Una solución es una fase que consta  de dos o más componentes en proporciones variables

dentro de ciertos límites, en donde no existen  evidencias de sedimentación las cuales se pueden

separar mediante pro ceñimientos físicos

Características

Son sistemas óptimamente homogéneos.

Sus componentes son separables mediante procedimientos físicos.

Sus componentes entran en proporciones variables dentro de ciertos límites.

Sus propiedades dependen de los componentes que la forman y de la proporción en que

estos se encuentran.

No se observan evidencias de sedimentación  o separación.

Componentes de una solución.

Los componentes de una solución son las diferentes sustancias que intervienen en la misma, a

estos se le ubican en dos grupos por conveniencia que son

Solvente o disolvente

Soluto

Solvente: es la sustancia que actúa como medio de dispersión  es decir la sustancia que

disuelve el soluto.

Soluto:   es la sustancia que disuelve.

Tipos de Soluciones

Por su concentración.  Diluidas,  concentradas, saturadas y sobresaturadas.

Diluidas: Poco soluto en cierto volumen de solución.

Concentradas: mayor cantidad de soluto en la misma cantidad de solvente.

Saturada: Es aquella que contiene la cantidad de soluto que podría estar en equilibrio con un

exceso de soluto a esa temperatura.

Sobresaturada: contiene en disolución mayor cantidad de soluto que la que corresponde a una

solución saturada a una temperatura dada.

Principales sustancias solubles en agua .

Todos los Nitratos.

Todos los acetatos

Todos los cloruros, bromuros, y yoduros.

Todos los sulfatos

Todas las sales de sodio, potasio, y amonios.

Principales sustancias insolubles en agua.

Todos los hidróxidos, excepto los de los metales alcalinos.

Todos los carbonatos y fosfatos normales son insolubles.

Todos los sulfuros excepto los metales alcalinos térreos.

Concentración de las soluciones.

Es la cantidad de sustancias disuelta por peso o volumen de solución o solvente

Se expresa en Unidades Físicas y Unidades Químicas.

Unidades físicas:   Se expresa en %

Suelen utilizarse  en las siguientes formas de expresión que utilizan tanto por ciento %

% en masa – volumen : ( % m/v )

% en masa – masa :      ( % m /m)

% volumen – volumen : ( % v/ v )

% en masa – volumen: (% m/v) indica el número de gramos  de soluto en 100  mL de

solución Ejemplo. Si decimos  una solución al  7% en m/v significa que por cada  100 mL de

solución hay 7 gramos de soluto disueltos

Problema: Se desea preparar 50mL de solución de NaCl, cuya concentración sea 5% m/v ¿Qué

cantidad de sal (soluto) debe medirse en una balanza?.

Veamos pues como se resuelve el problema.

1.- Datos. ( son los que nos dan en el problema)

Volumen de la solución: 50 mL

Concentración de la solución: 5% m/v

Masa del soluto NaCl  se desconoce

2.- Factores de conversión: se utiliza la que nos convenga para introducir gramos de NaCl y

elimine los mL de soluciona si tenemos los siguientes.

f1     = 5g de NaCl   f2 =100 mL de solución

100 mL de solución                                                              5g de NaCl

En este caso la formula del factor de conversión seria:

La masa en gramo de la sustancia x el factor de conversión conveniente = m, g de NaCl = 50 mL

de solución  x el factor de conversión. Así tenemos:

m , g de NaCl = 50 mL de solución   x     5 g   de NaCl____

100 mL de solución

m, g de NaCl = 2,5 g de NaCl

% masa- masa (% m/m) :  indica el número de g de soluto en 100g de solución  ejemplo una

solución al 3% en masa significa que por cada 100 g de solución hay 3 g de soluto disuelto.

Ejemplo: Se disuelven en 40g de agua 15 g de NaCl ¿Cuál es la concentración (%m/m)  de la

solución?

Datos

Masa del solvente: (H2O) = 40g

Masa del soluto: (NaCl) = 15g

Masa de la solución: 55g

Concentración (m/m) se desconoce ósea la incógnita?

Factores de conversión conveniente: se utiliza el que elimine la solución. Veamos pues cual

nos conviene.

f1 = 15 g   de NaCl   f2 =  55g de solución

55g de solución                                        15 g de NaCl

Asi tenemos: c% m/m =  100g de solución x factor de conversión

c% m/m =  100g de solución x   15 g   de NaCl   =  c% m/m = 27,27

55g de solución

Lo cual indica que 27,27 g de NaCl están disuelto en 72,73 g de agua

% volumen – volumen : ( % v/ v ) : indica el número de mL de soluto en 100 mL de

solución, se utiliza específicamente  en aquella soluciones en las cuales tanto el soluto

como el solvente son liquidos. Por ejemplo  una solución de 70% de alcohol  significa que

por cada 100mL de solución  70mL son de alcohol.

Ejemplo. Se disuelven 28 mL de alcohol en 120 mL de agua. Calcular la concentración de la

solución sabiendo que el volumen de la solución es igual a(la suma de los volúmenes

componentes)

Datos

Volumen del soluto (Alcohol) = 28 mL

Volumen del solvente (agua) = 120 mL

Volumen de la solución (soluto + solvente) 148mL

Concentración (%v/v) =   ?

Factores de conversión

F1 =     28 mL alcohol   f2  = 148 mL de solución

148 mL de solución                               28 mL de alcohol

C% v/v = 100 mL de solución  x      28 mL alcohol

148 mL de solución

C% v/v = 18,92% v/v

PROBLEMAS PROPUESTOS

1. Si a 2,5 g de sal común se la  añade agua hasta completar 125 mL de solución ¿ cuál  será

la concentración % m/v de la solución  R= 2% m/v

2. Se requieren 250mL de solución de alcohol cuya concentración sea al 30% v/v ¿qué

volumen de alcohol (soluto) debe medirse? R= 75mL

3. ¿Qué cantidad de soluto se necesitará para preparar 90g de solución de KMnO4 al 40% en

m/m R0 36g.

4. ¿Qué cantidad de solvente se necesita para preparar 180g de una solución al 15% en m/m

R= 153g.

5. ¿ Qué cantidad de ácido clorhídrico al 70% en v/v  se necesitará para preparar 200mL de

una solución para limpiar pocetas? R= 140mL

6. ¿Qué cantidad de alcohol  se tendrá que añadir al agua para preparar 500mL de solución al

5% en v/v R= 25mL

Unidades Químicas.

Molaridad

Normalidad

Fracción Molar

Molalidad.

Parte por millón.

Molaridad.   Es el número de moles de soluto por cada litro de solución.

Formula: M      __Número de mol de soluto_

Peso molecular x litro de solución

Pasos para calcular la molaridad :

1. Se estudia el problema detenidamente y se observa que nos dan y que nos piden.

2. Se colocan los datos, tomando en cuenta los elementos que  conforman la fórmula.

3. se determina el peso atómico de cada elemento multiplicado por el número de veces que

aparece en la fórmula.

4. si la solución esta en mililitros se lleva a litros es decir se utiliza para ello la siguiente

fórmula. V __mL

1000

1. Se aplica la fórmula General

Normalidad   :   Es la concentración expresada  en equivalente en gramos de soluto disuelto en

litro de solución.

Fórmula N  =    equivalente gramos de soluto

Litro de solución

Pasos.

1. se observa si en el problema nos dan el equivalente en gramos, si no lo dan se calcula

mediante la siguiente fórmula.

1. Equivalente en gramos en            P. equi. =            peso de A

Peso especifico de A

1. Se observa si en el problema nos dan el peso específico, si no lo dan se calcula utilizando la

siguiente fórmula.

Peso especifico                       P.M de A

Número equivalente( Número de Hidrogeno)

1. una vez conseguido todo lo anterior se sustituye en la fórmula general.

Nota: se debe recordar que si la solución esta dada en mililitros se debe llevar a litros.

Fracción Molar:   se define como la fracción de moles de cada componente que hay en un mol

de solución. Se calcula dividiendo el número de moles de cada compuesto entre el número total

de moles es decir soluto + solvente.

Fórmula Xs moles de soluto   o puede encontrar la siguiente fórmula

Moles totales

Xs   n1

n1 +n2

Parte por millón:  se define como la cantidad  de soluto   presente en  una solución, es muy

pequeña o esta muy diluida.

Formula: Ppm        1 parte del soluto

106 parte de la solución

PROBLEMA RESUELTOS Y EJERCICIOS

1.- ¿ Cuál es la Molaridad de una solución de Glucosa C6H12O6 que se preparo        disolviendo

80g  de glucosa en agua hasta completar 300 mL.

DATOS            PESO MOLECULAR DE LA GLUCOSA     LLEVAR  mL a L

C = 12g                        C     12 x 6   = 72                                          V   300mL

H =   1g                        H      1 x12   = 12                                                  1000

O = 16g                        O     16 x 6   = 96

Se sustituye en la fórmula

M             gramos de soluto   M              80 gramos   =  1,48 mL

1. P.M de soluto x Litro de solución                  180 gramos x 0,3 L

EJERCICIOS PROPUESTOS.

1.-¿ Cual es la molaridad de una solución que se prepara disolviendo 120 gramos de urea ( PM=

60g/mol)  en suficiente agua hasta completar 750 mL de solución?        R = 2,66

2.-¿ Cual será la molaridad de una solución que contiene 20 gramos de cloruro de sodio NaCl en

5 litros de solución ?   R = 0.068 mol.

3.-¿ cuál es la molaridad de una solución que se prepara disolviendo 50gramos de urea ( PM =

60g/mol) en suficiente agua hasta completar 850mL de solución?

R = 0,98.

1. Calcular la molaridad de la disolución.

Solución: 15.2 M

5.- Calcular la molaridad de una disolución preparada al mezclar 75 ml. de una disolución de

ácido clorhídrico 0,5 M con 75 ml. de una otra  0,05 M.

Se suponen los volúmenes adictivos.

Solución: 0.276 M

29 gramos de H2SO4 se disuelven en 450mL de agua ¿ cual será la Normalidad de la solución?

Datos                            Incógnitas             formulas

H = 2 x 1    =   2           Nº equivalente        N     N. equivalente de A

1. Especifico                    litro de solución

O = 4 x 16 =  64

1. N. equivalente =    Peso de A

98gramo                                                      P. e de A

Peso esp.    =  P.M de A

2 equivalente

SOLUCION.

Se calculan las incógnitas.

P. especifico =  P.M de   H 2SO4 98 gramos =    49 gramos / equivalente mol

2 equivalente         2 equiv.

Nº equivalente = 29 gramos = 0,59 equivalente

49 gramos

Se convierten los mL a litros   V =  450 mL   =  0,45 Litros

1000 L

Se sustituye en la fórmula General

N = 0,59 equivalente =  1.31 Normal

0,45 Litro

PROBLEMAS PROPUESTOS.

1.-Determine la Normalidad de una solución de HCl  que contiene 0,2 equivalente del ácido en 2

litros de solución.

2.-Cual sera la Normalidad de una solución que contiene 28 gramos de NaOH disuelto en 300 mL

de solución  Peso atomico ( Na: 23, H : 1, O: 16 ).

3.- Determine la Normalidad de una solución que contiene 12,25 gramos de ácido sulfúrico en

1000 mL de solución.

4.- cual será la Normalidad de una solución de una solución que contiene 21 gramos de KOH en 5

Litros de solución.  P.M de KOH 56 gramos/mol

5.- ¿Cuál es la normalidad de una solución que contiene 250 g de CaCl2 en 1500 mL de solución?.

1. 6.-   hallar la normalidad y molaridad de 2 L que contiene 400 g de NaOH

Calcular la fracción molar de la siguiente mezcla 70 gramos de agua oxigenada H202 en 700

gramos de agua H2O

Solución :

Se calcula el P.M  del H2O2 y H2O

PM  H2O2 = 34g/mol y del   H2O  = 18 g/ mol

Luego se calcula los moles del soluto mediante la siguiente formula.

Nº de moles de soluto      gramos de A

P.M de A

Sustituyendo Nº de moles de soluto =   70 gramos   2,05 mol

34 gramos/mol

Sustituyendo Nº de moles de solvente =   700 gramos   38,88 mol

18 gramos/mol

Fracción Molar del soluto Nº de moles de soluto =  2,05 mol = 0,050 mol

Nº totales de moles          40,93mol

O también se usa la siguiente fórmula  X2 =  n2___

n1 + n2

donde  n1 es el número de moles del solvente y n2 es el numero de moles del soluto

Fracción Molar del solvente Nº de moles de solvente =  38,88 mol = 0,949 mol

Nº totales de moles          40,93mol

O también se usa la siguiente fórmula   X1 =  n1__

n1 + n2

Al sumar ambas debe dar 1 o aproximadamente 1 de lo contrario esta malo.

0,050 + 0,949 = 0,999 .

2.- calcular la fracción molar de la siguiente mezcla 30gramos de HNO3 en 120gramos de H2O

peso atómico H= 1g , N0 14g, O = 16 g.

3.-una solución fue preparada disolviendo 20 gramos de cloruro de potasio en 60 gramos de

agua  determinar la fracción molar de cada componente.

RESUELVA Y PRACTIQUE LOS SIGUIENTES EJERCICIOS

1. ¿Cuántos gramos de NaCl hay en 250 mL de una solución 2,5 N?

1. ¿Qué volumen de solución 0,75N  podría prepararse con 500 g de Na2SO4?

1. ¿Cuál es la normalidad de una solución que contiene 250 g de CaCl2 en 1500 mL de

solución?

1. ¿Cuántos gr de BaCl2 se necesita para preparar 1500 mL de una solución 1,5 N?

1. ¿Cuántos gr de KOH  se necesitarán para preparar 2,5 L de una solución de KOH 6.0 N?

1. calcule  la Molaridad y molalidad de una solución de K2CO3, que contiene 22% en peso de la

sal y tiene una densidad de 1,24 g/mL

1. ¿Cuántos gr de sulfato cúprico pentahidratado  se necesitarán para preparar una  litro de

solución 2,0M?

1. ¿cuál es la molaridad de una solución que contiene 25.0 g de K2CrO4disueltos en cantidad

de agua suficiente para tener  300 mL de solución?

1. Realice una tabla  que muestre el número de gramos necesarios de cada uno de los

siguientes compuestos para hacer un litro de solución: 1,0 M, 1,0 N, 2,0 N, 3,0 N: NaOH,

Ca(OH)2; Al(OH)3; HCl; H2SO4 y H3PO4

1. calcule la molalidad de una solución que contiene 441 g de HCl disueltos en 1500 g de agua

1. Una disolución de alcohol etílico C2H5OH; en agua es de 1.54 molal. ¿Cuántos gramos de

alcohol etílico estarán disueltos en 2.5 kg de agua?

1. Se forma una solución de 150 mL de volumen, disolviendo 6.0 g de la sal CuSO4 x 5H2O en

suficiente cantidad de agua, calcular la normalidad de la solución.

1. ¿Cuántos gramos de CaCO3 se halla disuelto en 250 mL de una solución 2M de éste?

1. ¿Cuál es la molalidad de una disolución que contiene 20.0 g de azúcar (C12H22O11) disueltos

en 125 g de agua?

1. hallar la normalidad y molaridad de 2 L que contiene 400 g de NaOH

1. ¿Cuántos gramos de NaCl hay en 250 mL de una solución 2.5 M?

1. ¿Qué volumen de solución 0.75 M podría prepararse con 500 g de Na2SO4?

1. ¿Cuál es la M y N de una solución que contiene 250 g de CaCl2 en 1500 mL de solución?

1. ¿Cuál es la molalidad de una solución en donde 250 g  de CaCl2 se disolvieron en 1500 g de

agua?

1. Cuantos gramos de cada uno, H3PO4 y Ca(OH)2 se necesita para preparar 250 ml de

solución 0.10 N

1. Calcule la N y M  de una solución que contiene 275 g de KOH en 800 mL de solución

1. ¿Cuántos mL de solución 0.50 N se puede prepara con 50 g de NaOH?

1. ¿Cuál es la concentración de cada una de las siguientes soluciones en términos de N:

1. HCl 6.00 M

2. BaCl2 0.75 M

3. H2S 0.20 M

INVESTIGUE PUEDE SALIR EN LA EVALUACIÓN

1.- ¿Qué es solubilidad?

2.- ¿Qué es alcalimetría?

3.- ¿Que es Acidimetría?

4.- ¿Qué es neutralización?

5.- ¿Qué es Coeficiente de solubilidad?

6.-¿Qué es Curva de solubilidad?

7.- ¿Qué es calor de disolución?

8.- Nombre y explique los factores que afectan la solubilidad

Los problemas de cálculo de la molalidad de una solución, son probablemente los más complejos porque usualmente los datos de concentración están dados respecto a la masa o volumen de solución y acá se requiere conocer la masa de solvente.

Como molalidad = moles de soluto / kg de solvente  para realizar las conversiones es necesario conocer el  peso molar y la densidad de la solución.

Ejemplos:

Se tiene una solución  2 % m / V. Hallar la molalidad  si el PM del soluto es 56 g/mol y la densidad de la solución 1,05 g / ml.

Las moles de soluto se hallan 2 g / 56 g / mol = 0,036 mol

Para hallar la masa de solvente primero se debe conocer la masa de solución:

Masa de solución =  100 ml x 1,05 g / ml = 105 g

Masa solvente = 105 g – 2 g = 103 g = 0,103 Kg

molalidad = 0,036 moles / 0,103 Kg = 0,35 m

Si el dato de la solución fuera porcentaje masa / masa:

2 % m / m = 2 g soluto / 100 g solución = 2 g soluto  / 98 g solvente = 2 g / 0,098 Kg solvente =

2g /56g/mol / 0,098 Kg = 0,036 moles / 0,098 Kg = 0,37 m

 

Cálculo de la molalidad a partir de la molaridad

Si la solución fuera 0,02 M  = 0,02 moles / litro solución = 0.02 moles / 1000 ml x 1,05 g /ml =

= 0,02 moles /1050 g solución = 0,02 moles / 1050 g – 1,12 g =  0,02 moles / 1048,88 =

0,02 moles / 1,049 = 0,019 m

Si se diera como dato la normalidad, primero convertir en molaridad dividiendo por la cantidad de equivalentes por cada mol y luego resolver como en el  ejemplo anterior.