Disoluciones. Contenidos. Identificar en una disolución el soluto y el disolvente.

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1 Disoluciones Contenidos Identificar en una disolución el soluto y el disolvente. Clasificar los tipos de disoluciones según el estado físico del soluto y el disolvente. Efectuar cálculos de determinación de concentración de disoluciones (% en peso, % en volumen, ppm, Molaridad, molalidad y fracción mol). Silvia Ponce López ITESM, Julio 2007

2 Casi todos los materiales que usamos en nuestra vida diaria son mezclas de sustancias puras Si los componentes de la mezcla están distribuidos uniformemente a nivel molecular, la mezcla es homogénea Las mezclas homogéneas se denominan disoluciones

3 soluto y el disolvente Componentes de una solución Disolvente, por lo regular es el componente que está en mayor cantidad Las demás sustancias de la solución se llaman solutos

4 Proceso de disolución a nivel molecular disolvente soluto Si las fuerzas de atracción entre soluto - disolvente son mayores que las de soluto - soluto o disolvente - disolvente el proceso de disolución es favorable

5 disoluciones acuosas En este tipo de disoluciones el agua es el disolvente

6 Tipos de disoluciones según el estado físico del soluto y el disolvente Estado del soluto Estado del disolvente Estado de la disolución Ejemplo Gas Gas Gas Aire Gas Líquido Líquido Oxígeno en agua Líquido Líquido Líquido Alcohol en agua Sólido Líquido Líquido Sal en agua Gas Sólido Sólido Hidrógeno en platino Líquido Sólido Sólido Mercurio en plata (amalgamas) Sólido Sólido Sólido Plata en oro (ciertas aleaciones)

7 Concentración de una disolución, es la cantidad de soluto contenida en la misma Unidades de concentración Porcentaje en Masa % en masa = masa de soluto x 100% masa de soluto + masa de disolvente masa de soluto = x 100% masa de disolución

8 Ejemplo de cálculo de concentración en porcentaje en peso Cuántos gramos de ácido clorhídrico, HCl se deberán disolver para preparar 425 gramos de una disolución acuosa que contenga 2.4% en masa de HCl? datos 425 gramos de disolución 2.4 g % de HCl fórmula : Despejar la incógnita: Masa de HCl (soluto) = % en masa = 2.4 g x 425 g de disolución 100 g Algoritmo masa de soluto masa de disolución X 100 Sustituir los valores de las variables en la fórmula, efectuar análisis dimensional Efectuar operaciones Incógnita: g de HCl, (soluto) % en masa (masa( de disolución) 100 = 10.2 g de disolución Se deben disolver 10.2 gramos de HCl en los 425 g de disolución

9 Unidades de concentración Porcentaje en volumen volumen de soluto % en volumen = x 100% volumen de soluto + volumen de disolvente Volumen de soluto = x 100% volumen de disolución

10 Unidades de concentración Partes por millón Partes por millón ( ppm) = masa de soluto masa de solución X 10 6

11 Unidades de concentración Molaridad (M) moles de soluto M = litros de disolución Molalidad (m) m = moles de soluto Kg de disolvente

12 Unidades de concentración Fracción mol : (X) X A = moles A Suma de moles de todos los componentes de la disolución

13 Determinación de concentración de disoluciones en unidades químicas Masa de soluto (g) dividir entre masa molar Número de moles de soluto dividir entre Kg de disolvente Molalidad m Molaridad M dividir entre volumen de solución en litros dividir entre suma de moles de los componentes de la solución Fracción molar X s

14 Ejemplo de cálculo de concentración en Molaridad Calcula la cantidad de moles de soluto que hay en L de una solución de H 2 SO 4 3 Molar Algoritmo Volumen de solución: 0.025L Concentración de la solución: 3M incógnita, moles de soluto, moles de H 2 SO 4 Fórmula: M = moles de soluto / litros de solución Despejar la incógnita: moles de soluto = Molaridad ( V de solución ) Sustituir valores de las variables moles de soluto = ( 3 moles ) ( L ), L efectuar análisis dimensional y cálculos: moles de soluto = moles

15 Ejemplo de cálculo de la molalidad de una solución Calcula la molalidad de una solución de ácido sulfúrico que contiene 24.4 g de ácido sulfúrico en Kg de agua datos: 24.4 g de ácido sulfúrico ( soluto) Molalidad (m) = Algoritmo Kg de agua (disolvente) Fórmula: Incógnita: molalidad de la solución moles de soluto kilogramos de disolvente Convertir los gramos de ácido sulfúrico, soluto a moles Sustituir datos en fórmula de molalidad 1 mol 24.4 g = mol, efectuar análisis dimensional y cálculos 98 g m= mol Kg = 1.25 m

16 Ejemplo de cálculo de fracción mol Cuál es la fracción molar de glucosa,c 6 H 12 O 6 ( peso molar 180 g/mol) en una disolución que contiene 5.67 g de glucosa disueltos en 1.40 moles de agua? Algoritmo Datos: 5.67 g de glucosa, peso molar :180 g 1.42 moles de agua Incógnita: fracción mol de glucosa Fórmula: X = moles de glucosa moles de glucosa + moles de agua [ Convertir los gramos de glucosa a moles: 5.67 g 1 mol 180 g ]= mol Sustituir datos en la fórmula y efectuar operaciones X glucosa = mol mol =

17 04_1529 Bibliografía Chang R., Química Mc Graw Hill, 9ª. Edición,México (2007) Brown, T.L., H.E. Le May, Jr., B.E. Bursten, Química, la Ciencia Central. Prentice Hall Hispanoamerica, S.A. 7a. Edición, México 1991 Kotz J. C., P.M.Treichel, Química y reactividad química. Thomson, 5ª. Edición México,