Fisicoquimica Soluciones

PROGRAMA DE FISICOQUIMICA 2.

DEFINICIONES.

Durango,dgo. 7 de marzo del 2012.

Índice.

Soluciones:

1. Concepto de solución

2. Componente de la solución.

Clasificación:

1. Dependiendo de las fases presentes

2. Dependiendo de los estados físicos.

3. Dependiendo de la concentración.

Factores que afectan a la solubilidad.

1. Temperatura.

2. Presión.

3. Concentración naturaleza de las sustancias.

4. Tamaño de las partículas.

5. Acción mecánica.

Propiedades coligativas.

1. Descenso de la presión de vapor.

2. Descenso del punto de congelación.

3. Aumento del punto de ebullición

4. Osmosis.

SOLUCIONES.

CONCEPTO DE SOLUCION:

Solución es una mezcla homogénea de dos o mas sustancias que interactúan íntimamente a nivel de los átomos, moléculas o iones para formular un todo con sus características propias.

COMPONENTES DE LA SOLUCION:

Una solución se compone por dos componentes básicos conocidos como solvente o disolvente y el soluto.

CLASIFICACION.

Por su estado de agregación

De tipo coloidal

 Son soluciones en donde reaccionan dos compuestos de dos estados distintos. Pueden observarse casos particulares en la vida cotidiana, como la mayonesa y el icopor.

Sólidas

 Sólido en sólido: cuando tanto el soluto como el solvente se encuentran en estado sólido. Un ejemplo claro de éste tipo de disoluciones son las aleaciones, como el zinc en el estaño.

 Gas en sólido: un ejemplo es el hidrógeno (gas), que disuelve bastante bien en metales, especialmente en el paladio (sólido). Esta característica del paladio se estudia como una forma de almacenamiento de hidrógeno.

 Líquido en sólido: cuando una sustancia líquida se disuelve junto con un sólido. Las amalgamas se hacen con mercurio (líquido) mezclado con plata (sólido)

Líquidas

 Sólido en líquido: este tipo de disoluciones es de las más utilizadas, pues se disuelven por lo general pequeñas cantidades de sustancias sólidas en grandes cantidades líquidas. Un ejemplo claro de este tipo es la mezcla de agua con azúcar.

 Gas en líquido: por ejemplo, oxígeno en agua.

 Líquido en líquido: esta es otra de las disoluciones más utilizadas. Por ejemplo, diferentes mezclas de alcohol en agua (cambia la densidad final). Un método para volverlas a separar es por destilación.

Gaseosas

 Gas en gas: son las disoluciones gaseosas más comunes. Un ejemplo es el aire (compuesto por oxígeno y otros gases disueltos en nitrógeno). Dado que en estas soluciones casi no se producen interacciones moleculares, las soluciones que los gases forman son bastante triviales. Incluso en parte de la literatura no están clasificadas como soluciones, sino como mezclas

 Sólido en gas: no son comunes, pero como ejemplo se pueden citar el yodo sublimado disuelto en nitrógeno y el polvo atmosférico disuelto en el aire.

 Líquido en gas: por ejemplo, el aire húmedo.

Ejemplos

A continuación se presenta un cuadro con ejemplos de disoluciones clasificadas por su estado de agregación donde se muestran todas las combinaciones posibles:

Ejemplos de disoluciones Soluto

Gas

Líquido

Sólido

Disolvente Gas

El oxígeno y otros gases en nitrógeno (aire).

El vapor de agua en el aire.

La naftalina se sublima lentamente en el aire, entrando en solución.

Líquido

El dióxido de carbono en agua, formando agua carbonatada. Las burbujas visibles no son el gas disuelto, sino solamente una efervescencia. El gas disuelto en sí mismo no es visible en la solución. El etanol

(alcohol común) en agua; varios hidrocarburos el uno con el otro (petróleo).

La sacarosa (azúcar de mesa) en agua; el cloruro de sodio (sal de mesa) en agua; oro en mercurio, formando una amalgama.

Sólido

El hidrógeno se disuelve en los metales; el platino ha sido estudiado como medio de almacenamiento. El hexano en la cera de parafina; el mercurio en oro. El acero, duraluminio, y otras aleaciones metálicas.

Por su concentración

Concentración

Por su concentración, la disolución puede ser analizada en términos cuantitativos o cualitativos dependiendo de su estado.

Disoluciones empíricas

También llamadas disoluciones cualitativas, esta clasificación no toma en cuenta la cantidad numérica de soluto y disolvente presentes, y dependiendo de la proporción entre ellos se clasifican de la siguiente manera:

 Disolución diluida: es aquella en donde la cantidad de soluto que interviene está en mínima proporción en un volumen determinado.

 Disolución concentrada: tiene una cantidad considerable de soluto en un volumen determinado.

 Disolución insaturada: no tiene la cantidad máxima posible de soluto para una temperatura y presión dadas.

 Disolución saturada: Tienen la mayor cantidad posible de soluto para una temperatura y presión dadas. En ellas existe un equilibrio entre el soluto y el disolvente.

 Disolución sobresaturada: contiene más soluto del que puede existir en equilibrio a una temperatura y presión dadas. Si se calienta una solución saturada se le puede agregar más soluto; si esta solución es enfriada lentamente y no se le perturba, puede retener un exceso de soluto pasando a ser una solución sobresaturada. Sin embargo, son sistemas inestables, con cualquier perturbación el soluto en exceso precipita y la solución queda saturada; esto se debe a que se mezclaron.

Disoluciones valoradas

A diferencia de las disoluciones empíricas, las disoluciones valoradas cuantitativamente, si toman en cuenta las cantidades numéricas exactas de soluto y solvente que se utilizan en una disolución. Este tipo de clasificación es muy utilizada en el campo de la ciencia y la tecnología, pues en ellas es muy importante una alta precisión.

FACTORES QUE AFECTAN LA SOLUBILIDAD

Temperatura

En general, puede decirse que a mayor temperatura mayor solubilidad. Así, es frecuente usar el efecto de la temperatura para obtener soluciones sobresaturadas. Sin embrago, esta regla no se cumple en todas las situaciones. Por ejemplo, la solubilidad de los gases suele disminuir al aumentar la temperatura de la solución, pues, al poseer mayor energía cinética, las moléculas del gas tienden a volatilizarse. De la mima manera, algunas sustancias como el carbonato de litio (Li2CO3) son menos solubles al aumentar la temperatura

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 al 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 solvente líquidos, ya que, cuando mas finamente dividido se encuentre el solidó, mayor superficie de contacto existirá entre las moléculas del soluto y el solvente. Con ello, se aumenta la eficiencia de la solvatación. Es por eso que en algunas situaciones la trituración de los solutos facilita bastante la disolución

NATURALESA DE LAS SUBSTANCIAS

En la naturaleza las sustancias pueden ser clasificadas en ácidas, básicas, o neutras.

• Las sustancias ácidas presentan las siguientes propiedades:

• Tienen sabor ácido o agrio

• Son corrosivos, actúan sobre metales generando sales

• Reaccionan con las bases neutralizándose

• Cambian a rojo el papel tornasol azul

• No reaccionan con la fenolftaleína

• Torna incoloro el azul de bromotinol

• Las sustancias básicas presentan las siguientes propiedades:

• Tienen sabor amargo

• Son viscosas al tacto

• Reaccionan con los ácidos neutralizándose

• Cambian azul el papel tornasol rojo

• Reaccionan con la feno ftaleína adquiriendo un color rojo

PROPIEDADES COLIGATIVAS

Cuando dos o mas sustancias se mezclan para dar lugar a una solución, el resultado es una sustancia cn una serie de propiedades físicas propias y diferentes a aquellas que poseían las sustancias originales. Estas propiedades emergentes en las soluciones reciben el nombre de propiedades coligativas y dependen directamente de la concentración de soluto, mas no de la naturaleza química.

PRESION DE VAPOR

Las

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