Indica el número de moles de soluto disuelto hasta formar un litro de solución. n  mol  M = STO  <> molar  v SOL  L  Donde: masa del compuesto Número de moles = P.Fdel compuesto 11
  • 12.
    Ejemplo: (UNALM-2006-I) Unasolución de 200mL de NaOH contienen 4 gramos de soluto. La molaridad de esta solución es: Dato: P.F (NaOH=40) Solución: Ejemplo: (UNMSM-2004-I) Calcular la concentración molar de una solución de KClO3 que en 250mL contiene 24,5g de KClO3. P.A (K=39; Cl=35,5; O=16) Solución: 12
  • 13.
    2. Normalidad (N).-Sedefine el número de Eq – g de soluto disuelto en un litro de solución. Eq – g = equivalente gramo. # Eq − g( STO )  Eq − g  N=  <> normal  VSOL  L  Donde: 13
  • 14.
    Ejemplo: (UNALM-1997-II) Calcularla normalidad de una solución al disolver 4Eq-g de NaOH en 16L de solución. Solución: Relación entre N y M Para una misma solución se cumple: N=M x θ Donde: θ : Parámetro que depende del soluto. 14
  • 15.
    Soluto Valor de θ Ácidos N° de H ionizables o sustituidos Hidróxidos N° de OH ionizables o sustituidos Sales Carga neta del catión o anión Óxidos Carga neta del oxígeno Ejemplo: (UNMSM-2005-II) Si se disuelve 35,5g de Na2SO4 (PF=142 g/mol) en 500mL de agua, la normalidad de la solución es: Solución: 15
  • 16.
    3. Molalidad (m).-Se define como el número de soluto disuelto por cada kilogramos de solvente. Ejemplo: Determine la molalidad de una solución que contiene 0,2 moles de NaOH disuelto en 400mL de H2O. Solución: 16
  • 17.
    APLICACIÓN DE SOLUCIONES • DILUCIÓN.- La dilución es un procedimiento físico que consiste en preparar una disolución de menor concentración a partir de una más concentrada, para ello se debe adicionar agua a la disolución concentrada. Observando que no se altera la cantidad de soluto Se cumple: M1 x V1 = M2 x V2 Ejemplo: 17
  • 18.
    Solución: • MEZCLAS DE SOLUCIONES.- Cuando se mezclan dos soluciones que contiene el mismo soluto pero de concentraciones diferentes, la solución resultante posee una concentración intermedia. Se cumple: STO STO STO nSOL(1) + nSOL(2) = nSOL(3) M1V1 + M 2 V2 = M3V3 18
  • 19.