3.4 SOLUCIONES

1. 3.4 SOLUCIONES

2. Objetivos 1.- Diferenciar mezclas homogéneas de mezclas heterogéneas 2.- Distinguir los dos tipos de unidades que permiten expresar la concentración de las soluciones (unidades físicas y unidades químicas)

3. Practicas de Bioquímica y Biología Molecular-Práctica 1 PREPARACION DE SOLUCIONES UNIDADES DE CONCENTRACION

4. Definición de Solución o Disolución Se denomina solución o disolución al resultado de interponer totalmente las moléculas de un sólido en un líquido o de un líquido en otro líquido.

5. Soluciones Composición SOLUTO + SOLVENTE p.Ej NaCl en agua

6. Componentes de una solución o disolución El componente más abundante se llama solvente o disolvente y el minoritario se conoce como soluto.

7. Expresión de la concentración de disoluciones La concentración de una solución, es decir, la cantidad de soluto que hay en ella por unidad de volumen, puede expresarse de diversas formas, siendo las más usuales en el laboratorio: - Molaridad - Normalidad - Relación Peso / Volumen - Relación Volumen / Volumen

8. 4.2.- CUANTITATIVA UNIDADES FISICAS UNIDADES QUÍMICAS a) %m/m a) MOLARIDAD (M) b) %m/v b) NORMALIDAD (N) c) %v/v c) MOLALIDAD (m) d) ppm d) TÍTULO (T) e) FRACCIÓN MOLAR (X) e) g/l f) FORMALIDAD (F) f) proporción

9. % m/m Se mezcla 6g de NaCl con 54g de agua, expresar la solución resultante en % m/m. + 6g NaCl 54g H2O 60g solución gramos de soluto x 100 % m/m = gramos de solución

10. MOLARIDAD Molaridad (M): es igual al número de moles de soluto por litro de solución final. Un mol es el peso molecular (PM) del soluto expresado en gramos. Así una solución 1 M de cloruro sódico (ClNa, PM=58.5) es la que tiene 58.5 g/l de solución. Moles = gramos / Peso Molecular Molaridad = n° moles/litro = g / PM / volumen

11. EJEMPLOS SIMPLES DE PREPARACION DE SOLUCIONES • Calcular el peso p de soluto para preparar un volumen v de solución n M de un soluto de peso molecular w • p = n x w (en gramos) x v (en litros) • Añadir disolvente hasta llegar al volumen v • Calcular la molaridad m de solución que contiene un peso p de un soluto de peso molecular w en un volumen v de disolución • Moles de soluto: p (en gramos) / w • m = [p/w] / v

12. NORMALIDAD Normalidad (N): es igual al número de equivalentes (Eq) de soluto por litro de solución final. El peso equivalente de una sustancia es igual al peso molecular dividido por su valencia.

13. NORMALIDAD Por ejemplo, 1 Eq de ácido sulfúrico (SO4 H2; PM = 98) es 98/2 (dos H+ cedidos por el ácido) = 49. Sin embargo 1 Eq de ácido clorhídrico (C1H, PM=36) es 36/1 = 36. No se suelen utilizar submúltiplos de N, indicándose con decimales (0.1 N, 10-5 N, etc). Por el contrario, se emplea mucho el término mEq (= 0.001 Eq).

14. EJEMPLOS SIMPLES DE PREPARACION DE SOLUCIONES • Calcular el peso p de soluto para preparar un volumen v de solución n N de un soluto de peso molecular w y valencia a • p = [n x w /a (en gramos)] x v (en litros) • Añadir disolvente hasta llegar al volumen v • Calcular la normalidad n de solución que contiene un peso p de un soluto de peso molecular w y valencia a en un volumen v de disolución • Equivalentes de soluto: [p (en gramos) x a ] / w • n = [p x a / w] / v

15. RELACION PESO / VOLUMEN • Peso/volumen (p/v): se expresa el peso del soluto (en gramos o submúltiplos) por unidad de volumen (litro o submúltiplos). • Las unidades más frecuentemente empleadas son: • g/L • mg/mL • mg/cm3 • g/dL • % p/v (= gramos / 100 mL de solución) • Este tipo de unidades se utiliza con mucha frecuencia en la Bioquímica Clínica. Sin embargo, la tendencia actual es la de expresar los resultados analíticos en unidades de Molaridad.

16. RELACION VOLUMEN / VOLUMEN • Volumen / volumen (v/v): se emplea cuando son dos líquidos los que se mezclan. • Las unidades que se emplean más frecuentemente son: • mililitros/litro (mL/L) • % v/v (Porcentaje de líquido minoritario en el total de la disolución) • P/P (Partes de líquido minoritario en partes totales de disolución) • P : P (Partes de líquido A + partes de líquido B)

17. EJEMPLOS SIMPLES DE RELACION VOLUMEN / VOLUMEN • mililitros/litro: 25 mL líquido A / L de disolución • Mezclar 25 mL de líquido A y 975 mL de agua • % v/v: Solución de A al 3 % v/v • Mezclar 30 mL de A y 970 mL de agua • P/P: Solución 3/5 de líquido A en agua • Mezclar 600 mL de líquido A y 400 mL de agua • P:P : Solución 3:5 de líquido A en agua • Mezclar 600 mL de líquido A y 500 mL de agua

18. Mayor proporción  solvente Componentes Menor proporción  soluto Soluciones Mezclas homogéneas de dos o más componentes. Concentración: indica la cantidad de soluto presente en una dada cantidad de solvente ouna dada cantidad de solución. Solución saturada: es una solución que no puededisolver mayores cantidades de soluto.Una solución saturada está en equilibrio con el soluto sólido. Solubilidad: concentración de soluto de lasolución saturada.

19. Unidades de concentración % p/p o % en masa: g de soluto en 100g desolución. msto= g de soluto presentes en msoln g desolución. Partes por millón: g de soluto en 106g desolución. msto= g de soluto presentes en mslon g desolución.

20. Molaridad: moles de soluto en 1 litro desolución. nsto= Nro de moles de soluto presentes en nlsolnlitros de solución. Formaridad: peso formula g de soluto en 1 litro de solución. Molalidad: moles de soluto en 1 kg desolvente.

21. El proceso de disolución Puede ocurrir con reacción química o sin reacción química.Ejemplos de disolución con reacción: Entalpía de solución

22. Sal en H2O Metanol en H2O

23. Lo semejante disuelve lo semejante Factores que afectan la solubilidad Interacciones soluto-solvente

24. Efecto de la temperatura Compuestos iónicos Gases

25. Efecto de la presión La presión no afecta la solubilidad de líquidos y sólidos pero sí la de los gases: Ley de Henry Presión del gassobre la solución Solubilidad delgas en el solvente dado Constente de Henry ¿De qué depende?

26. Disoluciones Una disolución es una mezcla homogénea de dos o mas sustancias. • El soluto es la sustancia presente en menor cantidad • el disolvente es la sustancia que esta en mayor cantidad.

27. Solución: no se observa ningún asentamiento de soluto a lo largo del tiempo. Suspensión: El “soluto” se asienta (polvo en agua) Coloide o dispersión: estado intermedio entre una solución y una suspensión: Moléculas de gran tamaño como almidón, gelatina, albúmina. DisoluciónVs.Coloide

28. COLOIDES • Partículas dispersas de masa molar alta. • Relativamente grandes (1000 nm de diámetro) • Presentan el efecto Tyndall (dispersión de la luz que les dá apariencia opaca). • Partículas coloidales no se asientan.

29. Una disolución puede ser: • gaseosa como el aire, • sólida como una aleación • ó líquida como el agua de mar.

30. Tabla con los diferentes tipos de disoluciones.

31. Tipos • No saturada: Contiene menos cantidad de soluto que la que el disolvente puede disolver. • Saturada: Contiene la máxima cantidad de un soluto que se disuelve en un disolvente en particular, a una temperatura específica. • Sobresaturada: Contiene mas soluto del que puede haber en una disolución saturada.

32. Cálculo de Concentración de Disoluciones

33. Porcentaje en masa 100%=masa de soluto + masa de solvente %=[(m)soluto/(m)total]100 • Porcentaje en volumen 100%=volumen de soluto + volumen de solvente %=[(v)soluto/(v)total]100 • Partes por millon Ppm=(soluto/total)1000000 • w = V * r V = volumen (ml) r = densidad (g/ml)

34. Molaridad Molalidad Fracción mol (soluto i)

35. %(v/v) %(m/m) Ppm Molaridad molalidad Solns líquido/líquido (bebidas alcóholicas) Común en los productos de consumo Solns extremadamente diluídas (química ambiental) Reacciones químicas (estequiometría) Cambios de temperatura (propiedades coligativas UNIDADES DE CONCENTRACION