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SOLUCIONES Son Sistemas Homogéneos constituidos por dos partes, una es el SOLUTO y la otra es el SOLVENTE. El soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente es el que se encuentra en mayor cantidad, y además es el que da el estado físico de la solución. Ambos pueden estar en estado sólido, líquido o gaseoso. Si el solvente es líquido, la solución es líquida, como por ejemplo azúcar en agua, la solución es líquida. Las soluciones se forman cuando entre el soluto y el solvente hay afinidad, y además el solvente puede disolver al soluto. Esta solubilidad tiene un límite. Por ejemplo no habrá solución entre agua y aceite, pero si entre agua y alcohol. El solvente universal es el agua, ya que puede disolver a la mayoría de las sustancias, y porque al tener densidad igual a 1 gr/ml, es el único solvente que tiene igualdad entre peso y volumen, 1 gr equivale a 1 ml, 1 kilo de agua es igual a 1 litro. Las soluciones se pueden fraccionar por métodos físicos, como lo son la destilación simple y la fraccionada, la cristalización y la cromatografía. Son ejemplos de soluciones sal en agua, soluto solido en solvente líquido, alcohol en agua, soluto y solvente líquidos, y el acero que es carbono en hierro, soluto y solvente sólidos. Las soluciones se clasifican, según la relación entre el soluto y el solvente, en DILUIDAS, CONCENTRADAS, SATURADAS y SOBRESATURADAS. DILUIDA: es la solución que tiene poco soluto en relación al solvente. CONCENTRADA: tiene un poco más de soluto, pero no el máximo. SATURADA: es la que tiene el máximo de soluto que puede disolver el solvente. SOBRESATURADA: es la que tiene un exceso de soluto que el solvente no puede disolver, por lo que precipita en el recipiente o queda sobrenadando. Por ejemplo, un vaso con 100 ml de agua puede disolver hasta 4 cucharadas de sal. Sera una solución diluida si tiene 1 cucharada de sal en el agua, concentrada si tiene 2 o 3, saturada si tiene las 4 cucharadas de sal y sobresaturada, si tiene 5 o más cucharadas, este exceso no se disolverá y quedara en el fondo del vaso. Pero si calentamos la solución y agitamos, se disolverá este exceso, por eso se dice que una solución es sobresaturada a una determinada temperatura, y se puede transformar en saturada por agitación y calentamiento. La solución se representa como sl, el soluto como st y el solvente como sv, y por regla general la solución es la suma entre soluto y solvente. SOLUCION = SOLUTO + SOLVENTE SL = ST + SV La concentración de una solución expresa la relación que existe entre el soluto y la solución. Existen dos grupos de concentraciones, las llamadas Físicas o Porcentuales, y las Químicas o Volumétricas. Las Porcentuales son concentraciones de poco volumen, ya que se refieren a 100 de solución. En estas soluciones tanto el soluto como el solvente se miden, ya sea pesándolos si son sólidos o midiéndolos en una probeta si son líquidos. Dentro de este grupo están: Concentración % peso en peso, Concentración % peso en volumen y Concentración % Volumen en volumen. Las Volumétricas son soluciones de mayor volumen, donde solo se mide el soluto, y se agrega el solvente hasta la constitución de la solución. Dentro de este grupo están la Molaridad, la Molalidad, la Normalidad y la Fracción Molar. FÓRMULAS PARA RESOLVER PROBLEMAS DE SOLUCIONES 1) PORCENTUALES PORCENTAJE MASA / MASA ( PESO / PESO ) DE SOLUTO masa de soluto [ g ] × 100 % P / P = -------------------------------------------- masa de solución [ g ] PORCENTAJE MASA / VOLUMEN ( PESO / VOLUMEN ) DE SOLUTO masa de soluto [ g ] × 100 % P / V = ---------------------------------------------- volumen de solución [ ml ] PORCENTAJE VOLUMEN / VOLUMEN DE SOLUTO volumen de soluto [ ml ] × 100 % V / V = --------------------------------------------------- volumen de solución [ ml ] 2) VOLUMETRICAS FRACCION MOLAR DE SOLUTO número de moles de soluto C soluto = --------------------------------------------- número de moles totales MOLARIDAD número de moles de soluto M = ---------------------------------------------------------- - volumen de solución [ litro ] MOLALIDAD número de moles de soluto m = --------------------------------------------------------- - masa de solvente [ Kg ] NORMALIDAD número de equivalentes gramo de soluto N = ------------------------------------------------------------------------------- - volumen de solución [ litro ] RESOLUCION DE PROBLEMAS 1) Calcular la concentración % de una solución que contiene 20 gr de sal en 60 ml de agua. Sl = st + sv Sl = 20 gr + 60 ml = 20 gr sal + 60 gr agua = 80 gr 20 gr x 100 % = ------------------- = 25% 80 gr 2) Calcular la molaridad de una solución que contiene 15 gr de sal NaCl en agua, con un volumen de 800 ml de solución. 1 mol de NaCl = 58 gr 58 gr NaCl-------------------1 mol 15 gr NaCl------------------- x = 0,26 moles 1000 ml---------------------1 litro 800 ml---------------------x = 0,800 litro 0,26 mol M= ------------------------ = 0,32 M 0,800 L 3) Calcular la Fracción molar de una solución que contiene 25 gr de NaCl en 105 gr de agua. 1 mol de NaCl= 58 gr. 1 mol de H2O= 18 gr 58 gr NaCl--------------- 1 mol 25 gr NaCl--------------- x = 0,43 mol st 18 gr H2O----------------1 mol 105 gr H2O---------------x = 5,83 mol sv Moles sl= moles st + moles sv Moles sl= 0,43 + 5,83 = 6,26 moles 0,43 mol Xst =------------------------- = 0,07 6,26 mol
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