Post on 06-Feb-2015
SOLUCIONES
Y SUS
PROPIEDADES
Proceso de disolución
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Gdisolución = Hdisolución – T Sdisolución
> 0 favorece la disolución
> 0 ó < 0, depende de cada caso
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
1) Separación de las partículas de soluto
Deben superarse las fuerzas intermoleculares o
atracciones entre iones de soluto.
Requiere energía, ENDOTÉRMICO (ΔH> 0)
2) Separación de moléculas de solvente
Deben superarse las fuerzas intermoleculares
entre moléculas de solvente
Requiere energía, ENDOTÉRMICO (ΔH> 0)
Proceso de disolución
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
3) Interacción entre soluto y solvente
Aparecen interacciones atractivas entre solvente y soluto
Solvatación
Se libera energía, EXOTÉRMICO (ΔH<0)
Para que el soluto resulte soluble en el solvente la
intensidad de las fuerzas de interacción soluto-solvente
deben ser comparables a las de soluto-soluto y solvente-
solvente.
Proceso de disolución
Dissolution at the molecular level?
• Ejemplo: Disolución de NaOH en H2O
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Dissolution at the molecular level?PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Variación de la solubilidad de sólidosen líquidos con la temperatura.
Solubilidad (S): Máxima cantidad de solutoque puede disolverse en una dadacantidad de solvente a cierta temperatura.
Solubilidad en agua
Si Hdisolución > 0S aumenta al aumentar T
Si Hdisolución < 0S disminuye al aumentar T
Dissolution at the molecular level?PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONESVariación de la solubilidad de gases en líquidos con la temperatura.
Solubilidad en agua
Si Hdisolución < 0S disminuye al aumentar T
Efecto de la presión sobre la solubilidad de gases en líquidos.
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Dissolution at the molecular level?PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONESLey de Henry
La solubilidad de un gas es directamente proporcional a la presión parcial del gas sobre la solución.
S = k PS = k P
S = solubilidad del gas (M)k = constante de HenryP = presión parcial del gas
Constantes de Henry(25°C), k
N2 8.42 •10-7 M/mmHg
O2 1.66 •10-6 M/mmHg
CO2 4.48•10-5 M/mmHg
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Solvente puro.
Solución: el soluto perturba la atracción entre las moléculas de solvente.
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONESPROPIEDADES COLIGATIVAS
Propiedades que dependen del número de partículas de soluto en
solución y no de su naturaleza química .
1) Descenso de la presión de vapor.
2) Ascenso del punto de ebullición.
3) Descenso del punto de congelación.
4) Presión osmótica.
1) Descenso de la presión de vapor.
Solutos no electrolitos no volátiles: el
soluto no contribuye a la presión de
vapor de la solución.
El factor entrópico favorece menos la
vaporización del solvente que en el
solvente puro.
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONESPr
esió
n de
vap
or
Temperatura To
p
Al añadir el soluto , el desorden de la fase condensada es relativamente mayor que del líquido puro,lo que produce una disminución de la tendencia a adquirir el desorden característico de la fase vapor.
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
El descenso de la presión de vapor tiene origen entrópico.
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
p1°
Pre
sió
n d
e va
po
r de
l so
lven
te
X1 disolvente
X2 soluto
0
0
01
1
Solución ideal: cumple la ley de Raoulten todo el intervalo de concentraciones.
Pendiente = p1o
1o11 xpp
Pre
sió
n d
e v
ap
or
XA
0
1 10
0
P°A
XB
P°B
PB
PA
P total = PA + PB
Izquierda: B puro Derecha: A puro
0
Ley de Raoult para una solución ideal de dos componentes volátiles.
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Ptotal = P°A XA + P°B XB
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
1: solvente
2: soluto1
o11 xpp
Ley de Raoult:
Solución ideal: cumple la ley de Raoult
en todo el intervalo de concentraciones.
(1)
Reemplazo en (1) x1 por 1-x2:
)x1(pp 2o11
Pres
ión
de v
apor
Temperatura To
p
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Ley de Raoult:
o1
1o1
2 p
ppx
Descenso relativo de la presión
de vapor del solvente con respecto
al solvente puro.
Pres
ión
de v
apor
Temperatura To
p
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Ascenso
ebulloscópico: ΔT = T - To
Presión de vapor del disolvente
a la temperatura To (po = 1 atm).
Presión de vapor de la solución
a la temperatura To (p < 1 atm).
AB
C
Pres
ión
de v
apor
Temperatura To T
p
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
La elevación de Teb es proporcional
al descenso de la presión de vapor.
oo
o
p pT p p
p
Constante
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
2o
oo
p pT p p x
p
(Ley de Raoult)
2eb xT k
1: solvente
2: soluto
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
2ebxT k
2
VAP
RT
pH
dT
dp
Clausius-Clapeyron:
Para soluciones diluidas:
2o
oVAP
RT
pH
dT
dp
Pendiente de la curva
cerca del punto de ebullición.
)p
pp(
H
RTT
o
oVAP
2o
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
OPCIÓN 1: Como para soluciones diluidas BC es
prácticamente un segmento de recta:
2o
oVAP
o
RT
pH
T
pp
AB
AC
dT
dp
X2 (Raoult)
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
OPCIÓN 2: Integración de Clausius-
Clapeyron entre T y To.
2
VAP
RT
pH
dT
dp
2VAP
2o x
H
RTT
(1)
)T
1
T
1(
R
H
p
pln
o
VAP
o
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
)TT
TT(
R
H
p
pln
o
oVAP
o
2o
x1p
p(Raoult)
22 x)x1ln(
~ To2
ΔT
Para x2 << 1,
)T
T(
R
Hx
2o
VAP
2
(1)2VAP
2o x
H
RTT
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
2VAP
2o x
H
RTT
12VAP
212o
wMH
wMRTT
Para soluciones diluidas:
12
12
1
22 wM
Mw
n
nx
(1)
Reemplazando en (1):
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
1000wM
wm
12
2
La molalidad (m) de la solución es:
mH1000
MRTT
VAP1
2o
12VAP
212o
wMH
wMRTT
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
VAP1
2o
e H1000
MRTK
mKT e
Ke: constante ebulloscópica.Depende del solvente y no del
soluto.
Unidades: oC/ m
La adición del solutoprovoca un descensodel punto de fusión.
Tf = │Tf TfO│ = Kc m
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
FUSIÓN1
2of
cH1000
MRTK
Constantecrioscópica
• Propiedad del disolvente (no depende del soluto)• Unidades: oC/molal
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Solvente Teb normal(C) Ke (C/m) Tf normal(C) Kc (C/m)
H2O 100.0 0.52 0.0 1.86
Benceno, C6H6 80.12.53 5.5 5.12
Etanol, C2H5OH 78.4 1.2 -114.6 1.99
CCl4 76.85.0 -22.3 29.8
Cloroformo, CHCl3 61.2 3.6 -63.5 4.68
Kc > Ke
El descenso crioscópico es más intenso que el aumento ebulloscópico.
• Determinación de pesos moleculares Þ crioscopía• Anticongelantes, añadir sal a las carreteras, ...Aplicaciones
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Ósmosis: Movimiento neto de solvente a través de una membrana
semipermeabledesde una solución más conecntrada hacia una menos concentrada.
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Presión osmótica
= c R T
Molaridad
• Determinación de pesos moleculares (especialmente para moléculas con altos pesos moleculares como, p.ej., macromoléculas)).
• Ósmosis inversa desalinización (aplicar a la disolución una presión mayor que la , provocando un flujo de salida del disolvente).
Aplicaciones
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
• Glóbulos rojos
Disolución isotónica(misma que los
fluidos intracelularesde los glóbulos)
Disolución hipotónica(menor
(entra agua y puede causarla ruptura: hemólisis)
Disoluc. hipertónica(mayor
(sale agua: crenación)
Suero fisiológico
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Factor i de Van’t Hoff
Propiedad coligativa experimental
Propiedad coligativa teórica
i =
)oelectrolitno(
)oelectrolit(
)oelectrolitno(T
)oelectrolit(T
)oelectrolitno(T
)oelectrolit(T
)oelectrolitno(p
)oelectrolit(pi
f
f
eb
eb
Factor i de Van’t Hoff para distintos solutos en solución acuosa
Soluto Factor i
NaCl 2
MgSO4 2
K2SO4 3
AlCl3 4
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
Si el electrolitoSi el electrolito
se disociase disocia
completamente,completamente,
i = número de i = número de
moles de ionesmoles de iones
por cada mol de por cada mol de
electrolito. electrolito.
AxBy xAz+ + yBz-
m = molalidad del electrolitom = molalidad del electrolito
a = grado de disociación a = grado de disociación
mm = nro.de = nro.de molesmoles disociadosdisociados ( (por 1000g de solv.por 1000g de solv.))
m - m.m - m. = m(1- = m(1- nro. de nro. de moles sin disociarmoles sin disociar
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
][
][
totaloelectrolit
disociadooelectrolit
ma = nro.de moles disociados
m(1 - a) = nro. de moles sin disociar
además
x(m.a) = nro. de moles de la especie Az+
y(m.a) = nro. De moles de la especie Bz-
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES
mt = m(1 -) + x(m.) + y(m.) = m(1-) + (x + y) m=
m[ (1-) + (x + y) ] = [(1- + ].m = [1 + ()] m
mt = [1 + ( -1)] m
i m
1
1i