SOLUBILIDAD

INSTITUTO JOSE ANTONIO GALAN

ASIGNATURA: QUIMICA

DOCENTE : ING. ADOLFO POLO RODRIGUEZ

TEMA: SOLUCIONES

OBJETIVOS:

1. Adquirir la capacidad de aplicar los principios químicos fundamentales a actividades practicas en el área de soluciones.

2. Interpretar el concepto de solubilidad y su relación con las interacciones entre partículas

3. Conocer los factores que afectan a la solubilidad

4. Comprender el concepto de concentración y las diferentes unidades para expresarla.

INTRODUCCIÓN

Este tema trata sobre cómo se clasifican los materiales según su composición química. Las sustancias pueden ser: sustancias puras y mezclas . Se definen cada uno de los tipos de sustancias y se presentan diversos ejemplos. También se especifican las propiedades de cada uno de los tipos y se trabajan algunos ejercicios a manera de ejemplo.

¿Qué es una sustancia?

Una sustancia es cualquier variedad de materia de composición definida y reconocible. Las sustancias se clasifican en sustancias puras y mezclas.

¿Qué es una sustancia pura?

Una sustancia pura es un material homogéneo que siempre tiene la misma composición fija e invariable y cuyas propiedades físicas y químicas son siempre las mismas. Algunas pueden descomponerse mediante procesos químicos en otras sustancias más simples; por ejemplo, el Cloruro de sodio (sal común) , el azúcar.

Clasificación de las sustancias puras:

Las sustancias puras se clasifican en dos tipos: elementos y compuestos; ambos son homogéneos ya que mantienen sus propiedades características.

MEZCLAS

Cuando dos o más sustancias puras se mezclan y no se combinan químicamente, aparece una mezcla. Una mezcla puede ser separada en sus componentes (sustancias) simplemente por métodos físicos. Estas pueden ser clasificadas en homogéneas y heterogéneas.

a) Mezclas heterogéneas: no son uniformes; en algunos casos, puede observarse la discontinuidad a simple vista (sal y carbón, por ejemplo); en otros casos, debe usarse una mayor resolución para observar la discontinuidad.

SUSPENSIONES: Son mezcla heterogénea formada por un sólido en polvo y/o pequeñaspartículas no solubles (fase dispersa) que se dispersan en un mediolíquido (fase dispersante o dispersora). Cuando uno de los componentes es agua y los otros son sólidos suspendidos en la mezcla, son conocidas como suspensiones mecánicas.

Las suspensiones son turbias y no permiten el paso de la luz

Las suspensiones se diferencian de los coloides o sistemas coloidales, principalmente en el tamaño de las partículas de la fase dispersa. Las partículas en las suspensiones son visibles a nivel macroscópico (mayores a 1 µm, y de los coloides a nivel microscópico (entre 1 nm y 1µm). Además al reposar las fases de una suspensión se separan, mientras que las de un coloide no lo hacen. La suspensión es filtrable, mientras que el coloide no es filtrable.

COLOIDES: Son mezclas heterogéneas formadas por dos o más fases, principalmente: una continua, normalmente fluida, y otra dispersa en forma de partículas por lo general sólidas. La fase dispersa es la que se halla en menor proporción. Normalmente la fase continua es un líquido, pero pueden encontrarse coloides cuyos componentes se encuentran en otros estados de agregación. Reflejan la luz, a esto se le conoce como efecto Tyndall.

Los coloides se diferencian de las suspensiones químicas, principalmente en el tamaño de las partículas de la fase dispersa. Las partículas en los coloides no son visibles directamente, son visibles a nivel microscópico (entre 1 nm y 1 µm), y en las suspensiones sí son visibles a nivel macroscópico (mayores a 1 µm). Además, al reposar, las fases de una suspensión se separan, mientras que las de un coloide no lo hacen. La suspensión es filtrable, mientras que el coloide no es filtrable

Las partículas tienen movimiento en zigzag llamado movimiento browniano.

EMULSIONES :Es una mezcla de líquidos inmiscibles de manera más o menos homogénea. Un líquido (la fase dispersa) es dispersado en otro (la fase continua o fase dispersante). Muchas emulsiones son de aceite/agua, con grasas alimenticias como uno de los tipos más comunes de aceites encontrados en la vida diaria. Ejemplos de emulsiones incluyen la mantequilla y la margarina, la leche y crema, la mayonesa. En el caso de la mantequilla y la margarina, la grasa rodea las gotitas de agua (en una emulsión de agua en aceite); en la leche y la crema el agua rodea las gotitas de grasa (en una emulsión de aceite en agua).

b) Mezclas homogéneas: son totalmente uniformes (no presentan discontinuidades al ultramicroscopio) y presentan iguales propiedades y composición en todo el sistema, algunos ejemplos son la salmuera, el aire. Estas mezclas homogéneas se denominan soluciones.

El límite a partir del cual se distinguen los sistemas heterogéneos de los sistemas homogéneos lo constituye precisamente el ultramicroscopio. Los diferentes sistemas homogéneos que constituyen el sistema heterogéneo se denominan fases.

Existen gran número de métodos para separar los componentes que forman una mezcla; en realidad, cada mezcla implicará el uso de uno o más métodos particulares para su separación en los componentes individuales. Describiremos brevemente solo algunos de estos métodos:

a) filtración: permite separar sólidos suspendidos en un líquido. Implica el pasaje de todo el líquido a través de un filtro, una placa de vidrio, etc.

b) destilación: permite la separación de sustancias de diferente punto de ebullición. Consiste en procesos de evaporación - condensación en los cuales se va enriqueciendo la fase vapor en el componente más volátil.

c) disolución: permite separar un sólido soluble en algún líquido de otro que no lo es.

d) reparto: separa sustancias de diferente solubilidad en otra fase. Consiste en adicionar otra fase al sistema en la cual se disuelva en gran proporción alguna sustancia del sistema original.

Una extensión más sofisticada de los últimos dos métodos, lo constituye la cromatografía.

SOLUCIONES

Una solución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias dispersadas como moléculas, átomos o iones, en vez de permanecer como agregados de regular tamaño.

Las soluciones poseen una serie de propiedades que las caracterizan:

1. Su composición química es variable.

2. Las propiedades químicas de los componentes de una solución no se alteran.

3. Las propiedades físicas de la solución son diferentes a las del solvente puro: la adición de un soluto a un solvente aumenta su punto de ebullición y disminuye su punto de congelación; la adición de un soluto a un solvente disminuye la presión de vapor de éste.

Existen soluciones donde las sustancias que se mezclan tienen distintos estados de agregación; así, hay soluciones de gas en gas (en realidad, todas las mezclas de gases son soluciones), de gas en líquido, de líquido en líquido, de sólido en líquido, de sólido en sólido (aleaciones), etc (Tabla VI.1).

Una de las sustancias que forman la solución se denomina disolvente; suele ser el componente que se encuentra en mayor cantidad. La otra u otras sustancias en la solución se conocen como solutos.

Estado de la

solución Estado del

disolvente Estado del

soluto Ejemplo

Gaseoso Gaseoso Gaseoso Aire

Líquido Líquido Gaseoso Oxígeno en agua

Líquido Líquido Líquido Alcohol en agua

Líquido Líquido Sólido Sal en agua

Sólido Sólido Gaseoso Hidrógeno en Platino

Sólido Sólido Líquido Mercurio en Plata

Sólido Sólido Sólido Plata en Oro

Tabla VI.1: Clasificación de soluciones.

El solvente o disolvente es el componente considerado como la sustancia que disuelve al otro componente o soluto. Esta distinción, aunque arbitraria, es bastante útil. Cuando ambos son líquidos, y uno de ellos es mucho más abundante que el otro, se le llama disolvente al más abundante: en el vinagre, el agua es el disolvente y el ácido acético, el soluto; en un ácido acético ligeramente contaminado con agua, la situación es inversa. Pero en ocasiones, la denominación de soluto y solvente se realiza simplemente adjudicando el primer nombre a aquella sustancia que nos interesa más desde el punto de vista químico; así, en las soluciones concentradas de ácido sulfúrico (tienen 98 g de ácido por cada 2 g de agua) se llama convencionalmente soluto al ácido sulfúrico.

De acuerdo a la cantidad de soluto disuelto en cierta cantidad de solvente, las soluciones pueden denominarse:

a) Diluida: es aquella que contiene solamente una pequeña cantidad de soluto (o solutos) en relación a la cantidad de disolvente.

b) Concentrada: es aquella que contiene una gran proporción de soluto. Estos términos son tan imprecisos como las palabras "grande" o "pequeño", en realidad, estos términos serán usados de acuerdo a la máxima cantidad de soluto que puede disolverse -en esas condiciones- en esa cantidad de solvente (que obviamente cambia de acuerdo a las

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