Estudio de Las Propiedades de Las Soluciones
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7/30/2019 Estudio de Las Propiedades de Las Soluciones
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UNIVERSIDAD DE CARABOBOFACULTAD DE INGENIERA
ESCUELA DE INGENIERA QUMICACATEDRA DE QUMICA TECNOLGICA
DEPARTAMENTO DE FISICOQUMICA
Desarrollado porProfesor:Adrin Sierra
Alumna:Johana Paucar
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Los estudios tericos y experimentales han permitido
establecer que los lquidos poseen propiedades fsicas
caractersticas. Entre ellas cabe mencionar: la densidad, la
propiedad de ebullir, congelar y evaporar, la viscosidad y la
capacidad de conducir la corriente elctrica, etc.Cada lquido presenta valores caractersticos (es decir,
constantes) para cada una de estas propiedades.
Cuando un soluto y un solvente dan origen a una
solucin, la presencia del soluto determina una modificacinde estas propiedades con relacin a su estado normal en forma
aislada, es decir, lquido puro. Estas modificaciones se
conocen como: PROPIEDADES DE UNA SOLUCIN.
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Las propiedades de las soluciones se clasifican en dos grandes grupos:
PROPIEDADES CONSTITUTIVAS: Son aquellas quedependen de la naturaleza de las partculas disueltas.Ejemplo: viscosidad, densidad, conductividad elctrica, etc.
PROPIEDADES COLIGATIVAS O COLECTIVAS: Son
aquellas que dependen del nmero de partculas molculas,tomos o iones disueltas en una cantidad fija de solvente.
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Se le denomina Coligativas a aquellas propiedades que no dependende la naturaleza del soluto presente, sino del nmero de molculas desoluto en reaccin con el nmero total de estas presentes en la
disolucin, por adicin de un soluto no voltil, aplicable al menos ensoluciones diluidas.
LAS PROPIEDADES COLIGATIVAS SON:
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SABIAS QUE?El termino COLIGATIVOproviene del latn Co. yLIGARE . Denota quedepende del conjunto.
Las propiedades Coligativas tienen tanta importancia en la vida comn como en las
disciplinas cientficas y tecnolgicas y su correcta aplicacin permite:
Separar los componentes de una solucin por un mtodo llamado destilacin
fraccionada.
Formular y crear mezclas frigorficas y anticongelantes.Determinar masas molares de solutos desconocidos.
Formular sueros o soluciones fisiolgicas que no provoquen desequilibrio hidrosalino
en los organismos animales o que permitan corregir una anomalas del mismo.
Formular soluciones de nutrientes para regados de vegetales en general.
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ELECTROLITOS: son aquellos en el queel soluto se disocia en mayor o menor
proporcin en iones, incrementando as el
numero de partculas en solucin.
NO ELECTROLITOS: son aquellosdonde el soluto disuelto permanece en forma
molecular sin carga y no presenta tendencia a
la disociacin.
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Una solucin es una mezcla homognea de especies
qumicas dispersas a escala molecular es una fase
simple, que puede ser gaseosa, solida o liquida.
Pudiendo tener mas de dos componentesconsiderando nosotros por convenios que el
constituyente en mayor proporcin lo llamaremos
SOLVENTE y aquellos en cantidades relativamente
pequeas SOLUTOS.
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Si observamos el comportamiento de las soluciones; por ejemplo las compuestasde un disolvente voltil y de uno o ms solutos no voltiles y examinamos el
equilibrio entre la solucin y el vapor, se tiene:
Si la temperatura se mantiene constante en el equilibrio, la presin de
vapor, es P, presin de vapor del liquido puro en el caso A).Mientras que en el caso B) la presin de vapor disminuye por la presencia delmaterial no voltil, se observa que P es menor que el lquido puro en el
manmetro.
A) B)
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Dado que el soluto es no voltil, el vapor es disolvente puro y a medida que se
aade mas material disminuye la presin en la fase de vapor.
En la grafica se observa que:Para X=0, P=P y disminuye a medida que
aumenta X2 (disminuye la fraccin de disolvente).
Cuando la solucin es diluida X20 la lnea se
acerca a la discontinua que reacciona a P y cero
(0).
La ecuacin de la lnea discontinua es:P=P-X2P = (1- X2) P
Si X es la fraccin de disolvente X2+X=1, entonces:
P=XPLEY DE RAOULT
Esta ley establece que la presin de vapor de
un disolvente en una solucin es igual a la
presin de vapor del disolvente puro por la
fraccin mol de disolvente en la solucin.
Esto es un ejemplo de la LEY LIMITE,entonces una ser
aquella que cumpla con la
en todo el intervalo de
concentracin.
P
P
X2
Ley de Raoult
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Las molculas de la fase gaseosa
que chocan contra la fase lquidaejercen una fuerza contra la
superficie del lquido, fuerza que
se denomina PRESIN DEVAPOR, que se define como la
presin ejercida por un vaporpuro sobre su fase lquida cuando
ambos se encuentran en equilibrio
dinmico.
SABIAS QUE?La condicin a la cual dosprocesos opuestos se efectansimultneamente a igualvelocidad se denomina
EQUILIBRIO DINMICO.
FUENTE:http://www.ehu.es/biomoleculas/agua/coligativas.htm
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A partir de la LEY DE RAOULT se tiene:
P-P=P- XP = (1- X)P
P=P-P=X2P
Expresa que la disminucin de la presin de vapor es proporcional a lafraccin mol de soluto. Si estn varios solutos TODOS no voltiles,entonces:
P-P=(X2+X3+)P
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LA PRESIN DE VAPOR de un disolvente desciende cuando se le aade unsoluto no voltil. Este efecto es el resultado de dos factores:
La disminucin del nmero de molculas del disolvente en la superficie libre
La aparicin de fuerzas atractivas entre las molculas del soluto y las molculasdel disolvente, dificultando su paso al vapor. (Cuando las fuerzas heterogneas son
mayores a las homogneas, generalmente ocurre en presencia del soluto no voltil).
Presin de vapor Disolvente puro Disolucin
FUENTE:http://www.ehu.es/biomoleculas/agua/coligativas.htm
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Equilibrio (Disolucin + Vapor) por 2da Ley establece que el potencial
qumico del disolvente tiene el mismo valor en la solucin que en el vapor.
vapor
=lquido
Como el vapor es disolvente puro con una presin P, la expresin de
vapor esta dada (asumiendo gas ideal):
vapor =vapor +RTLn(P)que proviene de: ECUACIN FUNDAMENTAL DE LATERMODINMICA
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dG=-SdT+VdP
{G=f(T,P)}
Teniendo en
cuenta de la
ecuacinfundamental
la expresin
diferencial:
Integrando a
temperatura constante
desde la presinestndar P=1 atm,
hasta un valor P de
presin del sistema:
Entonces:
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Como =G/n, entonces la energa libre de Gibbs molar del gas ideal.
(Potencial Qumico):
Recordando en el equilibrio:
.
Con el vapor como un gas ideal:
Aplicando la ley de Raoult:
1)Si se tiene en cuenta un equilibrio de disolvente puro con vapor, la
presin sera P, y la condicin de equilibrio es:
2)Restando las dos expresiones anteriores (1 y 2):
Disolvente en la
solucin Disolvente liquidopuro f(T,P)
Fraccin molde disolventeen la solucin
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EL PUNTO DE CONGELACIN de un lquido corresponde a latemperatura en la cual las molculas de un compuesto pasan del
estado lquido al estado slido.
.
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La condicin de equilibrio del
disolvente en solucin y
disolvente slido puro:
Disolventeen solucin
Slido no dependede la composicincomo variable
Temperatura decongelacin de lasolucin.(EQUIILIBRIO)
Para solucin Ideal:
Reordenando:
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La diferencia entre
lquido puro y slido
puro es:
Energa de Gibbsmolar de fusin
Para la dependencia de T
con x, derivamos respecto a
x, siendo P ctte.
Por la ecuacin de Gibbs Helmholtz
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Se sustituye entonces
Disolvente puro @ T
Suponiendo ctte:
Disolvente
puro con:
para descenso del punto de congelacin.Relaciona la temperatura T en Solucin ideal con To de
disolvente puro y la fraccin mol de disolvente en lasolucin.
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Si la Solucin es
diluida, entonces:
La molalidad total de los solutos presentes: m=m2+m3+, sea
n y M el nmero de moles y el peso molecular del disolvente,
entonces la masa de disolvente en n.M, luego:
y
y
entonces
Si expresamos la ecuacin como
sigue:
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Sustituyendo: 0
Solucin
diluida
entonces
Integrando se tiene:
ECUACIN DELDESCENSO DE LA
TEMPERATURA DECONGELACIN
Para un
soluto
Por lo tanto
LA MASA DEL
SOLUTO:
Donde:
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El punto de ebullicin se define como: la
temperatura a la cual de vapor iguala a lapresin externa o atmosfrica.
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La condicin de
equilibrio del disolventeen solucin con el vapor
de disolvente puro:
Temperaturade ebullicindel solvente
Donde:
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OSMOSIS: es ladifusin de lquidos a travs
de membranas. Es el
movimiento neto de solvente
desde la solucin menos
concentrada de soluto hacia la
solucin ms concentrada de
soluto.
DIFUSIN:es el procesomediante el cual las molculasdel soluto tienen a alcanzar una
distribucin homognea en todo
el espacio que les es accesible,
lo que se alcanza al cabo decierto tiempo.
FUENTE:http://www.ehu.es/biomoleculas/agua/coligativas.htm
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La presin hidrosttica
resultante de la diferencia de
niveles en la solucin de
azcar en el tubo y en la
superficie de agua pura es la
PRESIN OSMTICA
La membrana debe ser
semipermeable y selectiva al
disolvente en cuestin.
Es menester calcular la
relacin entre dicha
diferencia de presin y la
concentracin de la solucin.
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Para medir la presin osmtica se utiliza el osmmetro,que consiste en un recipiente cerrado en su parte inferior
por una membrana semipermeable y con un mbolo en la
parte superior. Si introducimos una disolucin en elrecipiente y lo sumergimos en agua destilada, el agua
atraviesa la membrana semipermeable y ejerce una
presin capaz de elevar el mbolo hasta una altura
determinada. Sometiendo el mbolo a una presin
mecnica adecuada se puede impedir que pase el aguahacia la disolucin, y el valor de esta presin mecnicamide la presin osmtica.
Las leyes que regulan los valores de la presin
osmtica para disoluciones muy diluidas, son anlogas
a las leyes de los gases. Se conocen con el nombre de
su descubridorJacobus H. Vant Hoff
OSMMETRO
FUENTE:
http://www.ehu.es/biomoleculas/agua/coligativas.htm
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Ecuacin de Vant Hoff
Condicin de equilibrio
por la diferencia depresin:
Agua en solucinAgua pura
A partir de la ecuacin
fundamental a T ctte, se
tiene que:Integrando
Volumen molar de
disolvente puro
Combinando
con la ecuacin
anterior:
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Para lquidos
considerados
incompresibles:
Como: y
Si n>>n2
Entonces se
tiene que:Como:
Finalmente:
Donde:
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