Lab. Químico "Soluciones: Preparación, solubilidad y conductividad"

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Universidad de Santiago de Chile.

Departamento de Química.

Técnicas de laboratorio químico.

Unidad temática Nº3

“Soluciones: Preparación, solubilidad y conductividad”

                                                                                     Integrantes: Karina Espinoza.

                                                                                                         Constanza Figueroa.

                                                                                                         Ignacio Rivera.

                                                                                     Profesora: Francesca Fuenzalida.

                                                                                     Fecha experiencia: 20/05/16.

                                                                                     Fecha entrega: 27/05/16.

RESUMEN

En el presente informe se darán a conocer diversas formas de calcular los componentes de una solución, la cuales se dividen en propiedades tales como físicas y químicas. Por otro lado, calcularemos las concentraciones, ya sea que estén diluidas o concentradas, propias de las soluciones acuosas y para poder expresar en forma cuantitativa la relación que existe entre estas los componentes es necesario recurrir a las unidades de concentración. Para finalizar, estudiaremos teóricamente la conductividad de las soluciones acuosas, si es buen conductor o mal conductor de corriente y a que se debe que posean electrolitos.

INTRODUCCIÓN

Dentro de la química existen varias mezclas entre diferentes estados de la materia, ya sea heterogénea u homogénea, pero cuando una mezcla tiene una composición uniforme decimos que es una mezcla homogénea. A tales mezclas se le denomina solución. Una solución puede presentarse en estado líquido, solido o gaseoso. Una solución se compone de soluto más solvente uniformemente mezclados, pero ¿existe la posibilidad de que en la solución se encuentre más soluto que solvente? ¿Podrá existir más solvente que soluto?

Otra propiedad existente dentro de las soluciones es la capacidad que poseen de conducir la corriente eléctrica, la cual se debe a la disociación de sustancias para formar iones cuando se disuelven en agua, pero ¿el agua es buen conductor de electricidad?

Las sustancias que en solución acuosa forman iones conducen la corriente eléctrica se denominan electrolitos. Sin embargo, hay muchas sustancias que no son fragmentadas en iones, si no que mantienen su estructura molecular en solución, por lo que estas no son conductoras. La extensión con que una solución conduce la corriente eléctrica depende de la concentración de iones en la solución. Mientras mayor la concentración de iones, mayor (o mejor) será la conductividad de la solución. Las sustancias que existen en solución completamente ionizadas, se llaman electrolitos fuertes. Mientras que aquellos compuestos que se ionizan en forma incompleta al disolverlos en agua, se denominan electrolitos débiles.

Ahora, ¿A qué se debe que una sustancia sea conductora de electricidad? ¿Cómo se forman los electrolitos? ¿Cómo se reconoce y a que se debe cuando el electrolito es fuerte o débil?

OBJETIVOS

Objetivo general: 

Conocer y aplicar los conceptos de solubilidad, unidades de concentraciones con el fin de preparar soluciones.

Objetivos específicos:

- Conocer unidades de concentraciones física y químicas.

-Preparar soluciones con distintos solutos en estado sólido para expresarlas en las unidades de concentraciones.

- Observar conductividad eléctrica de soluciones acuosas para diferenciar electrolitos fuertes, débiles o no- electrolitos.

MARCO TEORICO

Las soluciones son mezclas homogéneas de dos o más sustancias puras, en cualquiera de los tres estados de la materia; sólido, líquido o gaseoso. Dicha mezcla se conoce como disoluciones ya que los componentes se mezclan formando una sola fase. En el cual el solvente corresponde al componente que se encuentre en mayor cantidad y el soluto que se encuentra en menor porción.

La solubilidad “de una sustancia respecto de un disolvente determinado es la concentración que corresponde al estado de saturación a una temperatura dada”(1), esto se refiera a que, al agregar un soluto sólido paulatinamente a un solvente líquido, se alcanzará un punto en el cual no se disuelve más soluto, a causa de que el solvente ha disuelto todo el soluto que puede. Esta situación se representa a través de la siguiente ecuación, donde la flecha doble representa que es un proceso que ocurre simultáneamente:

SOLUTO + SOLVENTE                          SOLUCIÓN[pic 2]

Se dice que una solución en equilibrio con un soluto no disuelto, es una solución saturada. La cantidad de soluto necesaria para formar una solución saturada en una cantidad dada de solvente se conoce como la solubilidad de ese soluto. Si se agrega menos soluto que la necesaria para formar una solución saturada entonces se dice que la solución está insaturada o no saturada. En algunos casos se pueden preparar soluciones que contengan una cantidad mayor de soluto que la necesaria para formar una solución saturada, en estos casos se dice que tales soluciones están sobresaturadas. El grado en que una sustancia se disuelve en otra depende de tres factores: la naturaleza del soluto y del solvente, la temperatura y la presión. Los pares de líquidos que se mezclan en todas proporciones se dice que son miscibles, mientras que los líquidos que no se mezclan se denominan inmiscibles. El estudio de pares de sustancias tales como el etanol y el agua, han llevado a una importante generalización que dice: "sustancias con similares fuerzas de atracción entre sus partículas tienden a ser solubles entre ellas"(2).

          CONCENTRACIÓN DE LAS SOLUCIONES.

La cantidad de soluto que está presente en una cantidad determinada de solución o solvente, se denomina concentración. Los términos diluido y concentrado, tienen un significado cualitativo. Así, una solución con concentración de soluto relativamente pequeña, se dice que es diluida; y con una concentración grande, se dice que es concentrada.

Según el capítulo 3 Unidades de concentración del “anexo de disoluciones” (3) utilizado: Si las unidades son físicas, las unidades de concentración más comunes son: el porcentaje en masa; el porcentaje masa-volumen, el porcentaje volumen-volumen y las partes por millón.

PORCENTAJE EN MASA (% m/m): determina la masa de soluto, en gramos, contenida en 100 gramos de masa de solución.

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PORCENTAJE MASA/ VOLUMEN (% m/v): Se refiere a la masa de soluto, en gramos, disuelta por cada 100 mL de solución.

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PORCENTAJE VOLUMEN-VOLUMEN (% v/v): Corresponde al volumen en mL de soluto que hay en 100 mL de solución.

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Para soluciones muy diluidas, las concentraciones suelen expresarse en partes por millón (ppm):

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Si las unidades son químicas, las unidades más utilizadas son: la molaridad, molalidad, la fracción molar.

MOLARIDAD (M): Indica el número de moles de soluto contenido en cada litro (L) de solución, y se calcula por medio de la siguiente expresión:

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MOLALIDAD (m): Determina el número de moles de soluto contenidos por cada kilogramo (Kg) de solvente. Se calcula por medio de la expresión:

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           CONDUCTIVIDAD DE LAS SOLUCIONES.

Muchas sustancias se disocian para formar iones cuando se disuelven en agua. Aunque el agua, por si misma es un mal conductor de electricidad, la presencia de iones ocasiona que las soluciones acuosas se conviertan en buenos conductores. Las sustancias que en solución acuosa forman iones conducen la corriente eléctrica y se denominan Electrolitos. Sin embargo, hay muchas sustancias que no son fragmentadas en iones, sino que mantienen su estructura molecular en solución, por lo que no son conductoras. Estas sustancias se denominan No Electrolitos. “Dependiendo del grado de disociación, los electrolitos se clasifican como electrolitos fuertes, los cuales se disociación completamente, y electrolitos débiles (disociación parcial).”

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