•Identificar en una disolución el soluto y el disolvente.
•Clasificar los tipos de disoluciones según el estado físico del soluto y el disolvente.
• Efectuar cálculos de determinación de concentración de disoluciones (% en peso, % en volumen, ppm, Molaridad, molalidad y fracción mol).
Contenidos
Disoluciones
Silvia Ponce LópezITESM, Julio 2007
Casi todos los materiales que usamos en nuestra vida diaria son mezclas de sustancias puras
Si los componentes de la mezcla estándistribuidos uniformemente a nivel molecular, la mezcla es homogénea
Las mezclas homogéneas se denominan
disoluciones
Componentes de una soluciComponentes de una solucióónn
Disolvente,Disolvente, por lo regular es el componente que está en mayor cantidad
Las demás sustancias de la solución se llaman solutossolutos
soluto y el disolvente
Si las fuerzas de atracción entre soluto - disolvente son mayores que las de soluto - soluto o disolvente - disolvente el proceso de disolución es favorable
Proceso de disolución a nivel molecular
solutodisolvente
Plata en oro(ciertas aleaciones)
SólidoSólidoSólido
Mercurio en plata (amalgamas)
SólidoSólidoLíquido
Hidrógeno en platinoSólidoSólidoGas
Sal en aguaLíquidoLíquidoSólido
Oxígeno en aguaLíquidoLíquidoGas
Alcohol en aguaLíquidoLíquidoLíquido
AireGasGasGas
EjemploEstado de la disolución
Estado del disolvente
Estado del soluto
Tipos de disoluciones según el estado físico del soluto y el disolvente
Concentración de una disolución, es la cantidad desoluto contenida en la misma
Porcentaje en Masa
% en masa = x 100%masa de solutomasa de soluto + masa de disolvente
= x 100%masa de solutomasa de disolución
Unidades de concentración
¿Cuántos gramos de ácido clorhídrico, HCl se deberán disolver para preparar 425 gramos de una disolución acuosa que contenga 2.4% en masa de HCl?
2.4 g x2.4 g x 425 g de disolución
100 g100 gSe deben disolver 10.2 gramos de Se deben disolver 10.2 gramos de HClHCl en los 425 g de disolucien los 425 g de disolucióónn
= 10.2 g de disolución
Ejemplo de cálculo de concentración en porcentaje en peso
Algoritmo425 gramos de disolución2.4 g % de HCl
% en masa = masa de soluto
masa de disoluciónX 100
Sustituir los valores de las variables en la fórmula, efectuar análisis dimensionalEfectuar operaciones
fórmula :
datos Incógnita: g de HCl, (soluto)
Despejar la incógnita:Masa de Masa de HClHCl (soluto) =(soluto) = % en masa (% en masa (masamasa de disolucide disolucióón)n)
100
Porcentaje en volumen
% en volumen = x 100%volumen de soluto
volumen de soluto + volumen de disolvente
= x 100%Volumen de solutovolumen de disolución
Unidades de concentración
Partes por millón ( ppm) =masa de solutomasa de soluto
masa de solucimasa de solucióónnX 10X 1066
Partes por millónUnidades de concentración
M =moles de soluto
litros de disolución
Molaridad (M)
Molalidad (m)
m =moles de soluto
Kg de disolvente
Unidades de concentración
XA = moles A
Suma de moles de todos loscomponentes de la disolución
Fracción mol : (X)
Unidades de concentración
Masa de soluto (g)
Número demoles de soluto
Fracción molarXs
Molaridad M
Molalidadm
dividir entreKg de
disolvente
dividir entrevolumen
de solución en litros
dividir entre masamolar
Determinación de concentración de disoluciones en unidades químicas
dividir entre suma demoles de los
componentes de la solución
Algoritmo
Volumen de solución: 0.025L
Concentración de la solución: 3M
incógnita, moles de soluto, moles de H2SO4
Fórmula: M = moles de soluto / litros de solución
Despejar la incógnita:
moles de soluto = Molaridad ( V de solución)
Sustituir valores de las variables
moles de soluto = ( 3 moles ) ( 0.025 L ),
L
efectuar análisis dimensional y cálculos:
moles de soluto = 0.075 moles
Ejemplo de cálculo de concentración en Molaridad
Calcula la cantidad de moles de soluto que hay en 0.025 L de una solución de H2SO4 3 Molar
MolaliMolalidaddad ((mm)) == moles de solutomoles de solutokilogramos de disolventekilogramos de disolvente
Calcula la molalidad de una solución de ácido sulfúrico que contiene 24.4 g de ácido sulfúrico en 0.198 Kg de agua
24.4 g de ácido sulfúrico ( soluto)
Ejemplo de cálculo de la molalidad de una solución
Algoritmo
0.198 Kg de agua (disolvente)Incógnita: molalidad de la solución
Fórmula:
Convertir los gramos de ácido sulfúrico, soluto a moles
1 mol98 g24.4 g24.4 g = 0.248 mol, efectuar análisis dimensional y cálculos
m=
Sustituir datos en fórmula de molalidad
0.248 mol0.198 Kg
= 1.25 m
datos:
¿Cuál es la fracción molar de glucosa ,C6 H12 O6 ( peso molar 180 g/mol) en una disolución que contiene 5.67 g de glucosa disueltos en 1.40 moles de agua?
Ejemplo de cálculo de fracción mol
Algoritmo
Datos:5.67 g de glucosa, peso molar :180 g1.42 moles de agua
Incógnita: fracción mol de glucosa
FFóórmula:rmula: moles de glucosamoles de glucosa + moles de agua
Convertir los gramos de glucosa a moles: [5.67 g 1 mol180 g
]= 0.0315 mol
Sustituir datos en la fórmula y efectuar operaciones
X =
Xglucosa = 0.0315 mol0.0315 mol + 1.40
= 0.0220
Chang R., Química Mc Graw Hill, 9ª. Edición,México (2007)
Brown, T.L., H.E. Le May, Jr. , B.E. Bursten, Química, la Ciencia Central. Prentice Hall Hispanoamerica, S.A. 7a. Edición, México 1991
Kotz J. C., P.M.Treichel, Química y reactividad química. Thomson, 5ª. Edición México, 2003
04_1529
http://endrino.pntic.mec.es/hotp0069/franciscogarcia/lectura.htm
Bibliografía