Más contenido relacionado
La actualidad más candente
La actualidad más candente (18)
Similar a Soluciones
Similar a Soluciones (20)
Más de Steven Cuesta
Último
Último (20)
Soluciones
- 2. ¿QUÉ ES UNA SOLUCIÓN? • Es una mezcla homogénea entre dos o más sustancias. • Es importante lograr distinguir los componentes de una solución: Soluto: Es la sustancia que se disuelve y que generalmente se encuentra en menor cantidad Solvente: Sustancia que logra disolver al soluto, presente generalmente en mayor cantidad Solución: El resultado de la disolución del soluto
- 3. • Tanto el soluto como el solvente pueden estar en distintos estados, de esta manera podemos obtener varias soluciones, como por ejemplo SOLUTO SOLVENTE SOLUCIÓN EJEMPLO Gas Gas Gas Aire Gas Líquido Líquido CO2 en agua Gas Sólido Sólido H2 en paladio Líquido Líquido Líquido Alcohol en agua Sólido Líquido Líquido Sal en agua Sólido Sólido Sólido Bronce (Cu+Zn) Entre las características más importantes de las soluciones tenemos: • Sus componente no pueden separarse por métodos físicos simples como decantación, filtración, centrifugación, etc. • Sus componentes sólo pueden separase por destilación, cristalización, cromatografía. • Los componentes de una solución son soluto y solvente
- 4. CONCENTRACIÓN DE SOLUCIONES • La concentración de las soluciones expresa la cantidad de soluto que puede ser disuelto en determinada cantidad de solvente, de esta manera podemos tener 3 tipos de concentraciones. INSATURADA El soluto está en menor cantidad SATURADA Existe equilibrio entre soluto y solvente SOBRESATURADA Mayor la cantidad de soluto que de solvente
- 5. MODO DE EXPRESAR LAS CONCENTRACIONES • UNIDADES FÍSICAS DE CONCENTRACIÓN Las unidades físicas de concentración están expresadas en función del peso y del volumen, en forma porcentual, y son las siguientes: 3. %v/v: indica el volumen de soluto por cada 100 unidades de volumen solución %v/v= 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝑥100 2. %m/v: indica la masa del soluto por cada 100 unidades de volumen de solución %m/v= 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝑥100 1. %m/m: indica la masa del soluto por cada 100 unidades de masa de solución %m/m= 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝑥100
- 6. EJEMPLOS • 1. ¿Cuál es el porcentaje en masa de NaOH en una solución preparada disolviendo 8g de NaOH en 50 g de H2O? Identificamos soluto y solvente NaOH= 8g soluto 𝐻2O= 50g solvente %m/m= ? Colocamos fórmula a utilizar y reemplazamos valores %m/m= 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝑥100 %m/m= 8𝑔 58𝑔 𝑥100 =13,79% Es necesario tomar en cuenta varios aspectos, por ejemplo: 1. La solución es la suma de el soluto y el solvente 2. El H2O es el líquido que más sustancias disuelve, por tal motivo en la mayoría de los casos es utilizado como solvente 3. La cantidad de masa del 𝐻2O es igual a la cantidad en volumen debido a su densidad, así, 1g de 𝐻2O equivale a 1ml de 𝐻2O
- 7. • 2. ¿Cuál es el porcentaje en volumen de una solución preparada con 25 ml de Na2(SO4) y 250 g de H2O? 𝑁𝑎2(𝑆𝑂4)= 25ml soluto 𝐻2O= 250g = 250ml solvente %v/v= ? Soluto + solvente= solución 25ml + 250ml = 275ml %v/v= 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝑥100 %v/v= 25𝑚𝑙 275𝑚𝑙 𝑥100 %v/v= 9,09%
- 8. • 3. ¿Qué masas de KCl y H2O se necesitan para preparar 250g de solución al 5%? m KCL = ?g soluto m 𝐻2O= ?g solvente %m/m= 5% Solución = 250g %m/m= 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝑥100 masa soluto= % 𝑚 𝑚 𝑥 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 100 Solución = soluto + solvente Solvente = solución – soluto Solvente = 250g – 12,5g Solvente = 237,5g 𝐻2O masa soluto= 5% 𝑥 250𝑔 100 masa soluto= 12,5g KCl
- 9. • 4. Se disuelven 35g de AgNO3 en 250g de H2O dando una solución de densidad (∂=1,12g/𝑐𝑚3). Exprese la concentración en %m/m y %m/v. m 𝐴𝑔𝑁𝑂3 = 35g soluto m 𝐻2O = 250g solvente ∂ solución = 1,12g/𝑐𝑚3 %m/m = ? %m/v = ? %m/m= 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝑥100 %m/m= 35𝑔 285𝑔 𝑥100 =12,28% Calculamos el vol. de solución utilizando la densidad para obtener %m/v ∂= 𝑚 𝑣 v= 𝑚 ∂ v= 285𝑔 1,12𝑔 𝑐𝑚3 v=254,46 𝑚𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 %m/v= 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝑥100 %m/v= 35𝑔 254,46𝑚𝑙 𝑥100 %m/v= 13,75%
- 10. UNIDADES QUÍMICAS DE CONCENTRACIÓN • Para expresar la concentración de las soluciones también se utilizan unidades químicas, como son: 1. MOLARIDAD: Nos indica el número de moles de soluto que se encuentra contenidos en un litro de solución 𝑀 = 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑠𝑜𝑡𝑢𝑙𝑜 𝐿. 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 Ejemplo: • Calcular la concentración molar de una solución formada con 20g de AgNO3 en 750ml de solución. Transformamos los gramos de soluto a moles 20 g 𝐴𝑔𝑁𝑂3 1 mol 𝐴𝑔𝑁𝑂3 170 g 𝐴𝑔𝑁𝑂3 =0,12 mol 𝐴𝑔𝑁𝑂3
- 11. Las unidades de volumen deben estar en litros 750ml = 0,750L solución Reemplazamos valores en la fórmula de Molaridad 𝑀 = 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑠𝑜𝑡𝑢𝑙𝑜 𝐿. 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝑀 = 0,12 𝑚𝑜𝑙 0,750 𝐿 𝑀 = 0,6 𝑚𝑜𝑙/𝐿 Por cada litro de solución van a estar presentes 0,6 moles de 𝐴𝑔𝑁𝑂3
- 12. 2. NORMALIDAD: Nos indica la relación entre los equivalentes en gramos del soluto y los litros de una solución. Los equivalentes se refieren a las cargas por mol de una sustancia: para el caso de los ácidos se refiere a la cantidad de cargas de hidrógenos H+, para las bases a la cantidad de cargas negativos de los grupos hidroxilo OH- y para las sales se refiere a las cantidades positivas de los elementos metálicos que sustituyen los hidrógenos de los ácidos. N = 𝐸𝑞−𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝐿.𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 Eq-g base= 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 𝑏𝑎𝑠𝑒 # 𝑑𝑒 𝑂𝐻 Eq-g ácido= 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 á𝑐𝑖𝑑𝑜 # 𝑑𝑒 𝐻 Eq-g sal= 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 𝑠𝑎𝑙 # 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑙 𝐻2 𝑆𝑂4= 98𝑔 2 𝐻2 𝑆𝑂4= 49 Eq-g 𝐶𝑎(𝑂𝐻)2= 74𝑔 2 𝐶𝑎(𝑂𝐻)2= 37 Eq-g 𝐴𝑙𝐶𝑙3= 133,5𝑔 3 𝐴𝑙𝐶𝑙3= 44,5 Eq-g +3 -1
- 13. • Ejemplo: Calcular la normalidad de 20 gramos de hidróxido de berilio Be(OH)2 en 700 ml de disolución N = ? Soluto= 20g Be(OH)2 Solución= 700ml = 0,7 L Masa molar Be(OH)2= 43g N = 𝐸𝑞−𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝐿.𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 Eq-g base= 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 𝑏𝑎𝑠𝑒 # 𝑂𝐻 Eq-g base= 43𝑔 2 Eq-g base= 21,5𝑔 Calculo el número de equivalentes en 20 g de Be(OH)2 20g Be(OH)2 1 Eq Be(OH)2 21,5g = 0,93 𝐸𝑞 N = 0,93 𝐸𝑞 0,7 𝐿 N = 1,33 𝐸𝑞/𝐿
- 14. 3. MOLALIDAD: Nos indica la relación entre los moles del soluto y la masa en Kg de un solvente m= 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑠𝑜𝑡𝑢𝑙𝑜 𝐾𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 Ejemplo: • Calcular la molalidad de una disolución de ácido sulfúrico H2SO4 siendo la masa del disolvente 600 g. y la cantidad de ácido 60 g. Transformamos la masa de soluto a moles y los g a Kg 60 g H2SO4 1 mol H2SO4 98g H2SO4 =0,61 mol H2SO4 600g solvente= 0,6Kg m= 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑠𝑜𝑡𝑢𝑙𝑜 𝐾𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 m= 0,61 𝑚𝑜𝑙 0,6 𝐾𝑔 m= 1,02 𝑚𝑜𝑙/𝐾𝑔
- 15. EJERCICIOS 1. Calcular la M de una solución de 𝐻2 𝑆𝑂4 al 98%m/m y de una ∂=1,84g/𝑐𝑚3 M = ? %m/m = 98% ∂=1,84g/𝑐𝑚3 Soluto= 98g Solución= 100g 98g 𝐻2 𝑆𝑂4= 1 mol El 98%m/m nos indica que tenemos 98g de soluto en 100 g de solución ∂= 𝑚 𝑣 v= 𝑚 ∂ v= 100𝑔 1,84g/ 𝑐𝑚3 v= 54,34 𝑐𝑚3 v=0,054𝐿 𝑀 = 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑠𝑜𝑡𝑢𝑙𝑜 𝐿. 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝑀 = 1 𝑚𝑜𝑙 0,054𝐿 𝑀 = 18,52 𝑚𝑜𝑙/𝐿 Utilizamos densidad para obtener volumen de solución
- 16. 2. Calcular la Molaridad y la Normalidad de 𝐹𝑒2(𝑆𝑂4)3 en 350ml de solución que contiene 12g de soluto M = ? N = ? Soluto= 12g Solución= 350ml = 0,350L Masa molar 𝐹𝑒2(𝑆𝑂4)3= 400g 12 g 𝐹𝑒2(𝑆𝑂4)3 1 mol 𝐹𝑒2(𝑆𝑂4)3 400 g 𝐹𝑒2(𝑆𝑂4)3 =0,03mol 𝐹𝑒2(𝑆𝑂4)3 soluto 𝑀 = 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑠𝑜𝑡𝑢𝑙𝑜 𝐿. 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝑀 = 0,03 𝑚𝑜𝑙 0,350 𝐿 𝑀 = 0,086 𝑚𝑜𝑙/𝐿 N = 𝐸𝑞−𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝐿.𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 Eq-g sal= 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 𝑠𝑎𝑙 # 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑙 Eq-g sal= 400𝑔 6 Eq-g sal= 66,77𝑔 Un Eq de la sal pesa 66,77g, debemos encontrar la cantidad de Eq en 12 g 12g 𝐹𝑒2(𝑆𝑂4)3 1Eq 𝐹𝑒2(𝑆𝑂4)3 66,77g =0,18 Eq N = 0,18 𝐸𝑞 0,350 𝐿 N = 0,51 𝐸𝑞/𝐿
- 17. 3. Calcular la molalidad de una disolución de 95 gramos de ácido nítrico (HNO3) en 2,5 L de agua. m = ? Soluto= 95g HNO3 Solvente= 2,5 L H2O m= 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑠𝑜𝑡𝑢𝑙𝑜 𝐾𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 Encontramos las moles de soluto 95 g HNO3 1 mol HNO3 63 g HNO3 =1,50 mol HNO3 Realizamos equivalencias de peso y volumen con los datos del H2O 2,5L = 2,5 kg H2O m= 1,50 𝑚𝑜𝑙 2,5 𝐾𝑔 m= 0,6 𝑚𝑜𝑙/𝐾𝑔
- 18. REFERENCIAS • Chang, R. (2010b). Reacciones en disolución acuosa. En Químca (10ma edición ed., Vol. 1, pp. 122-129). McGraw-Hill Education. • Umbarila, X. (2012). Fundamentos teóricos para el diseño y desarrollo de unidades didácticas relacionadas con las soluciones. Revista de investigación, 143. • Química. Jerome L. Rosenberg, Lawrence M. Epstein y Peter J. Krieger. Ed. Mc Graw Hill. 9a edición. México (2009).