Disoluciones

Disoluciones
Mezcla homogénea de dos o más
componentes. Pueden ser sólidas, líquidas o
gaseosas
En los seres vivos el 99,9% de las reacciones tienen su origen en
disoluciones
.
Disoluciones
*** V depende de T y P, por lo tanto m/v y M
depende de T y P
Disoluciones
AgNO3 w/w 12 %, ρ=1.1080 g/cm3 a
20ºC, 1ATM,
Calcular x, m y M
Magnitudes molares parciales
V = n i ·V*i + n j ·V*j+ n k·V*k…….
Condiciones iniciales
Condiciones de mezcla
a T y P cte
Magnitudes molares parciales
• Para una sustancia pura el volumen molar parcial es
igual a su volumen molar.
= V*n
• Relación entre volúmenes de la disolución y los
volúmenes molares parciales
dV = Σi Vi·dni
V = Σi Vi·ni = V1·n1+ V2·n2 +….
Vm = Σi Vi·xi
Vm=V/n ; n=n1+n2….
Medidas de Vi
Se fija n para uno de los
componentes de la mezcla
y se varia el otro
V=Va·na+ Vb·nb
Ejercicio. Pág 308.
Magnitudes molares parciales
• Otras propiedades extensivas
µ = Σi µ i·ni
H = Σi Hi·ni
V = Σi Vi·ni
S = Σi Si·ni
Relación entre magnitudes
molares parciales
Gi ó µ ó
G = H - TS
dG i = -Sidt + VidP + Σi µ i·ni
!
Ejercicio 9.4
!
=
" dG i %
$
' = µi
# dn i &
" dG %
$ i'=Vi
# dPi &
" dG %
$$ i '' = (S i
# dT &
T·
Magnitudes de mezcla
•
Permiten predecir el
comportamiento de
las moléculas que
forman parte de la
disolución y más
específicamente
!
sobre las
interacciones que
tienen en disolución
!
en comparación con
el componente puro
!
"Gmez = G # G
*
*
"Gmez = $ (µi # µi )n i
"H mez = H # H *
!
"H mez = $ (H i # H i )n i
"Smez = S # S *
!
"Smez = $ (Si # Si )n i
*
*
"Gmez != "H mez # T"Smez
Determinación de las magnitudes
molares de mezcla
"Vmez
• Midiendo el volumen
"H mez
• Midiendo con un calorímetro
la
!Midiendo
presión de vapor
de cada uno de los
componentes de
una mezcla.
!
!
"Gmez = $ n i (µi # µi* )
"Gmez
"Gmez
"Gmez
!
& *
Pi
* )
= $ n i ((µi + RT % ln( * ) # µi )+
'
*
P
Pa
Pb
= n a % RT % ln( * ) + n b % RT % ln( * )
Pa
Pb
Medida de Magnitudes de
mezcla
Vm=Vb -V*
Vm (ml/mol)
Vm=Va-V*
0
Xi
1
Ejercicio 315, 9.5
Calores integrales y
diferenciales de disolución
•
ΔHint = calor absorbido por el sistema al añadir 1 mol de B en un
disolvente A para dar una disolucion de Xa, la que sea.
"H int
•
"H mez
=
nb
ΔHdif = calor absorbido por el sistema al añadir 1 mol de B a un
volumen infinito de A.
dH dH dis H b # dn b $ H b* # dn b
"H!dif =
=
=
= H b $ H b*
dn b
dn b
dn b
"H dif = H b $ H b*
Ejercicio 318, 9.6
Disoluciones ideales
• “Mezcla de moléculas de distinta especie en
donde la sustitución de una de ellas por la
otra no provoca cambios en la estructura
espacial, potencial químico o de las
interacciones intermoleculares presentes en
la disolución”.
Ejemplos: molécula de estructura química
similares...
!
Disoluciones ideales
µi = µi* + RT ln(x i )
Punto de vista macroscópico
µ 0 = µ*
Potencial químico estándar igual
sustancia potencial sustancia pura
!
*
"Gmez = $ (µi # µi )n i
!"Gmez = RT(n b ln(x b ) + n a ln(x a ))
"Smez = #R(n b ln(x b ) + n a ln(x a ));
!
!
"H mez = 0
"Gmez = "H mez # T"Smez
!
Magnitudes de mezcla
disoluciones ideales
cal/mol
TΔSmez/n
ΔHmez/n
ΔGmez/n
xb
J/mol
!
Presión de vapor
Ley de Raoult
P = P1+ P2 + P3 + P4……. P1=x1v·P
Pi
µ i = µi + RT " ln( * )
P
v
*
l
*
µ i = µi + RT " ln(x i )
v
l
l*
µ = µ ;" µi + RT # ln(x i ) =µi
*v
µ =µ
*l
v*
Pi
+ RT # ln( * )
P
Presión de Vapor
Pi
ln(x i ) = ln( * )
P
Pi
*
l
l
x i = * " x i # Pi = Pi
Pi
l
l
*
x i # Pi = P # x
v
i
!
P = P1+ P2 + P3 + P4…….
!
*
a
*
b
l
b
*
b
P = (P " P ) # x + P
Ley de Raoult
• Ejercicio 9.7, sección 9.6
• Magnitudes molares parciales
µ = µ* (T,P) + RT " ln(x i )
$µ
Si = #( ) = Si* # RT " ln(x i )
$T
Vi = V * i
H i = H i*
!
!
" mez H = 0
" mezV = 0
" mez # 0
Disoluciones diluidas ideales
• “Dentro de la disoluciones ideales aparece un
límite en el que el comportamiento de la
disolución es diferente al de la disolución
ideal. Este límite aparece cuando las
moleculas de soluto sólo interaccionan con
moleculas de disolvente, es decir cuando
están a una elevada dilución”.
Sólo se cumple para no electrolitos
Disoluciones diluidas ideales
• Propiedades termodinámicas de las disoluciones
ideales.
– Estados Estándar del disolvente.
» El mismo que el de la sustancia pura
*
µ =µ
0
0
µ = f (T,P)
– Estados Estándar del soluto
» Diferente que el de la sustancia pura, valor extrapolado desde
xi muy pequeña (diluida) hasta el punto de corte donde xi = 1
µ0
µ
!
µ*
!
Ln(xi)
x
1
Disoluciones diluidas ideales
v
µ i = µi
v*
Pi
+ RT " ln( * )
P
lo
µ i = µi + RT " ln(x i )
µi + RT " ln(x i ) = µi
!
v*
Pi
+ RT " ln( 0 )
P
!
lo
v*
lo
v*
µi # µi
l*
l
Pi
= RT " ln(
)
0
xiP
µi # µi
Pi
0
= ln(
)
$
P
"e
0
RT
xiP
l
Kx i = Pi
!
P0=1bar
o
µ i l # µ i v*
RT
Pi
=
xiP 0
Disoluciones diluidas ideales
Disolvente sigue la ley de Raoult
Soluto sigue la ley de Henry
Desviaciones +
Desviaciones Acetona + cloroformo