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SOLUCIONES Y SUS PROPIEDADES

SOLUCIONES Y SUS PROPIEDADES. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES. Proceso de disolución. D G disolución = D H disolución – T D S disolución. > 0 favorece la disolución. > 0 ó < 0, depende de cada caso. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES. Proceso de disolución.

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Presentation Transcript

  1. SOLUCIONES Y SUS PROPIEDADES

  2. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES Proceso de disolución DGdisolución = DHdisolución – T DSdisolución > 0 favorece la disolución > 0 ó < 0, depende de cada caso

  3. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES Proceso de disolución 1) Separación de laspartículas de soluto Deben superarselasfuerzasintermoleculares o atracciones entre iones de soluto. Requiereenergía, ENDOTÉRMICO (ΔH> 0) 2) Separación de moléculas de solvente Deben superarselasfuerzasintermoleculares entre moléculas de solvente Requiereenergía, ENDOTÉRMICO (ΔH> 0)

  4. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES Proceso de disolución 3) Interacción entre soluto y solvente Apareceninteraccionesatractivas entre solvente y soluto Solvatación Se liberaenergía, EXOTÉRMICO (ΔH<0) Para que el solutoresulte soluble en el solvente la intensidad de lasfuerzas de interacciónsoluto-solventedeben ser comparables a las de soluto-soluto y solvente-solvente.

  5. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES Dissolution at the molecular level? • Ejemplo: Disolución de NaOH en H2O

  6. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES Dissolution at the molecular level? Solubilidad (S): Máxima cantidad de soluto que puede disolverse en una dada cantidad de solvente a cierta temperatura. Solubilidad en agua Variación de la solubilidad de sólidos en líquidos con la temperatura. Si DHdisolución > 0 S aumenta al aumentar T Si DHdisolución < 0 S disminuye al aumentar T

  7. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES Dissolution at the molecular level? Variación de la solubilidad de gases en líquidos con la temperatura. Solubilidad en agua Si DHdisolución < 0 S disminuye al aumentar T

  8. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES Efecto de la presión sobre la solubilidad de gases en líquidos.

  9. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES Dissolution at the molecular level? Ley de Henry La solubilidad de un gas esdirectamenteproporcional a la presiónparcial del gas sobre la solución. S = k P S = solubilidad del gas (M) k = constante de Henry P = presiónparcial del gas Constantes de Henry(25°C), k N2 8.42 •10-7M/mmHg O2 1.66 •10-6M/mmHg CO2 4.48•10-5M/mmHg

  10. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES Solución: el soluto perturba la atracción entre las moléculas de solvente. Solvente puro.

  11. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES PROPIEDADES COLIGATIVAS Propiedadesquedependen del número de partículas de soluto en solución y no de sunaturalezaquímica . 1) Descenso de la presión de vapor. 2) Ascenso del punto de ebullición. 3) Descenso del punto de congelación. 4) Presiónosmótica.

  12. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES 1) Descenso de la presión de vapor. Solutos no electrolitos no volátiles: el soluto no contribuye a la presión de vapor de la solución. p Presión de vapor El factor entrópico favorece menos la vaporización del solvente que en el solvente puro. To Temperatura

  13. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES El descenso de la presión de vapor tiene origen entrópico. Al añadir el soluto , el desorden de la fase condensada es relativamente mayor que del líquido puro,lo que produce una disminución de la tendencia a adquirir el desorden característico de la fase vapor.

  14. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES Solución ideal: cumple la ley de Raoult en todo el intervalo de concentraciones. p1° Presión de vapor del solvente Pendiente = p1o 0 0 X1 disolvente 1 1 X2 soluto 0

  15. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES Ley de Raoult para una solución ideal de dos componentes volátiles. Izquierda: B puro Derecha: A puro Ptotal = P°AXA+ P°BXB P total = PA + PB P°B PB P°A Presión de vapor PA 0 0 1 0 XB 0 1 XA

  16. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES 1: solvente 2: soluto Ley de Raoult: (1) p Solución ideal: cumple la ley de Raoult en todo el intervalo de concentraciones. Presión de vapor Reemplazo en (1) x1por 1-x2: To Temperatura

  17. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES Ley de Raoult: p Presión de vapor Descenso relativo de la presión de vapor del solvente con respecto al solvente puro. To Temperatura

  18. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES Ascenso ebulloscópico: ΔT = T - To A B Presión de vapor del disolvente a la temperatura To (po = 1 atm). p Presión de vapor C Presión de vapor de la solución a la temperatura To (p < 1 atm). To T Temperatura

  19. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES La elevación de Teb es proporcional al descenso de la presión de vapor. Constante

  20. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES (Ley de Raoult) 1: solvente 2: soluto

  21. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES Clausius-Clapeyron: Para soluciones diluidas: Pendiente de la curva cerca del punto de ebullición.

  22. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES OPCIÓN 1: Como parasolucionesdiluidas BC es prácticamente un segmento de recta: X2 (Raoult)

  23. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES (1) OPCIÓN 2: Integración de Clausius- Clapeyron entre T y To.

  24. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES ΔT ~ To2 (Raoult) Para x2 << 1, (1)

  25. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES (1) Para solucionesdiluidas: Reemplazando en (1):

  26. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES La molalidad (m) de la solución es:

  27. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES Ke: constanteebulloscópica. Depende del solvente y no del soluto. Unidades: oC/ m

  28. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES La adición del solutoprovoca un descensodel punto de fusión. DTf = │Tf - TfO│ = Kc× m

  29. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES • Propiedad del disolvente (no depende del soluto) • Unidades: oC/molal Constante crioscópica

  30. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES Kc > KeEl descenso crioscópico es más intenso que el aumento ebulloscópico. • Determinación de pesos moleculares Þ crioscopía • Anticongelantes, añadir sal a las carreteras, ... Aplicaciones SolventeTeb normal(C)Ke (C/m)Tf normal(C)Kc (C/m) H2O 100.0 0.52 0.0 1.86 Benceno, C6H6 80.1 2.53 5.5 5.12 Etanol, C2H5OH 78.4 1.2 -114.6 1.99 CCl4 76.8 5.0 -22.3 29.8 Cloroformo, CHCl3 61.2 3.6 -63.5 4.68

  31. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES • Ósmosis: • Movimiento neto de solvente a través de una membrana semipermeabledesde una solución más conecntrada hacia una menos concentrada.

  32. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES p = c R T Molaridad • Determinación de pesos moleculares • (especialmente para moléculas con altos pesos moleculares como, p.ej., macromoléculas)). Aplicaciones • Ósmosis inversa Þ desalinización (aplicar a la disolución una presión mayor que la p, • provocando un flujo de salida del disolvente). Presión osmótica

  33. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES

  34. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES Disolución isotónica(misma p que losfluidos intracelularesde los glóbulos) Disolución hipotónica(menor p)(entra agua y puede causarla ruptura: hemólisis) Disoluc. hipertónica(mayor p)(sale agua: crenación) Suero fisiológico • Glóbulos rojos

  35. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES Propiedad coligativa experimental i = Propiedad coligativa teórica Factor i de Van’t Hoff

  36. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES Factor i de Van’t Hoff para distintos solutos en solución acuosa Si el electrolito se disocia completamente, i = número de moles de iones por cada mol de electrolito.

  37. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES AxBy xAz+ + yBz- m = molalidad del electrolito a = grado de disociación a.m = nro.de molesdisociados (por 1000g de solv.) m - m.a = m(1-a) = nro. de moles sin disociar

  38. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES ma = nro.de moles disociados m(1 - a) = nro. de moles sin disociar además x(m.a) = nro. de moles de la especie Az+ y(m.a) = nro. De moles de la especie Bz-

  39. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES mt = m(1 - a) + x(m.a) + y(m.a) = m(1-a) + (x + y) ma = m[ (1-a) + (x + y) a] = [(1-a) + na].m = [1 + a (n -1)] m mt = [1 + a (n -1)] m  i m

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