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Profesor : LETICIA TELLO TORREJON

QUÍMICA GENERAL DISOLUCIONES QUÍMICAS – PROPIEDADES COLIGATIVAS. Profesor : LETICIA TELLO TORREJON. APRENDIZAJES ESPERADOS. Diferencia soluto de solvente Identifica las distintas expresiones presentes en una solución química

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  1. QUÍMICA GENERAL DISOLUCIONES QUÍMICAS – PROPIEDADES COLIGATIVAS Profesor : LETICIA TELLO TORREJON

  2. APRENDIZAJES ESPERADOS • Diferencia soluto de solvente • Identifica las distintas expresiones presentes en una solución química • Aplica los conceptos de soluciones y calcula diferentes concentraciones dada la información necesaria • Relaciona expresiones de concentración en función de otras expresiones • Determina concentración de soluciones después de un proceso de dilución

  3. MEZCLAS Combinación de dos o mas sustancias en cantidades azarosas No debe existir reacción química entre sus constituyentes. Mezcla Homogénea Mezcla Heterogénea Los componentes no se distinguen a simple vista Los componentes se distinguen a simple vista una fase más de una fase

  4. Heterogénea Mezcla Homogénea o SOLUCIÓN (SN) SOLUTO + SOLVENTE SV Componente presente en MAYOR cantidad ST Componente presente en MENOR cantidad

  5. TIPOS DE MEZCLAS

  6. Disoluciones Una disolución química es una mezcla homogénea formada por un disolvente y uno o más solutos. -Disolvente (mayor cantidad) Composición de las disoluciones - Soluto (menor cantidad) Pueden ser uno o varios Solvatación

  7. DISOLUCION ESTADO LÍQUIDO (SOLVENTE)  Gas en Líquido: CO2 disuelto en H2O  Líquido en Líquido: alcohol disuelto en H2O o en éter  Sólido en Líquido: azúcar disuelto en H2O ESTADO SÓLIDO (SOLVENTE)  Gas en Sólido: hidrógeno disuelto en Platino o Paladio  Líquido en Sólido: mercurio disuelto en cobre  Sólido en Sólido: oro disuelto en plomo ESTADO GASEOSO (SOLVENTE)  Gas en Gas: todas las mezclas de gases (aire por ejemplo)

  8. Variación de la Entropía en el proceso de la disolución

  9. Cambios de energía en el proceso de la disolución Hay tres pasos al formar una disolución: – Separación de las moléculas de soluto (ΔH1) – Separación de las moléculas de disolvente (ΔH2) – Formación de las interacciones soluto-disolvente(ΔH3).

  10. DISPERSIONES. UN TIPO DE MEZCLA Suspensión Diámetro  mayor a 10-3mm. La mezcla precipita por efecto de la gravedad. (no es mezcla homogénea verdadera) Diámetro  de 10-6 a 10-3mm. Coloide La mezcla es ópticamente activa. (efecto Tyndall) Solución Diámetro  menor a 10-6mm. La mezcla no precipita y es ópticamente neutra.

  11. EFECTO TYNDALL

  12. DIFERENCIAS EN ALGUNAS PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES, COLOIDES Y SUSPENSIONES

  13. TIPOS DE SOLUCIONES COLOIDALES

  14. MEZCLAS HOMOGÉNEAS Soluciones constituido por Soluto Solvente Menor Componente de la mezcla Mayor componente de la mezcla Soluto + Solvente = Solución

  15. SOLUBILIDAD Los solutos adicionados a una solución serán solvatados hasta conseguir un equilibrio dinámico Solución Saturada Solución Insaturada Solución Sobresaturada la velocidad de disolución es igual a la de cristalización del soluto Solvente aún con capacidad de solubilizar mas soluto Solvente con exceso de soluto (solubilizado por alza de Tº)

  16. FACTORES QUE AFECTAN LA SOLUBILIDAD se relaciona a las fuerzas intermoleculares Naturaleza Química depende de tres interacciones afecta cinética molecular Temperatura soluto - soluto aumento de temperatura afecta solutos gaseosos solvente - solvente Presión Sólidos: aumenta S soluto - solvente S es proporcional a la presión Gases: disminuye S

  17. Solubilidad química vs temperatura 1. ¿Qué sustancia presenta menor solubilidad a 70°C? ____________________________________________ 2. ¿Qué sustancia presenta el mayor aumento de solubilidad al aumentar la temperatura?_________ 3.¿Qué sustancia presenta la menor variación de su solubilidad al aumentar la temperatura?__________ 4.¿Qué sustancia disminuye su solubilidad al aumentar la temperatura?_______________________ 5.¿Cuántos gramos de KCl se pueden disolver en 200 gr de agua a una temperatura de O°C? 6. ¿Cuántos gramos de NaNO3 precipitan si se tienen 250 gr de agua en una solución saturada de esta sal a 80° C y luego se enfrían a 10°C? ____________________________________________

  18. Disoluciones que conducen la corriente eléctrica Actividad de Indagación: ¿Se enciende o no la ampolleta? A. Una disolución de agua con sal es conductora: la ampolleta se enciende. B.Una disolución de agua con alcohol es no conductora: la ampolleta no se enciende. a. ¿Cuál es el soluto en estas disoluciones? b. ¿De qué naturaleza química es el soluto: iónico, polar o no polar? c. ¿Por qué crees que algunas disoluciones conducen la corriente eléctrica y otras no?

  19. DISOLUCIÓN DE UN COMPUESTO IÓNICO DISOLUCIÓN EN AGUA Cuando un compuesto iónico se disuelve en agua, las moléculas de H2O se separan, rodeando y dispersando los iones en el líquido, esto hace que la disolución sea conductora de la electricidad

  20. PROPIEDADES ELECTROLÍTICAS La capacidad de una disolución para conducir la electricidad depende del número de iones que contiene. Una disolución electrolítica contiene iones que sirven como transportadores de carga, lo que ocasiona que la ampolleta se encienda

  21. DISOLUCIÓN DE UN COMPUESTO COVALENTE El metanol, CH3OH, un compuesto molecular con enlace covalente polar, se disuelve en agua sin formar iones. Las moléculas de H2O se separan, rodeando y dispersando a este compuesto molecular, esto hace que la disolución no sea conductora de la electricidad

  22. no electrolito electrolito débil electrolito fuerte Un electrolito es una sustancia que, cuando se disuelve en agua, forma una disolución que conduce la electricidad. Puede ser débil o fuerte Un noelectrolitoes una sustancia que, cuando se disuelve en agua, forma una disolución que no conduce la electricidad. 4.1

  23. Fuerza de un solvente para disolver sales Tabla: Valores de constante dieléctrica y momento dipolar para algunos líquidos

  24. Conductividad eléctrica Valores de conductividad de algunas muestras típicas

  25. Tipos de disoluciones Actividad de Indagación: ¿Son acuosas todas las soluciones? 1. Completa la tabla anterior en función del ejemplo que se da. 2. Analiza el cuadro y responde en tu cuaderno. a. ¿Son iguales todas las disoluciones? Explica. b. ¿Es el agua el único disolvente que existe?, ¿qué otros disolventes hay? c. Señala tres ejemplos de disoluciones no acuosas de uso cotidiano.

  26. Solubilidad Actividad de Indagación: ¿Hay un límite para disolver un soluto? Se disuelve en un vaso que contiene la misma cantidad de agua que el de la situación anterior, dos cucharadas de azúcar, se agita y la mezcla queda transparente al cabo de varios minutos de agitación. Se disuelve en un vaso con agua una cucharada de azúcar, se agita y queda una mezcla totalmente transparente. Se disuelve en un vaso, con la misma cantidad de agua, tres cucharadas de azúcar, se agita fuertemente y solo se disuelve una parte del azúcar adicionada. a. ¿Por qué el azúcar se disuelve en la primera situación y no en la tercera? b. ¿Cómo nos damos cuenta de que el azúcar se disuelve menos, a medida que avanzamos en las situaciones? c. ¿Crees que esta situación se repite con otros solutos? Explica.

  27. Solubilidad • Solubilidad, y se define como la máxima cantidad de soluto que se puede disolver en 100 gramos de disolvente, a una temperatura determinada. • En función de la solubilidad: • Insaturada • Saturada • Sobresaturada Proceso de disolución: Soluto + Disolvente → Disolución. Cristalización: Disolución → Soluto+ Disolvente. Saturación: La cristalización y la disolución están en equilibrio dinámico.

  28. Factores que modifican la Solubilidad Actividad de Indagación: Relación solubilidad vs temperatura a. ¿Qué solubilidad tiene la glucosa a 30º C y como se interpreta este valor? b. ¿Qué ocurre con la solubilidad de los solutos sólidos (s) con el aumento de la temperatura? c. ¿Qué ocurre con la solubilidad de los solutos gaseosos (g) con el aumento de la temperatura?

  29. SOLUBILIDAD Es la cantidad máxima de soluto que puede ser disuelta en una cantidad específica de solvente, usualmente 100 g. El factor de conversión es: g de soluto 100 g agua S =

  30. SOLUBILIDAD DE COMPUESTOS IÓNICOS Profesor M. Cs. Oscar Maltés P.

  31. Factores que modifican la Solubilidad • Los factores principales que afectan la solubilidad son: • Naturaleza del soluto y del disolvente • Temperatura • Presión.

  32. low P high P low c high c Factores que modifican la Solubilidad La solubilidad de un gas en un líquido es proporcional a la presión de un gas sobre la disolución. (Ley de Henry).

  33. Solubilidad de algunos gases en agua

  34. Factores que modifican la Solubilidad Naturaleza del soluto y del disolvente: experimentalmente se ha comprobado que los solutos y disolventes que presentan estructuras y enlaces similares son compatibles tienden a ser más solubles. Los solutos apolares son solubles en disolventes apolares y los solutos iónicos o polares son solubles en disolventes polares. Las fuerzas intermoleculares a menudo determinan el grado de disolución de una sustancia en otra o la solubilidad.

  35. Factores que modifican la Solubilidad “Losimilar disuelve a lo similar”

  36. CONCENTRACIÓN DE UNA SOLUCIÓN La concentración de una solución se refiere a la masa, volumen o número de partículas de soluto presentes en una determinada cantidad de solvente. Cantidad de soluto Concentración, C = Cantidad de solvente

  37. MEDIDAS DE CONCENTRACIÓN EN SOLUCIONES relación entre la masa y el volumen de la mezcla Densidad d = g/mL cantidad de soluto en un volumen determinado Concentración se expresa en unidades físicas (porcentajes) o en unidades químicas

  38. UNIDADES DE CONCENTRACIÓN • Las unidades pueden ser: físicas o químicas. • Unidades Físicas: Porcentajes %. • masa de soluto, (g) • masa de la solución, (g) • masa de soluto, (g) • volumen de la solución, (mL) % m/m = x 100 % m/v = x 100

  39. volumen de soluto, (mL) volumen de la solución, (mL) Otras unidades: g/L = gramos de soluto por litro de solución ppm = miligramos de soluto por litro de solución ppb = microgramos de soluto por litro de solución x 100 % v/v =

  40. Unidades Químicas: Se debe conocer la naturaleza del soluto. Pueden ser: • a. MOLARIDAD • b. NORMALIDAD • c. MOLALIDAD • d. FRACCIÓN MOLAR • e. OSMOLARIDAD

  41. MOLARIDAD La concentración se mide en moles de soluto por cada litro de solución Ventaja Desventaja Permite trabajar con unidades simples (en comparación a la masa) Concentración se expresa en función del volumen (puede variar con la temperatura)

  42. MOLARIDAD, M Es la unidad de concentración que expresa los moles de soluto en 1 L de solución moles de soluto 1 litro de solución Recordar que: moles, n = Molaridad, M = masa soluto, g Masa molar soluto, M [gmol-1]

  43. EJEMPLO Calcule la molaridad de 500 mL de una solución formada a partir de 11,7 g de NaCl MM NaCl  58,5 g/mol Molaridad = mol/L = 0,4 M

  44. MOLALIDAD La concentración se mide en moles de soluto por cada kilogramo de solvente Ventaja Desventaja Para relacionar con la molaridad, requerimos la densidad de la solución Es independiente de la temperatura

  45. EJEMPLO Calcule la molalidad de una solución constituida a partir de 3 cucharadas de glucosa (13,5 g) en 300 mL de agua dagua : 1 g/mL MMglucosa: 180 g/mol Molalidad = 0,25 m

  46. FRACCIÓN MOLAR Proporción de moles de un componente en relación a la solución total Ventaja Desventaja Útil para conocer concentraciones en soluciones gaseosas (ley de Dalton) Salvo excepciones, no se aplica a soluciones líquidas (existen métodos más convenientes)

  47. EJEMPLO • Una muestra de aire contiene: • 39,02 n de N2 • 10,50 n de O2 • 0,46 n de Ar • 0,02 n de CO2 • Calcule la Fracción molar de Oxígeno en la muestra X = 0,21

  48. PREPARACIÓN DE UNA SOLUCIÓN MOLAR

  49. DILUCIÓN DE LAS SOLUCIONES • Este proceso implica agregar solvente a una solución ya preparada. • Se preparan, entonces, a partir de una solución concentrada. • Se observa además que: durante el proceso de dilución la cantidad de soluto en ambas soluciones es la misma, esto es, permanece constante. • Balance de partículas • N° de part. solución concentrada = N° de part. solución diluida • Por ejemplo: • N° de moles solución concentrada = N° de moles solución diluida

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