SUSTANCIA QUÍMICA mercurio oxígeno

ELEMENTO O SUSTANCIA ELEMENTAL: Sustancia formada por un mismo tipo de átomos, por ejemplo: Hg, H2, Cu, O2

SUSTANCIA QUÍMICA

mercurio oxígeno

COMPUESTO O SUSTANCIA COMPUESTA: Sustancia formada por dos o más elementos unidos por enlaces químicos, por ejemplo: H2O, CH4,CO2.

agua

MEZCLA:

Asociaciones de dos o más sustancias entre las cuales no hay asociaciones químicas, donde cada componente conserva sus propiedades características y pueden separarse por métodos físicos tales como la filtración, la centrifugación o la destilación.

El Aire es un ejemplo de mezcla porque:

 Contiene varios componentes (oxígeno, nitrógeno y otros minoritarios)  Cada gas mantiene sus propiedades características.

 Los gases no se encuentran unidos entre ellos por enlaces químicos. N2

MEZCLA

HOMOGÉNEA HETEROGÉNEA

Sus componentes no se pueden

distinguir

a

simple

vista

o

mediante el uso de instrumentos

ópticos

y

que

presentan

propiedades físicas y químicas

iguales en cualquier porción de la

mezcla.

Ejemplo: azúcar disuelta en agua

Sus componentes se pueden

distinguir

a

simple

vista

o

mediante el uso de instrumentos

ópticos y presentan propiedades

físicas y químicas diferentes en

cualquier porción de la mezcla.

Ejemplo: arena con agua

Ejemplos:

Suero fisiológico: formado por agua destilada y cloruro de sodio

Agua Oxigenada: formado por peróxido de hidrógeno y agua

Vinagre: formado por ácido acético y agua

Té con azúcar: formado por té, agua y azúcar

DISOLUCIÓN: mezcla homogénea a escala

COMPONENTES DE UNA DISOLUCIÓN

DISOLVENTE: componente de una mezcla que se encuentra en mayor proporción a escala atómica. En el se disuelven los solutos.

SOLUTO: componente o componentes de una mezcla que se encuentra en menor proporción a nivel atómico que el disolvente.

Ejemplo: en el cloro doméstico el disolvente es el agua y el soluto es el hipoclorito de sodio (NaClO)

En la Disolución siguiente ¿Cuál es el Soluto y Cuál es el Disolvente?

Si mezclamos 5,0 mL de agua con 5,0 mL de alcohol se obtiene una disolución en donde no es evidente cual es el soluto y cual el disolvente. Por lo tanto primero debemos determinar el número de moléculas de cada componente.

 Utilizando la densidad tenemos que los 5,0 mL de alcohol corresponden a 4,5 g y los 5 mL de agua corresponden 5,0 g.

 Utilizando la masa molar se tiene que los 4,5 g de alcohol corresponden a 0,098 mol de moléculas y los 5,0 g de agua corresponden a 0,28 mol de moléculas.

 Por lo tanto el disolvente es el agua.

DISOLVENTE + SOLUTO DISOLUCIÓN

Datos:

Densidad alcohol: 0,9 g/mL Densidad agua: 1,0 g/mL Masa molar alcohol: 46 g/mol Masa molar agua: 18 g/mol

Una

disolución

es una mezcla homogénea de un

soluto

(sustancia disuelta que está en menor proporción) distribuido en un

disolvente

(sustancia que produce la disolución, está en mayor

proporción y determina el estado de agregación en el que se encuentra

la disolución).

Disolución

Componentes

Disoluciones gaseosas

Aire

N

₂

, O

₂

, H

₂

y otros

Gas Natural

CH

₄

, C

₂

H

₆

Disoluciones Líquidas

Agua de mar

H

₂

O, NaCl, y muchos otros

Vinagre

H

₂

O y ácido acético

Gaseosa

H

₂

O, CO

₂

, sacarosa, y otros

Disoluciones Sólidas

Latón amarillo

Cu-Zn

Disolución de un soluto en un solvente

Cuando el soluto se disuelve en el solvente, las partículas de soluto se dispersan en el solvente formando una mezcla homogénea, de acuerdo a las siguientes etapas:

Etapa 1: Separación de las moléculas o iones de disolvente. En esta etapa se

absorbe energía. Por ejemplo si el solvente es agua líquida se deben romper puentes de hidrógeno para permitir que el soluto penetre al seno del solvente.

E1

Disolvente

Etapa 2: Separación de las moléculas o iones de soluto. En esta etapa se

absorbe energía. Por ejemplo si el soluto es sal común (NaCl) se deben separar los iones Na+ y Cl- a través del rompimiento del enlace iónico que mantiene la cohesión del cristal.

E2

Soluto

Etapa 3: Mezcla homogénea de las partículas de soluto y solvente. Las partículas de soluto penetran el solvente generándose interacciones específicas atractivas, fundamentalmente de tipo electrostático.

Solución de NaCl en agua: se producirá la

SOLVATACIÓN

(HIDRATACIÓN) de los iones Na+ y Cl-. A nivel molecular

se observa que las moléculas de disolvente rodean a las

moléculas de soluto. Las moléculas de soluto quedan

envueltas por las de disolvente.

Na+ Cl-

H

O

Disolución de compuestos polares en agua

: la solvatación de

compuestos polares es favorecida por la interacción que se

genera entre los polos opuestos de las moléculas. Ejemplo etanol

solvatado:



+



-

Disolución de compuestos no polares en agua

: los compuestos

no polares no se disuelven en agua porque no existen

interacciones que favorezcan la solvatación.

En general, solventes polares como el agua y los alcoholes

disuelven eficientemente solutos polares a través de la

formación de puentes de hidrógeno. Mientras que solventes

apolares como el tetracloruro de carbono (CCl

4

) o el benceno

(C

6

H

6

) favorecen la disolución de solutos no polares.

Líquido sólido

Sólido Solución Solución

insoluble Homogénea Saturada

SOLUBILIDAD

: cantidad máxima de soluto que se puede

disolver en una determinada cantidad de disolvente.

FACTORES QUE AFECTAN LA SOLUBILIDAD:



Naturaleza de los reactantes



Temperatura



Presión

a.- Naturaleza de los reactantes:

El aceite no se mezcla con el agua.

b.- Efecto de la temperatura:

Reactantes + Q Productos Rx.Endotérmica

Aumento de la Tº mejora la solubilidad

Reactantes Productos + Q Rx. Exotérmica

Aumento de la temperatura disminuye la solubilidad

c.- Presión: a mayor presión mayor solubilidad

La presión tiene un efecto importante sobre la

solubilidad para los sistemas gaseosos. A una Tª

determinada, el aumento de presión implica un

incremento en la solubilidad del gas en el líquido.

Cantidades Químicas: El mol



En la vida diaria nos resulta familiar utilizar ciertas unidades

cuando nos referimos a un número determinado de objetos: un

par de zapatos (2 unidades) una docena de huevos (12

unidades) etc.



El químico también necesita cuantificar la materia. Para esto

se precisa una "unidad de conteo" suficientemente grande de

modo que las partículas que conforman la unidad sean de una

magnitud "manipulable".



La unidad de conteo que usan los químicos es el MOL, del

latín moles que significa "montón".



Este

número

inmenso

(602.000.000.000.000.000.000.000)

corresponde

al

número de Avogadro. "Hipótesis de

Avogadro": que en las mismas condiciones de P y T, en

volúmenes iguales de cualquier gas, están contenidas el

mismo número de partículas (T=0º C, P=1 atm, V=22,4 L,

siempre había 6,02x10

23

partículas).

Ejemplo:

1 mol de átomos de hidrógeno contiene 6,02x10

23

átomos de hidrógeno ó 1 mol de moléculas de agua contiene

6,02x10

23

moléculas de agua.

Masa Molar (M):

es la masa de un mol de sustancia expresada en

gramos.

Ejemplo:

M del sodio es 22,99 g/mol; es decir un mol de sodio

pesa 22,99 g ó M del agua es 18 g/mol (MA H x 2 + MA O) es decir

un mol de agua pesa 18 g.

MOL: cantidad de sustancia que contiene 6,02x10

23

entidades

elementales, que pueden ser átomos, moléculas u otras partículas

.

CUANTIFICANDO LA CONCENTRACIÓN DE UNA

SOLUCIÓN.



La

composición de una disolución

es la relación

entre el soluto y la disolución o entre el soluto y el

disolvente. En esta relación, tanto el soluto como la

disolución y el disolvente pueden expresarse en

unidades de masa, de volumen y de cantidad.



Para saber exactamente la cantidad de soluto y de

disolvente, los químicos han convenido una serie de

Unidades de Concentración, donde la más frecuente

es la

MOLARIDAD.

Ejemplo: Una solución acuosa 1M de NaCl significa que

hay 1 mol de NaCl disueltos en 1 L de solución, donde la

solución está formada por el soluto(NaCl) y el solvente

(agua).

MOLARIDAD (M): cantidad de soluto

expresada en moles que hay disueltos en 1 L de

Ejercicios de Aplicación:

1.¿Cuántos gramos de HNO

3

hay presentes en

1500 mL de una solución 2M de HNO

3

?

2 moles HNO

3

1000 mL

X moles 1500 mL

X = 3 moles

M HNO

3

= MA H + MA N + 3x MA O = 1 + 14 +

(3x16) = 63g/mol

1 mol HNO

3

63 g

3 mol HNO

3

x g

X = 189 g

Composición de una disolución

La composición de una solución puede expresarse a través del

porcentaje peso-peso (% p/p).

El cual corresponde a la masa de

soluto, expresada en gramos, presente en 100 g de solución.

Por ejemplo, si se tiene 5 g de NaCl en 50 g de solución, el % p/p de

la solución es 10 % p/p.

La composición de una solución puede expresarse también a través

del

porcentaje peso-volumen (% p/v).

El cual corresponde a la

masa de soluto, expresada en gramos, presente en 100 mL de

solución.

Por ejemplo, si se tiene 5 g de NaCl en 50 mL de solución, el % p/v

de la solución es 10 % p/v.

La composición de una solución puede expresarse también a través

del

porcentaje volumen-volumen (% v/v).

El cual corresponde al

volumen de soluto, expresado en mililitros (mL) presente en 100 mL

de solución.

Por ejemplo, si se tiene 5 mL de etanol en 50 mL de solución, el %

v/v de la solución es 10 % v/v.

Actividad en clases

• 1) Si Ud. necesita preparar 250mL de solución 0,2

molar (0,2M). Determine que cantidad de NaCl

necesita.

• 2) Se dice que se puede disolver como máximo 5g

de un compuesto en 100mL de disolvente. Si se

desea disolver 25g de este compuesto, ¿Qué

volumen mínimo de solvente, en mL, se necesita?

3) ¿Qué masa de nitrato de potasio (KNO

₃

) se

necesita para preparar 500mL de una solución 2

mol/L.

4) Se desea preparar 250 mL de solución de

H

₂

SO

₄

2 mol/L. Indique como hacerlo, si se

dispone de una solución de ácido sulfúrico

al 98% en masa y densidad 1,84g/mL.

5) Se disuelve 4g de NaOH en 250 mL de

solución. Calcule la molaridad de la

• 6) ¿Qué volumen de una solución acuosa de

ácido perclórico (HClO4) de densidad

1,410g/mL y 50% en masa se necesita para

preparar 600 mL de solución del ácido