QUÍMICA IDEPUNP/ CICLO REGULAR/ ABRIL – JULIO 2016 SEMANA Nº 09 TEMA: SOLUCIONES COORDINADOR: ING. ROYVELI CARHUACHIN GUTIERREZ RESPONSABLE: ING. SEVERIANO CHAVEZ LACHIRA 1.0 SOLUCION Son mezclas homogéneas de dos o más sustancias, en proporción variable, donde los componentes están dispersados uniformemente en toda la mezcla, de manera que cualquier porción de ella presenta las mismas características como composición, propiedades y estado físico. 2.0 COMPONENTES Soluto (Sto): Es la sustancia que se dispersa en el solvente, determina las propiedades químicas de la solución y generalmente se encuentran en menor proporción. Solvente (Ste): Es la sustancia que actúa como medio dispersante para el soluto, disuelve al soluto, determina el estado físico de la solución y generalmente se encuentra en mayor proporción. Cuando el solvente es el agua, se llama solución acuosa. El agua por su alta polaridad que poseen sus moléculas, es una sustancia con una gran capacidad para disolver a las sustancias polares y iónicas, por lo que es considerada el disolvente universal. 3.0 SOLUBILIDAD (S) Es la máxima cantidad se soluto (en gramos) que se puede disolver en 100g de solvente a una determinada temperatura. Ejemplo: 4.0 CLASIFICACION DE LAS SOLUCIONES 4.1. Por la naturaleza del soluto: a) Moleculares: Cuando el soluto es un compuesto covalente. Como sacarosa en agua. b) lónicas Cuando el soluto es una sustancia iónica. Como cloruro de sodio en agua. 4.2. Por sus propiedades químicas: a) Ácidas + Cuando contienen iones H en solución, como solución de ácido clorhídrico. b) Básicas – Cuando contienen iones 0H en solución, como solución de Hidróxido de aluminio. c) Neutras + -Cuando no contienen iones H u OH en solución, como oxígeno en agua. 4.3. Por la cantidad de soluto disuelto a) Diluida: Cuando contiene mínima cantidad de soluto. Ejemplo, 1g de NaCI en 100g de agua a 0°C. b) Concentrada: Cuando tiene bastante cantidad de soluto, pero sin llegar a la saturación. Ejemplo, 30g de NaCI en 100g de agua a 0°C. c) Saturada: Aquella que no admite más soluto a una determinada temperatura. Ejemplo, 35g de NaCI en 100g de agua. d) Sobresaturada: Aquella que admite mayor cantidad de soluto que una solución saturada a la misma temperatura, previa variación de temperatura. Ejemplo, 36g de NaCl en agua a 0°C. 4.4. Por su estado físico: 5.0 CONCENTRACIÓN DE SOLUCIONES: 5.1. UNIDADES FISICAS a) Porcentaje en Masa (%W) Indica la cantidad en gramos de soluto en 100g de solución. disuelto Ejemplo: ¿Cuál es el porcentaje en masa cuando disolvemos 10g de sulfato de cobre en 60g de agua? b) Porcentaje en volumen (%V) Indica la cantidad en mililitros de soluto disuelto en 100mI de solución. Ejemplo: ¿Cuál es el porcentaje en volumen cuando disolvemos 16 mL de alcohol etílico en 74 mL de agua? c) Porcentaje Masa — Volumen (%W/V) Indica los gramos de soluto disueltos en 100 mL de solución. % W / V WSTO 100 VSOL L QUÍMICA IDEPUNP/ CICLO REGULAR/ ABRIL – JULIO 2016 Ejemplo: ¿Cuál es el porcentaje Masa — Volumen cuando 3 disolvemos 5g de NaCI a 50cm de solución? % W / V WSTO 5 g 5 100 10% 50 VSOL 50 cm3 d) Partes por millón (ppm) Indica el número de miligramos de soluto disueltos en 1 litro de solución. Ejemplo: ¿Cuál es la concentración en ppm de 500 mL de solución que contiene 2,2 mg de ión calcio? ppm = ? V = 0,5 L ppm = 2,2mg = 4,4 ppm 2+ mg Ca = 2,2 0,5L 5.2. UNIDADES QUIMICAS: a) Molaridad (M) Indica el número de moles de soluto disueltos en un litro de solución. M= nSTO VSol ( L) Ejemplo: ¿Cuál es la molaridad de 125 mL de solución en la que se han disuelto 2 moles de KCN? M =? M nSTO = 2 2 16 0 ,1 2 5 VSol = 125mL #Eq.STO = # EqSTO VSol ( L ) WSTO EqSTO = ni nT XSTO + XSTE = 1 Ejemplo: Determinar la fracción molar del soluto y solvente cuando se disuelven 10g de NaOH en 90g de H20. XSTO=? WSTO = 10g WSTE = 90g XSTE=? nSTO = 0,25 nSTE = 5 XSTO = XSFE = 0,25 = 0,0048 0,25 5 1 — 0,048 = 0,952 6.0 DILUCIÓN DE SOLUCIONES Es un proceso por el cual se agrega más solvente a una solución logrando disminuir su concentración inicial. Se cumple que el número de moles o número de equivalentes se mantiene constante y para soluciones acuosas diluidas el volumen de la solución final es aproximadamente igual a la suma del volumen de la solución inicial más el volumen del solvente agregado. C1V1 = C2V2 Ejemplo: ¿Cuál será la concentración final cuando se agregan 300 mL de agua a 200 mL de una solución de HN03 6M? M2 = ? V1 = 200 mL V2 = 500 mL M1 = 6 Eq.STO = + M2 = 2,4 molar 7.0 MEZCLA DE SOLUCIONES M Sto Sto Donde : es el número de H , OH o cargas netas (+) ó (-) que se pueden sustituir y/o contiene el soluto. Entre molaridad y normalidad se cumple la relación N = xM - c) Molalidad (m) Indica el número de moles de soluto que se han disuelto en un kilogramo de solvente. m= xi 6 x 200 = M2 x 500mL b) Normalidad(N) N= d) Fracción molar: Indica la relación del número de moles de uno de los componentes de la solución (soluto o solvente) respecto al número total de moles contenidos en la solución. n STO WSTE ( Kg ) Ejemplo: ¿Cuál es la molalidad de una solución en la que se han disuelto 5 moles de NaOH en 2500 g de agua pura? m=? n 5 nSTO = 5 2 m STO WSTE = 2,5 Kg WSte 2,5 Es un proceso físico por el cual dos o más soluciones de un mismo soluto se mezclan en proporciones variables, obteniéndose así una solución resultante de concentración intermedia. C1V1 + C2V2 +…,… = Cf (V1 + V2 +….)