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Disoluciones

Unidad didactica de disoluciones y formas de expresar la concentración
by

Magalis Clarke

on 2 February 2014

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Transcript of Disoluciones

Disoluciones
¿Qué es una Disolución?
Es una mezcla homogénea (una fase) que contienen dos o más tipos de sustancias denominadas soluto y solvente; que se mezclan en proporciones variables; sin cambio alguno en su composición, es decir no existe reacción química.
Factores que modifican la Velocidad de la Disolución
La velocidad de disolución es el tiempo que tarda el soluto en dejarse de percibir una vez introducido en el disolvente, es decir, el tiempo en que se disuelve. La cantidad de soluto que puede disolverse en una cantidad dada de disolvente, depende de los siguientes factores:
Clases de Disoluciones
Cualquier sustancia, sin importar el estado de agregación de sus moléculas, puede formar disoluciones con otras. Según el estado físico en el que se encuentren las sustancias involucradas se pueden clasificar en sólidas, líquidas y gaseosas. También puede ocurrir que los componentes de la disolución se presenten en diferentes estados. Así, cuando uno de los componentes es un gas o sólido y el otro es un líquido, el primero se denomina soluto y el segundo disolvente.
Las soluciones también se pueden clasificar según la cantidad de soluto que contiene, como:
Concentración de las Disoluciones
La concentración de una disolución expresa la cantidad de soluto presente en una cantidad de solvente o de disolución. En términos cuantitativos, esto es, la relación o proporción matemática entre la cantidad de soluto y la cantidad de disolvente o, entre soluto y disolución. Esta relación suele expresarse en porcentaje.
Finalmente
Para la mejor comprensión de los conceptos, resolveremos el siguiente ejemplo
Soluto
Es la sustancia que se disuelve o solubiliza, se le llama fase dispersa y siempre se encuentra en menor proporción, ya sea en masa o volumen.
En una solución pueden haber varios solutos.
A la naturaleza del soluto se deben el color, el olor, el sabor y la conductividad eléctrica de las disoluciones
Disolvente
Es la sustancia que disuelve, solubiliza o dispersa al soluto, por lo que se llama fase dispersante y generalmente se encuentra en mayor proporción.
En las disoluciones líquidas se toma como disolvente universal al agua debido a su alta polaridad.
El disolvente da el aspecto físico de la disolución.
Naturaleza del Soluto y del Disolvente
Una regla citada en química es: lo igual disuelve lo igual. En otras palabras, la solubilidad es mayor entre sustancias cuyas moléculas sean análogas, eléctrica y estructuralmente. Cuando existe semejanza en las propiedades eléctricas de soluto y solvente, las fuerzas intermoleculares son intensas, propiciando la disolución de una en otra. De acuerdo con esto, en el agua, que es una molécula polar, se pueden disolver solubles polares, como el alcohol, acetona y sale inorgánicas.
Temperatura
En general, puede decirse que a mayor temperatura mayor solubilidad. Así, es frecuente usar el efecto de la temperatura para obtener disoluciones sobresaturadas. Sin embargo, esta regla no se cumple en todas las situaciones. Por ejemplo, la solubilidad de los gases suele disminuir al aumentar la temperatura de la disolución, pues, al poseer mayor energía cinética, las moléculas del gas tienden a volatilizarse.
Presión
La presión no afecta demasiado las solubilidades de sólidos y líquidos, mientras que tiene un efecto determinante en las de los gases. Un aumento en la presión produce un aumento en la solubilidad de gases en líquidos. Esta relación es de proporcionalidad directa. Por ejemplo, cuando se destapa una gaseosa, la presión disminuye, por lo general el gas carbónico disuelto en ella escapa en forma de pequeñas burbujas
Estado de Subdivisión
Este factor tiene especial importancia en la disolución de sustancias sólidas en disolventes líquidos, ya que, cuanto más finamente dividido se encuentre el sólido, mayor superficie de contacto existirá entre las moléculas del soluto y el disolvente. Con ello, se aumenta la eficiencia de la solvatacion. Es por eso que en algunas situaciones la trituración de los solutos facilita bastante la disolución
Disoluciones Diluidas
Cuando la cantidad de soluto disuelta es pequeña en relación con la cantidad de disolvente.
Disoluciones Saturadas o Concentradas
Si la cantidad de soluto es la máxima que puede disolver el disolvente a una temperatura dada.
Disoluciones Sobresaturadas
Si la cantidad de soluto es mayor de la que puede disolver el disolvente a una temperatura dada. Este tipo de disoluciones se consiguen cuando se logra disolver el soluto por encima de su punto de saturación y son inestables, por lo que, frecuentemente, el soluto en exceso tiende a precipitar al fondo del recipiente
Unidades de Concentración Físicas
Las unidades físicas de concentración están expresadas en función de la masa y del volumen, en forma porcentual.
Porcentaje Referido a la Masa
Relaciona la masa del soluto, en gramos, presente en una cantidad de disolución. Teniendo en cuenta que el resultado se expresa como porcentaje de soluto, la cantidad de patrón de disolución suele tomar como 100 gramos.
Porcentaje Referido al Volumen
Se refiere al volumen de soluto, en mL, presente en cada 100 mL de disolución. La expresión que utilizamos para calcularlo es:
Porcentaje Masa-Volumen
Representa la masa de soluto (en g) por cada 100 mL de disolución. Se puede calcular según la expresión:
Partes por Millón
Para medir algunas concentraciones pequeñas se utiliza una unidad de concentración denominada partes por millón (ppm), que mide las partes de soluto presentes en un millón de partes de disolución. La siguiente expresión, permite calcular las partes por millón:
Unidades de Concentración Químicas
Para expresar la concentración de las soluciones se usan también sistemas con unidades químicas, como son:
Molaridad
Es la forma más usual de expresar la concentración de una disolución. Se define como el número de moles de soluto disueltos en un litro de disolución. Alternativamente, se puede expresar como milimoles de soluto disuelto en mL de disolución. Matemáticamente se expresa así:
Molalidad
Indica la cantidad de moles de soluto presentes en un Kg (1.000 g) de disolvente. Cuando el disolvente es agua, y debido a que la densidad de esta es 1g/mL, 1 Kg de agua equivalente a un litro. La molalidad se calcula mediante la expresión:
Fracción Molar
Expresa el número de moles de un componente de la disolución, en relación con el número total de moles, incluyendo todos los componentes presentes, se calcula mediante la expresión:
Se disuelven 5 g de HCl en 35 g de agua. Sabiendo que la densidad de la disolución es de 1.060 kg/L, calcular la concentración de la disolución en las diversas formas de expresarla.
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