Repaso de Sistemas de
concentración molar
Prof. José A. Pérez
Unidades de Concentración
molaridad, molalidad, % masa, % volumen, %masa/volumen, partes por mil (ppmil), partes
El proceso de disolución
Se forma una solución cuando una
sustancia se dispersa de manera uniforme en otra.
La preparación de soluciones envuelve un equilibrio que se denomina equilibrio dinámico.
Soluto + disolvente disolver solución
Soluciones
Sólido en líquido
solución saturada - solución que está en
equilibrio con un soluto no disuelto. Contiene la cantidad máxima de soluto que se puede disolver
solubilidad- cantidad dada de soluto que se disuelve para formar una solución saturada
solución insaturada – solución que no esta en
equilibrio con respecto a una sustancia dada
solución sobresaturada – solución que contiene
Disolución de sólidos
iónicos en líquidos
Atracción soluto-disolvente
Energía de la red – energía que possen los sólidos en la
red cristalina
Solvatación – interacción entre el soluto y las moléculas
de disolvente, si el disolvente es agua ese proceso se conoce como hidratación.
Ej. Disolver NaCl en agua
Temperatura
Disolución de líquidos en
líquidos
Interacciones soluto-disolvente –
- Regla Igual disuelve Igual- las sustancias con fuerzas de atracción similares suelen ser mutuamente solubles.
- miscibles – pares de líquidos que se
mezclan en todas proporciones
Disolución de gases en
líquidos
Presión – la solubilidad de un gas aumenta
con aumento en presión - Ley de Henry= Sg=kHPg
TemperaturaFormas de expresar
concentración
concentración – la
cantidad dada de soluto por una
cantidad dada de solvente o solución
Estas son:
% por masa
Molalidad
Fracciones de masa
ppm
Molaridad
Por ciento por peso
100 solución
masa
soluto masa
peso por
% x
Masa solución = masa soluto + masa disolvente
Ejemplos
Calcule el porciento por masa de NaOH para una solución que se prepara
disolviendo 10.0g de NaOH en 150.0g de H2O.
¿Cuántos g de NaCl hay en 150 mL de una solución acuosa con una densidad de
Molalidad(m)
disolvente
Kg
soluto
moles
m
Determina la molalidad de una solución se preparó disolviendo 5.67g de
glucosa(C6H12O6) en 25.2 g H2O.(Masa molar C6H12O6=180.0g.mol)
¿ Cuál es la molalidad de una solución que contiene 7.78g de urea((NH2)2CO) en 203g H2O ?(masa molar (NH2)2CO = 60.06g/mol)
Fracciones de Masa(partes
por millón y partes por billón)
Partes por millón(ppm)
solución
L
soluto
mg
p p m
10
solución
masa
soluto
masa
p p m
6
x
Soluciones Diluidas
Una solución se preparó disolviendo 0.0154g de NaCl en 350.0g de H2O. Determina la concentración en ppm.
Una muestra de agua potable contiene
0.105ppm de plomo. ¿Cuántos g de Pb hay en 1.0 L de esta muestra?
Molaridad(M)
solución
L
soluto
moles
M
Ejemplo: 12.0g de NaOH(Masa molar = 40.01g/mol) son colocados en un matraz volumétrico de 500.0mL. El matraz es llenado hasta la marca de calibración
Fracción Molar
Indica la relación entre los moles de un componente y los moles totales en una solución
Ej. solución AB
totales moles
B moles X
totales moles
A moles
Una solución contiene 3.456g de KCl (Masa molar74.55g/mol) en 350g de agua (Masa molar 18.02g/mol).
Determine la fracción molar de agua y KCl en la solución resultante.
Conversión entre unidades
% por peso a Molalidad
Asumir 100 g solución
Masa soluto = % peso
Calcular masa disolvente
= masa solución – masa
soluto
Calcular moles soluto
Molalidad a % por peso
Asumir 1 kg de disolvente
Moles soluto = molalidad
Buscar masa de soluto
Buscar masa solución
= masa soluto(g) + masa disolvente(g)
Conversión entre unidades
Molaridad a % por peso
Asumir 1.0 L de solución
Moles soluto= M
Buscar masa soluto
Buscar masa solución
m= (d)(vol. solución)
Buscar % peso
% por peso a Molaridad
Asumir 100 g solución
Masa soluto = % peso
Calcular moles soluto
Calcular Vol. solución
V= masa solución/d
Conversión entre unidades
Molalidad a Molaridad
Asumir 1.0 Kg de disolvente
Moles soluto = m
Buscar masa soluto
Buscar masa solución
Buscar V solución
V=msolución /d
Buscar Molaridad
Molaridad a Molalidad
Asumir 1.0 L de solución
Moles soluto = M
Calcular masa de soluto
Calcular masa de solución
m=(d x v)
Calcular masa disolvente
= masa solución – masa
Una solución es 20% por peso en H2SO4 y tiene una densidad de 1.14g/mL. Determina:
Molalidad de la solución
Molaridad de la solución
Una solución es 1.5 M en KCl y tiene una densidad de 1.011g/mL. Determina la
molalidad de la solución
Ejercicio
Una solución acuosa es 30.2%en NH3 y tiene un densidad de 0.982g/mL.(Masa molar NH3=17.04g/mol) Determine:
Molalidad
Molaridad
Soluciones- concentración
y Propiedades coligativas
Son las propiedades que dependen de la cantidad de soluto pero no del tipo de
soluto presente en una solución
Estas son :
Depresión (disminución) en la presión de vapor
Elevación en el punto de ebullición
Depresión (disminución) en el punto de
congelación
Disminución en la presión
de vapor
La adición de un soluto no volátil a un solvente lleva a una disminución en la
presión de vapor de la solución resultante en comparación con el solvente puro
Ley de Raoult PA = PºA XA
Donde:
PA = presión parcial de la solución
Ejercicio
A 25ºC la presión de vapor del agua es
23.76mmHg. Determine la presión de vapor a 25ºC de la solución que se prepara
añadiendo 5.67g de C6H12O6
Elevación en el punto de
ebullición y depresión en el
punto de congelación
Ebullición
Tb= Kb m
Donde:
Tb = Tb solución – Tb0 puro
Kb = constante de
elevación en el punto de ebullición
m = molalidad
Congelación
Tf= Kf m
Donde:
Tf = Tf 0
puro – Tf solución
Kf = constante de
depresión en el punto de congelación
Ejercicio
Determine el punto de ebullición y el punto de congelación de una solución que
contiene 4.76g de etilenglicol
Presión Osmótica
Osmosis – el flujo de solvente a través de
una membrana semipermeable para igualar la concentración de soluto en ambos lados de la membrana.
Presión osmótica() – propiedad coligativa que es igual a la presión que cuando es
aplicada a la solución, paraliza o detiene la osmosis .
=MRT
M= molaridad,
Osmosis y presión osmótica
Isotónica: soluciones que tienen igual
concentración de soluto y por lo tanto igual presión osmótica
Hipertónica: soluciones con mayor concentración de soluto
Aplicaciones de la presión
osmótica
Determinar Masa Molar
Buscar
1. Molaridad
-RT M
soluto gramos
xV(L) M
moles
Coloides
Dispersión de
partículas de una sustancia en otra
sustancia o solución.
Dos fases
Fase dispersa
Fase contínua
Efecto Tyndall =reflejo de la luz por las
partículas en un coloide
Coloide hidrofílico- son coloides que se
dispersan facilmente en agua
Coloide hidrofóbico no se dispersan
Tipos de coloides
Aerosol- gotas de líquido o sólido
disperso en un gas. Ej. niebla, humo
Emulsión- gotas de líquido dispersas en otro líquido o sólido. Ej.leche, mayonesa, mantequilla
Ejercicios de práctica
asignación
Contestar los ejercicios 11.3 al 11.5 de la página 406
Contestar los ejercicios 11.6 al 11.10 de la página 409
Libro de Texto:
McMurray & Fay. (2009).General
Referencias
Libro de Texto:
McMurray & Fay. (2009).General Chemistry, 5th Ed.;
Pearson Prentice Hall – disponible en sala de reserva
Referencia adicional
Brown,Theodore; LeMay,H.; Bursten.B.; Murphy,C.;
Química: la ciencia central. 11th Ed.; (2009). México:
Pearson Educación. QD31.2 .B7818 2009