SOLUCIONES

Los sistemas dispersos son mezclas de dos o más sustancias simples o compuestas en la que una fase es dispersa o discontinua, generalmente en menor cantidad, y otra es dispersante o continua, generalmente en mayor proporción.

Existen diferentes criterios para clasificar las dispersiones. Uno de ellos es el tamaño de las partículas de la fase dispersa, que nos permite agrupar a los sistemas dispersos en: suspensiones, coloides y soluciones.

Las suspensiones se definen como dispersiones heterogéneas, donde la sustancia dispersada, sedimenta fácilmente, al encontrarse en reposo. El tamaño de sus partículas es mayor de 100 nm. Se puede separar a través de filtración, decantación, etc. Ejemplos: jarabes, tinta china, agua turbia mylanta, leche de magnesia, etc.

Son mezclas intermedias entre las soluciones y las dispersiones. Sistemas en los que un componente se encuentra disperso en otro, pero las entidades dispersas son mucho mayores que las moléculas del disolvente. El tamaño de las partículas dispersas está en el rango de 10 a 100 nm. Sus partículas no se pueden apreciar a simple vista, se encuentran en movimiento continuo sin sedimentar. Ejemplos: la gelatina, niebla, humo, mayonesa, clara de huevo, etc.Entre las propiedades generales de los coloides tenemos:

Efecto Tyndall : Se conoce como efecto Tyndall, al fenómeno a través del cual se hace presente la existencia de partículas de tipo coloidal en las disoluciones o también en gases, debido a que éstas son capaces de dispersar a la luz.

Movimiento Browniano : Las partículas dispersas en sistemas coloidales se mueven constantemente en zigzag, este movimiento se debe a choques que se dan entre las partículas que forman el medio dispersante y las fase dispersa al cual denominamos movimiento browniano.

Son mezclas homogéneas de dos o más sustancias puras en proporción variable en la que cada porción analizada presenta la misma característica ya que los solutos se dispersan uniformemente en el seno del disolvente. Los componentes de una solución no se pueden visualizar debido a que los solutos adquieren el tamaño de átomos, moléculas o iones Ejemplo; Analicemos una porción de agua de mar:

Se observa que el agua de mar contiene gran número de solutos y un solo solvente.En general:

Para que al mezclar dos o más sustancias puras se forme una solución es necesario que exista una afinidad entre el soluto y el solvente, con lo cual se concluye que lo semejante disuelve lo semejante.

Observación:Generalmente una solución se forma de dos sustancias una de ellas llamada soluto y la otra solvente o disolvente.A) Soluto: Es la sustancia disuelta en una solución,

por lo regular está presente en menor cantidad que el disolvente.

B) Solvente o disolvente; Es la sustancia que disuelve al soluto; por lo general presente en mayor cantidad que el soluto.

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SISTEMAS DISPERSOS

Clasificación de los sistemas Dispersos

1. SUSPENSIÓN

2. COLOIDE

3. SOLUCIÓN

Solución = 1STE+ STO(1) + STO(2)+……….

“Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria”

CLASIFICACIÓN DE LAS SOLUCIONES

A. SEGÚN EL ESTADO FÍSICOEl estado físico de una disolución lo define el solvente.

Solución

Solvente Soluto Ejemplo

Sólido Sólido

SólidoAcero (C en Fe)Bronce (Sn en Cu)Latón (Cu en Zn)

Líquido Amalgama de oro (Hg en Au)Amalgama de plata (Hg en Ag)

Gaseoso

Oclusión de hidrógeno en platino

Líquido Líquido

Sólido Soda cáustica (NaOH en H2O)Salmuera (NaCl en H2O)

LíquidoVinagre (CH3COOH en H2OAguardiente (Etanol en H2O)Kerosene

GasFormol (HCHO en agua)Ácido clorhídrico (HCl en agua)Bebidas gasificadas

Gas Gas

Sólido Vapor de I2 en aireVapor de naftalina en aire

Líquido Aire húmedoGas Gas natural

Aire seco

B. SEGÚN SU CONCENTRACIÓNDe acuerdo a la cantidad de soluto disuelto, las soluciones son:

SOLUCIÓN DILUIDA: Solución con poca cantidad de soluto.

SOLUCIÓN CONCENTRADA: Solución con mucha cantidad de soluto.

SOLUCIÓN SATURADA: Solución que no admite más soluto disuelto.

SOLUCIÓN SOBRESATURADA: Solución que contiene mayor cantidad de soluto que una solución saturada a la misma temperatura.

Representa la cantidad máxima de soluto que puede disolverse en 100 g de disolvente (por lo general el

agua) a una determinada temperatura y se determina en forma experimental. Una solución saturada, es aquella que contiene disuelto la máxima cantidad de soluto a una cierta temperatura

¿DE QUÉ FACTORES DEPENDE LA SOLUBILIDAD?

Naturaleza del soluto solvente. Temperatura Presión (en especial para los solutos gaseosos)

CURVAS DE SOLUBILIDADSe construye con datos experimentales y permite observar la variación de la solubilidad de los solutos en el agua en función ala temperatura. La solubilidad de los solutos sólidos por lo general

aumenta con el aumento de la temperatura La solubilidad de los gases disminuyen al

aumentar la temperatura, pero aumenta al aumentar la presión.

Son formas de expresar la cantidad de soluto que está presente en una cantidad de solución o de solvente, entre ellas tenemos: porcentaje en peso, porcentaje en volumen, molaridad, normalidad, etc.

I. UNIDADES FÍSICAS DE CONCENTRACIÓN

A) Porcentaje en masa (% WSTO).- Representa el peso de soluto presente en 100g de solución.

Donde: WSOL = WSTO + WSTE

B) Porcentaje en volumen (% VSTO).- Representa el volumen de soluto contenidos en 100mL de solución.

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SOLUBILIDAD

CONCENTRACIÓN DE UNA SOLUCIÓN

%WSTO = W STOW SOL

x

100%

“Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria”

Donde: VSOL = VSTO + VSTE

C) Partes por millón (ppm).- Indica el peso en miligramos de soluto por cada litro de solución.

II. UNIDADES QUÍMICAS DE CONCENTRACIÓN

A) Molaridad (M).- Se define como el número de moles de soluto disuelto en un litro de solución.

.

B) Normalidad (N).- Se define el número de equivalente gramo (Eq – g) de soluto disuelto en un litro de solución.

Pero:

RELACIÓN ENTRE NORMALIDAD Y MOLARIDAD

Ө: parámetro numérico

SUSTANCIA ӨÁcido N° de “H” sustituibles

Base o hidróxido N° de “OH” sustituiblesÓxido Carga neta del oxígeno

Sal Carga neta del catión

C) Molalidad (m).- Representa el número de mol-g de soluto contenido en cada kilogramo de solvente.

D) Fracción molar (fm).- Se define como la relación entre las moles de un componente y las moles totales presentes en la solución.

Donde: nSOL = nSTO + nSTE

1. DILUCIÓN La dilución es un procedimiento físico que sigue para preparar una disolución de menor concentración a partir de una más concentrada, para ello se debe adicionar agua a la disolución concentrada. Observando que no se altera la cantidad de soluto.

So lven tepuro

(V )S T E

V 1 V 2

n1 n2Se cumple:

Donde: V2 = V1 + VSTE

2. MEZCLA DE SOLUCIONES Cuando se mezclan dos soluciones que contiene el mismo soluto pero de concentraciones diferentes, la solución resultante posee una concentración intermedia.

M 1

V 1

n1

M 2

V 2

n2

M 3

V 3

n3

Se cumple:

Donde: V3 = V1 + V2

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ppm = w STO(mg)V SOL(L)

%VSTO = V STOV SOL

x

100%

m = nSTO

W STE(Kg)

fm(STO) = nSTOnSOL

APLICACIÓN DE SOLUCIONES

M1.V1 = M2.V2

M1.V1 + M2.V2 = M3.V3

N = M x Ө

“Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria”

3. REACCIÓN DE NEUTRALIZACIÓN Consiste en la reacción de un ácido y una base (hidróxido) formándose la sal y agua. En una reacción de neutralización el ácido y la base se consumen en cantidades equivalentes.

Por la ley del equivalente, se cumple:

Donde: #Eq-g = N.V = n.Ө

Profesor: Antonio Huamán Navarrete Lima, Agosto del 2013

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Ácido + Base → Sal + Agua

#Eq-g(ácido) = #Eq-g(base) = #Eq-g(sal)