DISOLUCIONES

Claudia CarrascalProfesora de química FEM

Sistemas materiales

Sistema material

Sustancias puras

elemento Compuesto

Mezclas

Heterogéneas Homogéneas

Sustancias puras

Elemento

Formado por un solo tipo de átomo

compuesto

Formado por átomos diferentes enlazados

químicamente

¿Qué son? Una mezcla está formada por la unión de sustancias en

cantidades variables y que no se encuentran químicamente combinadas.

Por lo tanto, una mezcla no tiene un conjunto de propiedades únicas, sino que cada una de las sustancias constituyentes aporta al todo con sus propiedades específicas.

Las mezclas homogéneas son aquellas cuyos componentes no son identificables a simple vista, es decir, se aprecia una sola fase física (monofásicas). Ejemplo: aire, agua potable.

Mezclas

(formada por dos o mas componentes)

Homogéneas

Componentes uniformemente mezclados.Una sola fase También llamados soluciones

Heterogéneas

Los componentes no se mezclan homogéneamente.

Hay presente más de una fase.

Mezclas heterogéneas. Emulsiones: Conformada por 2 fases líquidas inmiscibles.

Ejemplo: agua y aceite, leche, mayonesa. Suspensiones: Conformada por una fase sólida insoluble

en la fase dispersante líquida, por lo cual tiene un aspecto opaco. Ejemplo: Arcilla, tinta china (negro de humo y agua), pinturas al agua, cemento.

Coloides o soles: Es un sistema heterogéneo en donde el sistema disperso puede ser observado a través de un ultramicroscopio.

SUSPENSIONES

Las suspensiones son mezclas heterogéneas formadas por un sólido en polvo o pequeñas partículas no solubles.

Solución de NaCl Suspensión de almidón en agua

Las suspensiones presentan las siguientes características:

• Sus partículas son mayores que las soluciones y los coloides, lo que permite observarlas a simple vista

• Sus partículas se sedimentan si la suspensión se deja en reposo.

• Los componentes de la suspensión pueden separarse por medio de centrifugación, decantación, filtración y evaporación.

COLOIDES

Sistemas heterogéneos formados por una fase dispersante y una o más fases dispersas, también llamada: Dispersión Coloidal. Las dispersiones coloidales no se definen en función de materia que contienen, sino del tamaño de las partículas que la forman.

Partes de una Dispersión Coloidal

Son las partículas dispersas comparables

con el soluto en la solución

Es la sustancia en la cual las partículas dispersas

están distribuidas (medio). Comparable con el solvente de la solución.

FASE DISPERSA

FASE DISPERSANTE

Las dispersiones coloidales son transparentes , algunas tiene una apariencia lechosa o turbia. Estas pueden reflejar la luz. (Efecto de Tyndall).Las partículas dispersas presentan un movimiento errático en zigzag, este efecto es denominado Movimiento Browniano

Tipos de Dispersiones Coloidales

TIPOSFASE DE LA PARTICULA

FASE DEL MEDIO EJEMPLO

Espuma Gaseosa Líquida Crema Batida

Espuma Sólida Gaseosa Sólida Piedra pómez, malvaviscos

Aerosol Líquida Gaseosa Niebla, nubes, fijadores para el cabello

Emulsión Líquida Líquida Líquida Leche, mayonesa, crema

Emulsión Sólida Líquida Sólida Mantequilla, queso

Humo Sólida Gaseosa Polvo fino en smog, hollín en el aire

Sol* Sólida Líquida Soluciones de almidón y jaleas.

Sol sólido Sólida Sólida Vidrio, rubí, opalo, perlas

EmulsionesUna emulsión es una mezcla de dos líquidos inmiscibles, uno de ellos (fase dispersa) es dispersado en otro (fase dispersarte).Las emulsiones pueden ser aceite/agua ó agua /aceite.

ComparaciónPROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES, COLOIDES Y SUSPENSIONES

Propiedades Solución Coloide Suspensión

Tamaño de la Partícula 0.1 – 1 nm 1 – 1000 nm > 1000 nm

Mezcla Homogénea SI NO NO

Estabilidad a la gravedad Muy establesMenos

establesinestables

Separación por filtración NO NO SI

Presentan efecto de Tyndall NO SINO

(ESTAS NO SON TRANSPATENTES)

Presentan movimiento Browniano NO SI NO

COMPARACIONESMezclas Sustancias

Pueden separarse en sus componentes mediante cambios físicos

No pueden separarse en sus componentes por cambios físicos

Su composición puede variar de manera continua al agregar uno de sus componentes

Su composición es constante la mayoría de las veces

Sus propiedades están ciertamente relacionadas con las de sus componentes

Sus propiedades no están relacionadas con las de los elementos que los constituyen químicamente.

Métodos de separación mezclas heterogéneas

Esta técnica está basada en el diferente tamaño de las partículas de las sustancias que componen la mezcla.

Se utiliza para separar un sólido de un líquido en el cual no es soluble. Para ello, se hace pasar la mezcla por un material poroso, como papel, telas, etc., que retiene las partículas de la mezcla cuyo tamaño sea mayor que el tamaño del poro.

En el laboratorio se suele emplear un papel de filtro colocado en un embudo.

Filtración

Métodos de separación mezclas heterogéneas

Decantación

Este método está basado en la diferente densidad de dos líquidos que no forman una mezcla homogénea; es decir, de dos líquidos inmiscibles.

Para separar ambos líquidos, los echamos en un embudo de decantación y lo dejamos reposar el tiempo suficiente para que el líquido menos denso flote sobre la superficie del otro líquido.

Cuando se han separado los dos líquidos, abrimos la llave del embudo y el líquido más denso se recoge en un vaso de precipitados o en un matraz, como se muestra en la figura.

El líquido menos denso lo sacamos por la parte superior del embudo después de volver a cerrar el grifo.

Métodos de separación mezclas heterogéneas

El tamizado se utiliza para separar mezclas de sólidos pulverizados en granos de diferentes tamaños. Consiste en hacer pasar la mezcla a través de distintos tamices.

Los tamices se colocan de manera que el que tiene los poros más grandes esté arriba, y el que tiene los poros más pequeños, abajo. Con este método se separan, por ejemplo, las fracciones de grava, arena y arcilla que constituyen un suelo.

arenagrava arcilla

Tamizado

Métodos de separación mezclas heterogéneas

Esta técnica está basada en las propiedades magnéticas de algunas sustancias.

Consiste en aplicar un campo magnético (un imán) para extraer de la mezcla las sustancias que son atraídas por él.

Se utiliza habitualmente este método de separación en las plantas de tratamiento de residuos para separar los metales de las basuras.

Separación magnética

Métodos de separación mezclas heterogéneas

Este método se basa, al igual que la decantación, en la diferente densidad de las sustancias que componen la mezcla. La diferencia es que la sedimentación permite separar sólidos de líquidos.

Consiste en dejar reposar la mezcla el tiempo suficiente hasta que los sólidos vayan al fondo por su mayor densidad.

Este proceso se puede acelerar utilizando una centrifugadora (como la mostrada en la fotografía), en la cual se hace girar la mezcla a gran velocidad para que los sólidos se depositen en el fondo rápidamente.

Sedimentación

Métodos de separación mezclas homogéneas

DestilaciónEste método está basado en la diferente temperatura de ebullición de las sustancias que componen una mezcla y sirve para separar líquidos miscibles.

Para realizar la destilación, se calienta la mezcla en un matraz. Los vapores formados corresponden a la sustancia con menor temperatura de ebullición, ya que se vaporiza primero.

Estos vapores pasan por el refrigerante, que es un tramo de tubo sumergido en una corriente de agua fría, y se condensan, lo que nos permite recogerlos en un matraz.

Mediante esta técnica, basada en la diferente solubilidad que tienen los componentes de una mezcla al variar la temperatura, podemos separar un sólido disuelto en un líquido.

Para ello, calentamos la disolución para eliminar parte del agua y la dejamos en reposo en un recipiente de vidrio de gran superficie, denominado cristalizador; pasado un tiempo, el líquido se habrá enfriado y el sólido, al disminuir su solubilidad, formará cristales en el fondo.

Cristalización

Métodos de separación mezclas homogéneas

Esta técnica está basada en la diferente velocidad con que los componentes de una disolución se mueven a través de un medio poroso cuando son arrastrados por un disolvente en movimiento.

Un forma de realizarla consiste en introducir un extremo de un papel de filtro en el vaso que contiene la disolución. El disolvente, al mojar el papel de filtro y ascender por él, arrastra a los componentes de la disolución que, al moverse a distintas velocidades, dejarán franjas de distinto color en el papel de filtro.

Cromatografía

Métodos de separación mezclas homogéneas

Disoluciones o soluciones

Disolución

Componentes

Soluto Solvente

clasificación

Estado Concentracion

Disoluciones Disolvente: componente mayoritario de la disolución, que determina si ésta es un sólido, un líquido o un gas.

Solutos: los demás componentes de la disolución

Ejemplos:

Disolución de glucosa(sól) en H2O(líq); glucosa(ac); C6H12O6(ac)

Disolución de metanol(líq) en H2O(líq); metanol(ac); CH3OH(ac)

Disolución de O2(g) en H2O(líq) [respiración de peces]

Disolución acuosa de NaCl, KCl, CaCl2 y C6H12O6

[un suero fisiológico]

DISOLUCIONES

ESTADO CONCENTRACION

Disoluciones sólidas

Disoluciones liquidas

Disoluciones gaseosas

Disoluciones diluidas (insaturadas)

Disoluciones concentradas(saturadas)

Disoluciones supersaturadas

Concentración

• La relación entre la cantidad de sustancia disuelta (soluto) y la cantidad de disolvente se conoce como concentración.

• Esta relación se expresa cuantitativamente en forma de unidades físicas y unidades químicas, debiendo considerarse la densidad y el peso molecular del soluto.

Clasificación según la concentración

Diluidas o insaturadas: Son las que tienen una pequeña cantidad de soluto en un determinado volumen de disolución.

Concentradas o saturadas : Son aquellas que tienen gran cantidad de soluto en un determinado volumen de disolución y por lo tanto, están próximas a la saturación. Existe un equilibrio dinámico entre soluto y disolvente.

Supersaturadas : Son las que contienen más soluto que el presente en las disoluciones saturadas.

Estos vasos, que contienen un tinte rojo, demuestran cambios cualitativos en la concentración. Las soluciones a la izquierda

están más diluidas, comparadas con las soluciones más concentradas de la derecha.

Según el estado físico del soluto y el solvente

Soluto Disolvente Ejemplo

Gas Gas Aire

Liquido Gas Niebla

Solido Gas Humo

Gas Liquido CO2 en agua

Liquido Liquido Petróleo

Solido Liquido Azúcar en agua

Gas Solido H2 en platino

Liquido Solido Hg en cobre

Solido Solido Aleaciones

Disoluciones líquidas

Sólido en liquido

Liquido en liquido

Gas en liquido

Azúcar en aguaSal en agua

Alcohol en agua CO2 en agua(Bebidas gaseosas)

• Disoluciones gaseosas

aire

smog

Expresiones

Cualitativamente

Diluida concentrada

Cuantitativamente

Expresiones físicas

% peso-peso % volumen volumen

Expresiones físicas

Expresiones físicas

Expresiones químicas

MolaridadMolalidad

Normalidad

Concentración en Unidades Físicas

Porcentaje masa en masa (% m/m o % p/p): Indica la masa de soluto en gramos, presente en 100 gramos de solución.

msoluto % masa = ————————— · 100 msoluto + mdisolvente

Porcentaje masa/ masa (% m/m)

12 g café + 188 g agua = Solución 6% m/m

Ejemplo

Una solución de azúcar en agua, contiene 20g de azúcar en 70g de solvente. Expresar la solución en % p/p.

soluto + solvente → solución 20g 70g 90g

20g azúcar → 90g solución Xg azúcar → 100g solución

20 g

% masa = ————— · 100 = 22,22 %p/p

90 g

Tanto por ciento en masa-volumen.

Expresa la masa en gramos de soluto por cada 100 cm3 de disolución.

msoluto

% masa/volumen = ———————.100 Vdisolución

El volumen de la disolución no resulta de sumarla masa del soluto con el volumen del solvente.

Ejemplo

Una solución salina contiene 30g de NaCl en 80 mL de solución. Calcular su concentración en % p/v.

solución

30

% p/v = ————— · 100 = 37,5 80

• Porcentaje Volumen-Volumen (% v/v)• Es el volumen de soluto que se encuentra en 100 ml

de solución.

20 ml Ac. acético + 80 ml agua = Solución 20% V/V

Ejemplo

Web bibliografia• www.iesrambladenogalte.es/aula/mod/resource/view.php?id

=5272• http://

www.slideshare.net/guest15df8d5d/prcticas-de-laboratorio-mepii Lab separación de mezclas.

• http://www.slideshare.net/kyouyaootori5/suspensiones-coloides-y-disoluciones