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QUIMICA GENERAL. REC. NAT MSc Susan Hurtado Fac. de Cs Naturales UNSa 2021 1 Una solución es una mezcla homogénea constituida por dos o más sustancias puras (llamadas componentes) y es fraccionable por métodos físicos. El soluto, es la sustancia presente en menor cantidad, y el disolvente es la sustancia que está en mayor cantidad Las soluciones binarias son soluciones formadas por dos componentes En una solución pueden existir uno o más solutos, pero un solo solvente TIPOS DE SOLUCIONES De acuerdo a la naturaleza de las sustancias implicadas se distinguen seis tipos de soluciones, dependiendo del estado físico que los componentes tuvieran originalmente Soluto Solvente Estado de la solución resultante Ejemplos Gas Gas gas atmosfera Gas Liquido Liquido Bebidas carbonatadas Gas Solido Solido H2 gaseoso en Paladio Liquido Liquido Liquido Bebidas alcohólicas. etanol en agua Solido Liquido Liquido salmuera Solido Solido Solido Acero (C/Fe).Latón (Cu/Zn) CONCENTRACIÓN DE LAS SOLUCIONES La concentración de una solución es una relación que indica la cantidad de soluto presente en una dada cantidad de solvente o solución. La concentración es una QUIMICA GENERAL. REC. NAT MSc Susan Hurtado Fac. de Cs Naturales UNSa 2021 2 propiedad intensiva, es decir, no depende de la masa de la solución. Las unidades de concentración pueden ser: Físicas, entre las más utilizadas: 1.- Porcentaje de masa de soluto en masa de solución, % m/m. Relaciona la masa de soluto en 100 g de solución. Ej. Si se trata de una solución de cloruro de sodio al 4%, indica que tiene 4 gramos de cloruro de sodio en 100 g de solución. Cuando en un problema solo se dice %, sin aclarar más, se sobreentiende que es % m/m. 2.- Porcentaje de masa de soluto en volumen de solución, % m/v. Se refiere a la masa de soluto por cada 100 mL de solución 3.- Porcentaje de volumen de soluto en volumen de solución, % v/v. Hace alusión a los mL de soluto por cada 100 mL de solución. 4.- Partes por millón, ppm. A los fines prácticos, se pueden considerar como los mg de soluto por cada 1L de solución Químicas, entre otras: 1.- Molaridad (M).Tiene en cuenta los moles de soluto por litro de solución 2.- Molalidad (m).Son los moles de soluto en 1 kg de solvente. 3.- Fracción molar (xsto y Xste).Es el cociente entre el número de moles del componente, ya sea soluto o solvente y el número total de moles de la solución CLASIFICACIÓN DE LAS SOLUCIONES DE ACUERDO AL SOLUTO DISUELTO. Solubilidad es la máxima cantidad de soluto que se disolverá en una cantidad dada de disolvente a una temperatura específica. La temperatura afecta la solubilidad de la mayor parte de las sustancias. Existen gráficos de solubilidad para distintas sustancias. Soluciones saturadas, son aquellas cuya concentración es igual a la solubilidad. Soluciones insaturadas, son aquellas cuya concentración es menor a la solubilidad. Estas soluciones se clasifican en diluidas y concentradas QUIMICA GENERAL. REC. NAT MSc Susan Hurtado Fac. de Cs Naturales UNSa 2021 3 Soluciones sobresaturadas, son aquellas cuya concentración es mayor a la solubilidad .Estas soluciones son inestables, el soluto en exceso precipita ante una perturbación. Efecto de la temperatura La temperatura afecta la solubilidad de la mayoría de las sustancias. En las sustancias sólidas, en la gran parte de los casos la solubilidad aumenta con la temperatura. La solubilidad de los gases en agua por lo general disminuye al aumentar la temperatura En los procesos endotérmicos, por lo general, vemos que la solubilidad de los sólidos aumenta con la temperatura: En los procesos exotérmicos, por lo general la solubilidad disminuye con la temperatura: Sol. Sobresaturadas Sol. Saturadas Sol. Insaturadas t °C QUIMICA GENERAL. REC. NAT MSc Susan Hurtado Fac. de Cs Naturales UNSa 2021 4 EFECTO DE LA PRESION SOBRE LA SOLUBILIDAD En general, los cambios de presión tienen efecto casi nulo en la solubilidad de líquidos o sólidos en agua. Todos los gases se vuelven más solubles en un líquido a una temperatura determinada, cuando la presión parcial del gas aumenta La Ley de Henry se expresa: la solubilidad de un gas en un líquido es proporcional a la presión del gas sobre la disolución: S: solubilidad del gas KH: Constante de Henry para cada gas P: presión parcial del gas COMO RESOLVER LOS EJERCICIOS DE LA GUIA? Se desarrollaran algunos problemas, como para aplicarlos en la resolución de los ejercicios de la guía. Por otro lado se proveerá a los estudiantes de videos donde se vean los problemas 1, 2,5 y 9 EJ 1: Se desea preparar 250 ml de una solución de KI al 2% m/v Definir %m/V: son los gramos de soluto disueltos en 100 mL de solución Para la resolución de los problemas, aplicamos el concepto que una solución es la suma del soluto + solvente S= KH x P QUIMICA GENERAL. REC. NAT MSc Susan Hurtado Fac. de Cs Naturales UNSa 2021 5 Solución = soluto + solvente 100 mL 2,0 g + ….. 250 mL 5,0 g + ….. 100 mL solución 2,0 g de KI 250 mL x= Ej 2.Que masa de Na2SO4 se deberá pesar para obtener 50 ml de una solución 0,10 M? Definir molaridad: Molaridad (M) o Formalidad (F) Es el número de moles de soluto que se disuelven en 1 L de solución Solución = soluto + solvente 1000 mL 0,10 mol + ….. 50 mL 5,0x10-3 mol + ….. 1 mol Na2SO4 _______________ 142 g 5,0x10-3 mol Na2SO4 ____________ x= DILUCION Al diluir una solución significa agregar solvente a esa dada solución. En la dilución la cantidad de soluto no varía, lo que varía es la concentración de la solución diluida. Por lo tanto la concentración de la solución diluida ( ) va a ser menor a la concentración inicial ( ). MEZCLA DE SOLUCIONES Cuando se mezclan dos soluciones del mismo soluto, el volumen de la solución mezcla puede ser considerado aditivo, es decir se pueden sumar, esto es ideal ya que en la realidad puede haber una contracción o dilatación de volumen. La cantidad de soluto en la mezcla es la suma de las cantidades de solutos (n1+n2, m1+m2 y eq1+eq2) de las soluciones individuales (soluciones antes de la mezcla). 5,0 g 0,71 g QUIMICA GENERAL. REC. NAT MSc Susan Hurtado Fac. de Cs Naturales UNSa 2021 6 BIBLIOGRAFIA Química” 7ma edición 2002, Ed. Mc Graw Hill Raymond hang “Química General” 3ra edición 1992, Ed. Mc Graw Hill, Kenneth Whitten “Temas de Química General” 2da edición 1995, Ed. Eudeba. Marta Angelini y otros. QUIMICA GENERAL. REC. NAT MSc Susan Hurtado Fac. de Cs Naturales UNSa 2021 7 QUIMICA GENERAL. REC. NAT MSc Susan HurtadoFac. de Cs Naturales UNSa 2021 8 QUIMICA GENERAL. REC. NAT MSc Susan Hurtado Fac. de Cs Naturales UNSa 2021 9 / 30μ/l QUIMICA GENERAL. REC. 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