SOLUCIÓN:

Sistema homogéneo constituido por 2 o mássustancias, cuya composición puede variarcontinuamente dentro de ciertos límites.

Soluto: el o los componentes que seencuentran en menor proporción.

Solvente: componente que se encuentra enmayor proporción.

Concentración: cantidad de soluto presenteen una cantidad dada desolución o de solvente.

masa de soluto (msto), volumen de solución (V)masa de solución (msc)

Unidades de concentración

Soluciones

Diluidas

Concentradas

Saturadas

Solubilidad: máxima cantidad de soluto quepuede disolver una cantidad desolvente dada a esa temperatura.

Factores que afectan la solubilidad

Características desoluto y solvente

Temperatura

Temperatura

Sol

ubilid

ad (g

sol

uto/

100

g so

lven

te)

Temperatura (ºC)

Características del soluto y del solvente

Interacciones soluto - soluto

Interacciones solvente - solvente

Interacciones soluto - solvente

Solvente

Solvente

Solvente

Soluto

Soluto

Soluto

Las soluciones se forman cuandoestas tres clases de fuerzasintermoleculares son similares

058_DissolutNaCl.mov

¿Por qué se produce la disolución?

Cambios de energía

solvente soluto

soluciónse libera energía

Ene

rgía

solvente soluto

solución

se absorbe energíaE

nerg

ía

Soluto-soluto(∆H >0)

Solv.-solv.(∆H >0)

Soluto + solv.

Solución.

∆Hsoln < 0

Solv.-soluto(∆H <0)

Soluto-soluto(∆H >0)

Solv.-solv.(∆H >0)

Soluto + solv.

∆Hsoln > 0

Solución.

Solv.-soluto(∆H <0)

Menos desorden(Menor entropía)

Más desorden(Mayor entropía)

Sólido Líquido Solución

Líquido 2Líquido 1 Solución

PROPIEDADES COLIGATIVASDE LAS

SOLUCIONES

Ley de Raoult:

El descenso relativo de la presión de vapor deuna solución de un componente no volátil, conrespecto a la presión de vapor del solvente puro,es igual a la fracción molar del soluto en lasolución.

12

22*

*nn

nxp

pp+

==−

Soluciones ideales:

aquellas cuyo calor de dilución es cero y queno experimentan cambio de volumen cuandose mezclan sus componentes en estado líquido(volúmenes aditivos).

*

*

***

pxp

xpp

x1pp1

ppp

1

1

1

=

=

−=−=−

Pre

sión

de

vapo

r, p

Fracción molar del solvente

Presión devapor en elequilibrio

Presión devapor en elequilibrio

Si esto es similarpara el solvente ypara la solución …

… y esto esmenor para lasolución

… entonces esto esmenos negativo parala solución.

Ejemplo:

Calcule la presión de vapor de agua a 90°C para una soluciónpreparada disolviendo 5,00 g de glucosa (C6H12O6) en 100 gde agua.La presión de vapor del agua pura a esa temperaturaes de 524 Torr.

Rta: 521 torr

p*

p

T* TTemperatura

Pre

sión

de

vapo

rSolución

Solventepuro

Descenso de lapresión de vapor

Aumento delpunto deebullición

Propiedadescoligativas

•Descenso de la Presión de vapor

•Aumento del punto de ebullición

•Descenso del punto de congelación

•Presión osmótica

Las propiedades coligativas de las soluciones son aquellasque dependen del número de partículas disueltas. Nodependen de la naturaleza de dichas partículas.

Solutos no volátiles y no disociables

Si esto es similarpara el solvente y la solución…

… y esto esmenor parala solución…

… entonces estoes mayor para lasolución.

LíquidoP

resi

ón d

e va

por

Temperatura

Solución

Líquido puro

Punto de ebulliciónde la solución

Punto de ebullicióndel solvente

Punto de fusiónde la solución

Punto de fusióndel solvente

Punto triple dela solución

Punto tripledel solvente

Solventesólidopuro

Sólido

∆Tc∆Te

−∆−=

−

∆−=

**1

*1

*ln

TTTT

RH

TTRH

pp vv

Para soluciones diluidas T ≈ T* T T* ≈ (T*)2

Por la ley de Raoult: p/p* = 1 - x2

22 *)()1ln(

TT

RHx ev ∆∆

−=−

..........31

21)1ln( 3

22222 xxxx −−−=−

Para soluciones diluidas: ln(1- x2) ≈ - x2

p*

p

T* TTemperatura

Pre

sión

de

vapo

r

Solución

Solventepuro

Descenso de lapresión de vapor

Aumento delpunto deebullición

2

2

22*)(

*)( x

HTRT

TT

RHx

ve

v

∆=∆

∆∆=

11

22

1

2

21

22 /

/MmMm

nn

nnnx =≈+

=

1000m

10001000 1000m 1

21

122

12

2 MMmMmx

mMm

===

m1000

*)(*)( 12

ve H

MTRTTT∆

=−=∆

solución diluidaideal

1000*)(

m*)(

12

ve

ee

HMTRk

kTTT

∆=

=−=∆

Si esto es similar para elsolvente y la solución…

… y esto esmayor parala solución…

… entonces estoes menor para lasolución.

Equilibrio en el puntode congelación delsolvente

Equilibrio interrumpidopor el soluto agregadoal solvente

Equilibrio reestablecidoa una temperatura menor

−∆=

**ln

TTTT

RH

pp vs

Para el sólido:

−∆=

**

*ln

TTTT

RH

pp ss

∆Hs = ∆Hf + ∆Hv

TTRH

pp f ∆

∆−= 2*)(*

ln

Para soluciones diluidas que cumplen la ley de Raout:

2

2*)( xHTRT

f∆−=∆

T*

p*

solución diluidaideal

1000∆HMR(T*)k

mkT)*(T∆T

f

12

c

cc

=

=−=

Ejemplo:

El agregado de 0,24 g de azufre a 100 g del solvente CCl4disminuye el punto de congelación del solvente en 0,28 °C.¿Cuál es la masa molar y la fórmula molecular del azufre?kc (CCl4)= 29,8 K.Kg/mol; temp. de congelación (CCl4) = -23°C

Trabajo Práctico:

Determinación del peso molecular de urea y NaCl porel método del descenso crioscópico.

Tiempo (no a escala)

Tem

pera

tura

(no

a es

cala

)

Diagrama de fases a P = cte para un sistema de2 componentes que no forman solución sólida

Aguasalada

Agua saladay cristales de sal

Aguasaladay hielo

Hielo y sal mezclados

% p/p NaCl

Diagrama de fases para agua y sal

Ejemplo:

Dadas dos sustancias A y B que presentan un diagrama defases similar al mostrado anteriormente, se parte de 250 gde una mezcla de ambos y se lo deja enfriar hasta ciertatemperatura T1, obteniéndose una solución cuya composiciónes 55 % de A y 25 g de A sólido. Calcular la composicióndel sistema original

Solución másconcentrada

Membranasemipermeable

tiempo

SolventePresiónosmótica

Menor concentración delsolvente del lado de la solución

pasa con menor frecuencia através de la membrana

Membrana

Mayor concentración delsolvente del lado delsolvente puro pasa conmenor frecuencia através de la membrana

Solución menosconcentrada

La presión π aplicadaimpide el pasaje desolvente

Solución

Membranasemipermeable

Solventepuro

Soluciones de electrolitos

m m; ccee kiTkiT =∆=∆

ºººº ΠΠ

=∆∆

=∆∆

=∆∆

=e

e

c

c

TT

TT

ppi

Grado de disociación

iniciales

disociados

nn

=α

015_ELECTANDNON.mov

Para una molalidad m: ndisociados = α m nno disociados = m- α m = m(1- α)

nº de moles de iones de A = m x α nº de moles de iones de B = m y α

mtotal = m(1- α) + m x α + m y α = m [1 + α (x + y - 1)

ν = x + y

mtotal = m [1 + α (ν - 1) ∆Tc = kc mtotal

∆Tc = kc m [1 + α (ν - 1)

)1(1ºm

−να+==∆∆

=∆ i

TT

kT

c

c

c

c

11−ν−

=αi

AxBy → x A + y B