Unidad IV Soluciones

UNIDAD IV UNIDAD IV

SOLUCIONES Y SOLUBILIDADSOLUCIONES Y SOLUBILIDAD

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• Las soluciones son mezclas homogéneas Las soluciones son mezclas homogéneas de dos o mas sustancias, cuya de dos o mas sustancias, cuya composición puede variar.composición puede variar.

• Una mezcla homogénea es aquella en la Una mezcla homogénea es aquella en la que se observa una sola fase. Por ejemplo que se observa una sola fase. Por ejemplo el agua de mar, la gasolina, el café con el agua de mar, la gasolina, el café con leche, etc.leche, etc.

• Una solución esta formada por el soluto y Una solución esta formada por el soluto y el disolvente o solvente. El soluto es la el disolvente o solvente. El soluto es la sustancia que se disuelve para formar la sustancia que se disuelve para formar la mezcla y siempre se encuentra en menor mezcla y siempre se encuentra en menor proporción que el disolvente que es elproporción que el disolvente que es el

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• medio de dispersión, es decir la sustancia medio de dispersión, es decir la sustancia en la que se disuelve el soluto. en la que se disuelve el soluto.

• Por ejemplo, en una solución formada por Por ejemplo, en una solución formada por 5 mL de alcohol y 95 mL de agua, el 5 mL de alcohol y 95 mL de agua, el soluto será el alcohol y el disolvente será soluto será el alcohol y el disolvente será el agua. La mezcla de ambos forma la el agua. La mezcla de ambos forma la solución.solución.

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• El proceso de disolución:El proceso de disolución:

• (a) el azúcar se disuelve en agua para (a) el azúcar se disuelve en agua para formar moléculas de azúcar hidratadas formar moléculas de azúcar hidratadas [C[C1212HH2222CC1111(H(H22O)O)xx; ;

• (b) el cloruro de sodio se disuelve en agua (b) el cloruro de sodio se disuelve en agua para formar iones sodio hidratados [Napara formar iones sodio hidratados [Na++

(H(H22O)O)xx] (los iones sodio positivos atraen a los ] (los iones sodio positivos atraen a los

átomos de oxigeno del agua que son átomos de oxigeno del agua que son relativamente negativos) y iones cloruro relativamente negativos) y iones cloruro hidratados [Clhidratados [Cl--(H(H22O)O)xx] (los iones cloruro ] (los iones cloruro

negativos atraen a los átomos de hidrogeno negativos atraen a los átomos de hidrogeno del agua que son parcialmente positivos).del agua que son parcialmente positivos).

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Tanto el soluto como el disolvente pueden Tanto el soluto como el disolvente pueden ser líquidos, sólidos o gases. De acuerdo ser líquidos, sólidos o gases. De acuerdo al estado final deal estado final de la la solución, estas se solución, estas se pueden clasificar como:pueden clasificar como:

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Julio 2008Julio 2008 RAIMRAIM 99

ESTADO FINAL SOLUTO-DISOLVENTE EJEMPLOS

SOLIDO solido-sólido aleaciones (ferroníquel, bronce)

liquido-solido Amalgama dental (Hg + Ag)

gas- solido Hidrogeno en Paladio

LIQUIDO liquido-liquido alcohol en agua

solido-liquido Azúcar en agua

gas-liquido Bebidas gaseosas

GAS gas-gas Nitrógeno en aire

Liquido- gas Neblina (gotas de agua en aire)

Solido-gas Partículas de polvo en aire

• Atendiendo a la cantidad de soluto que Atendiendo a la cantidad de soluto que contienen, las soluciones se clasifican en:contienen, las soluciones se clasifican en:

• a) a) diluidas o no saturadas:diluidas o no saturadas: son aquellas son aquellas que contienen una cantidad de soluto que contienen una cantidad de soluto disuelto inferior a la que admite la solución disuelto inferior a la que admite la solución a una temperatura dada. a una temperatura dada.

• Ejemplo: a 0 °C 100 g de agua disuelven Ejemplo: a 0 °C 100 g de agua disuelven 36.5g de NaCl, es decir, a esa 36.5g de NaCl, es decir, a esa temperatura, una solución que contenga temperatura, una solución que contenga 20g NaCl en 100g de agua, es no 20g NaCl en 100g de agua, es no saturada.saturada.

1111

• b) saturadas o concentradas:b) saturadas o concentradas: aquellas aquellas donde la cantidad de soluto disuelto es el donde la cantidad de soluto disuelto es el máximo que admite la solución a una máximo que admite la solución a una temperatura dada. temperatura dada.

• Ejemplo: una disolución acuosa saturada Ejemplo: una disolución acuosa saturada de. KCl es aquella que contiene 34 de. KCl es aquella que contiene 34 gramos disueltos en 100 g de agua a 20 gramos disueltos en 100 g de agua a 20 °C.°C.

1212

• Solución saturadaSolución saturada Solución que contiene Solución que contiene tanto soluto como pueda hallarse disuelto tanto soluto como pueda hallarse disuelto en el disolvente según los medios en el disolvente según los medios ordinarios. El soluto disuelto se encuentra ordinarios. El soluto disuelto se encuentra en equilibrio dinámico con soluto sin en equilibrio dinámico con soluto sin disolver. Es decir, la velocidad de disolver. Es decir, la velocidad de disolución de un soluto no disuelto es disolución de un soluto no disuelto es igual a la velocidad de igual a la velocidad de cristalizacióncristalización del del soluto disuelto.soluto disuelto.


• En el laboratorio, podemos preparar una En el laboratorio, podemos preparar una solución saturada añadiendo un exceso solución saturada añadiendo un exceso dede soluto a una determinada cantidad de soluto a una determinada cantidad de disolvente y permitiendo el suficiente disolvente y permitiendo el suficiente tiempo que la cantidad máxima de soluto tiempo que la cantidad máxima de soluto se disuelva. se disuelva.

• Como se ve en la fig. anterior, el exceso Como se ve en la fig. anterior, el exceso de soluto se dirige al fondo del recipiente. de soluto se dirige al fondo del recipiente. La solución que se forma La solución que se forma arribaarriba del soluto del soluto disuelto es una solución saturada. Al filtrar disuelto es una solución saturada. Al filtrar el exceso de soluto nos quedamos con el exceso de soluto nos quedamos con una solución saturada.una solución saturada.


• c) sobre saturadas:c) sobre saturadas: aquellas donde la aquellas donde la cantidad de soluto disuelto es superior al cantidad de soluto disuelto es superior al admitido por la solución a una temperatura admitido por la solución a una temperatura dada. Representan un tipo de disolución dada. Representan un tipo de disolución inestable, ya que presenta disuelto más inestable, ya que presenta disuelto más soluto que el permitido para la soluto que el permitido para la temperatura dada.temperatura dada.


• Para preparar este tipo de disoluciones se Para preparar este tipo de disoluciones se agrega soluto en exceso, a elevada agrega soluto en exceso, a elevada temperatura y luego se enfría el sistema temperatura y luego se enfría el sistema lentamente." Estas soluciones son lentamente." Estas soluciones son inestables, ya que al añadir un cristal muy inestables, ya que al añadir un cristal muy pequeño del soluto, el exceso disuelto pequeño del soluto, el exceso disuelto precipita; de igual manera sucede con un precipita; de igual manera sucede con un cambio brusco de temperatura.cambio brusco de temperatura.


• (b) Preparación de(b) Preparación de una solución una solución sobresaturada:sobresaturada: (1) (1) filtración del exceso filtración del exceso de soluto de una solución de soluto de una solución saturada saturada caliente y (2) enfriamiento del filtrado caliente y (2) enfriamiento del filtrado caliente saturado para formar una solución caliente saturado para formar una solución sobresaturadasobresaturada si no ocurre la si no ocurre la cristalización.cristalización.


Soluciones Soluciones sobresaturadassobresaturadas

(a)(a) una solución una solución sobresaturada sobresaturada de acetato de de acetato de sodio; sodio;

(b)(b) después de después de adicionar un adicionar un cristal de acetato cristal de acetato de sodio, el de sodio, el exceso de exceso de acetato de sodio acetato de sodio se cristaliza en la se cristaliza en la solución.solución.


SOLUBILIDADSOLUBILIDAD

• Es la cantidad máxima de soluto que Es la cantidad máxima de soluto que puede disolverse en un volumen puede disolverse en un volumen determinado de disolvente a una determinado de disolvente a una temperatura dada.temperatura dada.

• Las sustancias pueden ser solubles, Las sustancias pueden ser solubles, ligeramente solubles o insolubles según ligeramente solubles o insolubles según se disuelvan total o parcialmente en un se disuelvan total o parcialmente en un disolvente determinado. disolvente determinado.


• Por ejemplo, el azúcar es soluble en agua Por ejemplo, el azúcar es soluble en agua pero es insoluble en alcohol.pero es insoluble en alcohol.

• De manera general, solutos iónicos o De manera general, solutos iónicos o polares se disuelven en disolventes polares se disuelven en disolventes polares. Solutos no polares se disuelven polares. Solutos no polares se disuelven en disolventes no polares (Semejantes en disolventes no polares (Semejantes disuelven Semejantes, es el principio de la disuelven Semejantes, es el principio de la solubilidad).solubilidad).


• Líquidos miscibles.Líquidos miscibles.

• Dos Dos líquidos que se combinan líquidos que se combinan completamente en cualquier proporción completamente en cualquier proporción para formar una solución.para formar una solución.

• Una solución de alcohol en agua y una Una solución de alcohol en agua y una solución de agua y solución de agua y etilénetilén glicol glicol (anticongelante) son ejemplos de pares de (anticongelante) son ejemplos de pares de líquidos miscibles.líquidos miscibles.


• Líquidos inmiscibles Líquidos inmiscibles

• Dos Dos líquidos que no se mezclan sino que líquidos que no se mezclan sino que forman capas separadas; ninguno de losforman capas separadas; ninguno de los dos dos se disuelve de manera apreciable en se disuelve de manera apreciable en el otro.el otro.

• Dos líquidos inmiscibles son la gasolina y Dos líquidos inmiscibles son la gasolina y el agua. La gasolina menos densa flota el agua. La gasolina menos densa flota como una capa separada en la parte como una capa separada en la parte superior del agua. Muy poca gasolina se superior del agua. Muy poca gasolina se disuelve en el agua, y muy poca agua se disuelve en el agua, y muy poca agua se disuelve en la gasolina. disuelve en la gasolina.


• El aceite y el El aceite y el agua actúan de la agua actúan de la misma manera misma manera que la gasolina y que la gasolina y el agua son el agua son líquidos líquidos inmiscibles inmiscibles


Factores que afectan la solubilidad Factores que afectan la solubilidad y la velocidad de disolucióny la velocidad de disolución

1. Los factores que afectan la 1. Los factores que afectan la solubilidadsolubilidad (¿cuánto?) real de un soluto en un (¿cuánto?) real de un soluto en un disolvente.disolvente.

2. Los factores que afectan la 2. Los factores que afectan la velocidad velocidad (¿con(¿con qué rapidez?) a la cual se disuelve qué rapidez?) a la cual se disuelve un soluto en un disolvente.un soluto en un disolvente.


• La solubilidad real de un soluto en un La solubilidad real de un soluto en un disolvente depende de tres factores: (1) disolvente depende de tres factores: (1) las propiedades del soluto y del las propiedades del soluto y del disolvente, (2) la temperatura y (3) la disolvente, (2) la temperatura y (3) la presión. presión.

• La velocidad a la cual se disuelve un La velocidad a la cual se disuelve un soluto en un disolvente depende de tres soluto en un disolvente depende de tres factores: (1) Del tamaño de las partículas factores: (1) Del tamaño de las partículas del soluto, (2) la velocidad de agitación y del soluto, (2) la velocidad de agitación y (3) la temperatura.(3) la temperatura.


1) Propiedades del soluto y del 1) Propiedades del soluto y del disolvente :disolvente :

• El hecho de que una sustancia se disuelva El hecho de que una sustancia se disuelva o no en un disolvente determinado, o no en un disolvente determinado, depende de la intensidad de, las fuerzas depende de la intensidad de, las fuerzas de atracción entre las partículas del de atracción entre las partículas del soluto, entre las partículas del disolvente y soluto, entre las partículas del disolvente y entre las partículas del soluto y del entre las partículas del soluto y del disolvente. disolvente.


• Si las dos primeras son mayores que la Si las dos primeras son mayores que la tercera, el soluto no se disuelve .En caso tercera, el soluto no se disuelve .En caso contrario, es decir si "la tercera fuerza es contrario, es decir si "la tercera fuerza es mayor que las dos primeras, el soluto es mayor que las dos primeras, el soluto es soluble en el disolvente.soluble en el disolvente.

• El agua se considera un compuesto El agua se considera un compuesto polarpolar porque sus moléculas poseen momentos porque sus moléculas poseen momentos dipolares (véase fig. siguiente). dipolares (véase fig. siguiente).


• Muchos compuestos iónicos como el Muchos compuestos iónicos como el cloruro de sodio son, en general, solubles cloruro de sodio son, en general, solubles en agua, ya que estos iones son atraídos en agua, ya que estos iones son atraídos por uno depor uno de los polos de la molécula del los polos de la molécula del agua o bien porque forman enlaces de agua o bien porque forman enlaces de hidrógeno hidrógeno o por ambas razones.o por ambas razones.

• Por el contrario, los compuestos iónicos Por el contrario, los compuestos iónicos no son por lo regular solubles en los no son por lo regular solubles en los compuestos no polares. compuestos no polares.


• Para comprender por qué, veamos uno de Para comprender por qué, veamos uno de estos compuestos no polares, el estos compuestos no polares, el tetracloruro de carbono (CCltetracloruro de carbono (CCl44). En el ). En el

tetracloruro de carbono el centro de la tetracloruro de carbono el centro de la carga negativa coincide con el centro de la carga negativa coincide con el centro de la carga positiva debido al acomodo carga positiva debido al acomodo tetraédrico de la molécula, como se ve en tetraédrico de la molécula, como se ve en la figura siguiente.la figura siguiente.


• Por tanto, no podemos disolver cloruro de Por tanto, no podemos disolver cloruro de sodio en tetracloruro de carbono porque sodio en tetracloruro de carbono porque los iones con carga opuesta de este los iones con carga opuesta de este compuesto iónico (Nacompuesto iónico (Na++, Cl, Cl--) se atraen ) se atraen entre sí más de lo que son atraídos por la entre sí más de lo que son atraídos por la molécula no polar del tetracloruro de molécula no polar del tetracloruro de carbono.carbono.


• Sin embargo, los compuestos covalentes Sin embargo, los compuestos covalentes son habitualmente solubles en tetracloruro son habitualmente solubles en tetracloruro de carbono e insolubles en agua, porque de carbono e insolubles en agua, porque las moléculas de agua se encuentran las moléculas de agua se encuentran unidas unas con otras por enlaces unidas unas con otras por enlaces hidrógeno, que son más firmes que la hidrógeno, que son más firmes que la unión que podría existir con las moléculas unión que podría existir con las moléculas que no son iónicas ni polares. que no son iónicas ni polares.


• ¿Cómo el jabón disuelve una mancha de ¿Cómo el jabón disuelve una mancha de grasa en el agua, si la grasa es insoluble grasa en el agua, si la grasa es insoluble en el agua?en el agua?


CD 14-11

2) 2) TemperaturaTemperatura::

• Para soluciones sólido-liquido, a medida Para soluciones sólido-liquido, a medida que aumenta la temperatura aumenta la que aumenta la temperatura aumenta la solubilidad. Es decir que se disuelve solubilidad. Es decir que se disuelve mayor cantidad de soluto mientras mas mayor cantidad de soluto mientras mas alta es la temperatura. Por ejemplo, es un alta es la temperatura. Por ejemplo, es un hecho comprobado que cierta cantidad de hecho comprobado que cierta cantidad de liquido caliente disuelve más soluto que la liquido caliente disuelve más soluto que la misma cantidad de liquido, frío.misma cantidad de liquido, frío.


• En cambio, si el soluto es un gas, la En cambio, si el soluto es un gas, la solubilidad aumenta a medida que la solubilidad aumenta a medida que la temperatura disminuye. A manera de temperatura disminuye. A manera de ejemplo de esto, consideremos el hecho ejemplo de esto, consideremos el hecho de que las bebidas gaseosas conservan de que las bebidas gaseosas conservan más COmás CO22 disuelto cuando se encuentran disuelto cuando se encuentran

en la nevera que a temperatura ambiente.en la nevera que a temperatura ambiente.


Solubilidad Solubilidad de diversas de diversas sales en sales en función de función de la la temperaturatemperatura


3) 3) PresiónPresión::

• La presión afecta solo las soluciones que La presión afecta solo las soluciones que contienen solutos o disolventes en estado contienen solutos o disolventes en estado gaseoso. En estos casos la solubilidad gaseoso. En estos casos la solubilidad aumenta con los aumentos de presión y aumenta con los aumentos de presión y disminuye cuando la presión disminuye.disminuye cuando la presión disminuye.


• Como ejemplo de lo anterior podemos Como ejemplo de lo anterior podemos citar el grave problema que confrontan los citar el grave problema que confrontan los buzos cuando salen muy rápidamente a la buzos cuando salen muy rápidamente a la superficie.superficie.

• En este caso, las condiciones de alta En este caso, las condiciones de alta presión en que se encuentran las presión en que se encuentran las personas debajo del agua, incrementa la personas debajo del agua, incrementa la solubilidad del nitrógeno (Nsolubilidad del nitrógeno (N22) y del oxigeno ) y del oxigeno

(0(022) en la sangre. ) en la sangre.



• Al disminuir la presión a medida que Al disminuir la presión a medida que ascienden hacia la superficie, si lo hacen ascienden hacia la superficie, si lo hacen rápidamente, disminuye la solubilidad de rápidamente, disminuye la solubilidad de nitrógeno y oxigeno en la sangre y se nitrógeno y oxigeno en la sangre y se desprenden pequeñas burbujas de estos desprenden pequeñas burbujas de estos gases que bloquean los capilares gases que bloquean los capilares produciendo fuertes dolores, parálisis e produciendo fuertes dolores, parálisis e incluso la muerte.incluso la muerte.

Factores que afectan la Factores que afectan la velocidad de disoluciónvelocidad de disolución

• TamañoTamaño de partícula: de partícula:

• Puesto que las partículas más pequeñas Puesto que las partículas más pequeñas de soluto tienen una mayor superficie de soluto tienen una mayor superficie totaltotal expuesta al solvente, se disuelven más expuesta al solvente, se disuelven más rápidamente que las partículas más rápidamente que las partículas más grandes de soluto.grandes de soluto.


• Este factor explica por qué un terrón Este factor explica por qué un terrón sólido de azúcar se disuelve con mayor sólido de azúcar se disuelve con mayor lentitud que la una cantidad de azúcar en lentitud que la una cantidad de azúcar en forma de gránulos pequeños. Los forma de gránulos pequeños. Los gránulos pequeños de gránulos pequeños de azúcarazúcar tienen una tienen una mayor área de superficie mayor área de superficie totaltotal expuesta a expuesta a las moléculas del disolvente que el área las moléculas del disolvente que el área de superficie total del terrón de azúcar. La de superficie total del terrón de azúcar. La agitación también tiende a romper las agitación también tiende a romper las partículas más grandes.partículas más grandes.


VelocidadVelocidad de agitación de agitación

• La agitación también puede incrementar la La agitación también puede incrementar la velocidad de disolución. La agitación velocidad de disolución. La agitación aumenta la velocidad del contacto directo aumenta la velocidad del contacto directo entre las partículas de soluto no disueltas entre las partículas de soluto no disueltas y las moléculas del disolvente que aún no y las moléculas del disolvente que aún no se unen a las partículas del soluto. Por se unen a las partículas del soluto. Por esta razón usted agita su café o té helado esta razón usted agita su café o té helado después de añadir el azúcar.después de añadir el azúcar.


CONCENTRACIÓN DE LAS CONCENTRACIÓN DE LAS SOLUCIONESSOLUCIONES

• La relación que existe entre la cantidad de La relación que existe entre la cantidad de soluto disuelto y el volumen o masa total soluto disuelto y el volumen o masa total de la solución se conoce como de la solución se conoce como concentración de la solución.concentración de la solución.

• Hay varias formas de expresar esta Hay varias formas de expresar esta relación, es decir, hay varias unidades de relación, es decir, hay varias unidades de concentración. concentración.


• Entre las mas utilizadas están: molaridad Entre las mas utilizadas están: molaridad (M), formalidad (F), molalidad (m), (M), formalidad (F), molalidad (m), normalidad (N), porciento en peso (% P-normalidad (N), porciento en peso (% P-P), porciento peso-volumen (% P-V), % P), porciento peso-volumen (% P-V), % volumen-volumen (% v-v) y partes por volumen-volumen (% v-v) y partes por millón (ppm). Trataremos solo las que millón (ppm). Trataremos solo las que corresponden a este programa de química corresponden a este programa de química básicabásica


MolaridadMolaridad• MolaridadMolaridad (M)(M) Medida de la Medida de la

concentración de una solución que se concentración de una solución que se expresa como la cantidad de moles de expresa como la cantidad de moles de soluto por litro de solución; se calcula soluto por litro de solución; se calcula como la cantidad de moles de soluto como la cantidad de moles de soluto dividida entre los litros de solución.dividida entre los litros de solución.


moles de soluto M = molaridad = , mol/L

litro de solución


moles n1 M = =

Litros L

gramos g 2 numero de moles n = =

masa molar MM

Por lo tanto, sustituyendo (2) en (1:)

gramos M =

MM x L

• De esta manera, a partir del volumen De esta manera, a partir del volumen medido, podemos obtener la masa del medido, podemos obtener la masa del soluto mediante un cálculo sencillo.soluto mediante un cálculo sencillo.

• Por ejemplo, para preparar 1 litro de una Por ejemplo, para preparar 1 litro de una solución acuosa 1 molar de sulfato de solución acuosa 1 molar de sulfato de sodio, se disuelve 1 mol de sulfato de sodio, se disuelve 1 mol de sulfato de sodio (142.1 g) en agua. Después se sodio (142.1 g) en agua. Después se añade suficiente agua para completar el añade suficiente agua para completar el volumen de la solución hasta 1 litro en un volumen de la solución hasta 1 litro en un matraz volumétrico, como se nuestra en la matraz volumétrico, como se nuestra en la figura siguiente. figura siguiente.


• Un punto importante que se debe hacer Un punto importante que se debe hacer notar es que no contamos con información notar es que no contamos con información acerca de la cantidad de disolvente que se acerca de la cantidad de disolvente que se adiciona, sólo que la solución se prepara adiciona, sólo que la solución se prepara hasta alcanzar el volumen total hasta alcanzar el volumen total dede 1 litro. 1 litro.

• Veamos los siguientes ejemplos de Veamos los siguientes ejemplos de molaridad.molaridad.

a. Calcule la molaridad de una solución a. Calcule la molaridad de una solución acuosa de cloruro deacuosa de cloruro de sodio que contiene sodio que contiene 284 g de cloruro de sodio en 2.20 L de 284 g de cloruro de sodio en 2.20 L de solución.solución.


• SOLUCIÓN:SOLUCIÓN:

• La fórmula del cloruro de sodio es NaCl, y La fórmula del cloruro de sodio es NaCl, y la masa molar del NaCl es 58.5 g; por la masa molar del NaCl es 58.5 g; por tanto, calcule la molaridad como sigue:tanto, calcule la molaridad como sigue:


gramos 284 g M = =

MM x L 58.5 g/mol x 2.20 L

= 2.21 mol/L (M) Respuesta

b. Calcule la molaridad del ion cloruro en la b. Calcule la molaridad del ion cloruro en la solución.solución.

• Un mol de cloruro de sodio forma un mol Un mol de cloruro de sodio forma un mol de iones sodio y un mol de iones cloruro de iones sodio y un mol de iones cloruro de acuerdo con la siguiente ecuación de acuerdo con la siguiente ecuación química balanceada :química balanceada :

NaCl(ac) → NaNaCl(ac) → Na++(ac) + Cl(ac) + Cl--(ac)(ac)


• En una solución de cloruro de sodio 2.21 En una solución de cloruro de sodio 2.21 M hay 2.21 mol de cloruro de sodio por M hay 2.21 mol de cloruro de sodio por litro solución. Por tanto, 2.21 mol de NaCl litro solución. Por tanto, 2.21 mol de NaCl formarán 2.21 mol de Naformarán 2.21 mol de Na+ + y 2.21 mol de y 2.21 mol de CICI--..

• La molaridad del ion cloruro es 2.21 MLa molaridad del ion cloruro es 2.21 M


--1 mol Cl

2.21 mol NaCl x = 2.21 mol Cl 1 mol NaCl

• Ejercicio:Ejercicio:

• a. Calcule el número de gramos cloruro de a. Calcule el número de gramos cloruro de sodio (NaCl) que se necesitan para sodio (NaCl) que se necesitan para preparar 230 mL de una solución acuosa preparar 230 mL de una solución acuosa 2.00 2.00 MM de cloruro de sodio. de cloruro de sodio.

• b. Explique cómo se prepara esta b. Explique cómo se prepara esta solución.solución.

• SOLUCIÓNSOLUCIÓN

• a. La fórmula del cloruro de sodio es NaCl, a. La fórmula del cloruro de sodio es NaCl, y la masa molar (MM) del NaCl es 58.5 g.y la masa molar (MM) del NaCl es 58.5 g.


• En una solución de 2.00 En una solución de 2.00 MM de NaCl hay de NaCl hay 2.00 mol de NaCl por 1.00 L de solución.2.00 mol de NaCl por 1.00 L de solución.

• Calcule la cantidad de gramos de NaCl Calcule la cantidad de gramos de NaCl que se necesitan para preparar 230 mL de que se necesitan para preparar 230 mL de una solución 2.00 M como sigueuna solución 2.00 M como sigue


g M =

MM x L g = M x MM x L

1 L230 mL x = 0.23 L

1000 mL


g = 2.00 58.5 0.23 =

= 26.9 g de NaCl que se necesitan

mol gx x L

L mol

• Respuesta:Respuesta:

• El cloruro de sodio (26.9 g) se disuelve en El cloruro de sodio (26.9 g) se disuelve en suficiente cantidad de agua para hacer un suficiente cantidad de agua para hacer un volumen total de solución igual a 230 mLvolumen total de solución igual a 230 mL

• Calcule el número de litros de una Calcule el número de litros de una solución 6.00 solución 6.00 M deM de hidróxido de sodio que hidróxido de sodio que se necesitan para proporcionar 410 g de se necesitan para proporcionar 410 g de hidróxido de sodio.hidróxido de sodio.


• SOLUCIÓN SOLUCIÓN

• La fórmula del hidróxido de sodio es La fórmula del hidróxido de sodio es NaOH y la masa molar del NaOH es NaOH y la masa molar del NaOH es 40,0g. En una solución 6.00 40,0g. En una solución 6.00 M deM de NaOH NaOH hay 6.00 mol de NaOH por 1.00 L de hay 6.00 mol de NaOH por 1.00 L de solución. solución.


gM =

MM x L g

L = MM x M

410 gL = = 1.71 L solución

40.0 x 6 g mol

mol L

PORCIENTO PESO-PESO (P-P)PORCIENTO PESO-PESO (P-P)

• Medida de la concentración de una Medida de la concentración de una solución expresada como las partes de la solución expresada como las partes de la masa del soluto por 100 partes de la masa masa del soluto por 100 partes de la masa de la solución; se calcula como la masa de la solución; se calcula como la masa de soluto dividida entre la masa de la de soluto dividida entre la masa de la solución, el resultado se multiplica por solución, el resultado se multiplica por 100.100.


masa de soluto% peso-peso (% p-p) = x 100

masa de solución

• Observe que la masa de la solución es Observe que la masa de la solución es igual a la masa del soluto más la masa del igual a la masa del soluto más la masa del disolvente. disolvente.

• Por ejemplo, una solución de sulfato de Por ejemplo, una solución de sulfato de sodio al 20.0% contiene 20.0 g de sulfato sodio al 20.0% contiene 20.0 g de sulfato de sodio en 100 g de solución (80.0 g de de sodio en 100 g de solución (80.0 g de agua), como se muestra en la figura agua), como se muestra en la figura siguiente.siguiente.


masa de soluto% peso-peso (% p-p) = x 100

masa de solución


Una solución acuosa de sulfato se sodio (Na2SO4) al 20% p-p.

• NOTA:NOTA:

• Cuando utilice el porcentaje peso-peso, Cuando utilice el porcentaje peso-peso, asegúrese de que las unidades de masa asegúrese de que las unidades de masa del soluto y del solvente sean iguales.del soluto y del solvente sean iguales.


• Calcule el porcentaje P-P de cloruro de Calcule el porcentaje P-P de cloruro de sodio si se disuelven 19.0 g de esta sal en sodio si se disuelven 19.0 g de esta sal en suficiente cantidad de agua para hacer suficiente cantidad de agua para hacer 175 g de solución.175 g de solución.


masa de soluto% p-p = x 100 =

masa de solución19 g NaCl

= x 100 = 10.9% NaCl175 solucióng

• Calcule el porcentaje p-p de cloruro de Calcule el porcentaje p-p de cloruro de sodio si se disuelven 16.0 g de esta sal en sodio si se disuelven 16.0 g de esta sal en 80.0 g de agua. 80.0 g de agua.


• La masa de la solución (16.0 g + 80.0 g) La masa de la solución (16.0 g + 80.0 g) es de 96.0 g. Por tanto,es de 96.0 g. Por tanto,

16.0 g NaCl 16.0 g NaCl x 100 = 16.7% NaClx 100 = 16.7% NaCl

96.0 g solución96.0 g solución


• Calcule el número de gramos de azúcar Calcule el número de gramos de azúcar (C(C1212HH2222OO1111) que deben disolverse en 825 g ) que deben disolverse en 825 g

de agua para preparar una solución de de agua para preparar una solución de azúcar al 20.0%.azúcar al 20.0%.


• En esta solución, hay 20.0 g de azúcar En esta solución, hay 20.0 g de azúcar por cada 80.0 g de agua (100.0 g de por cada 80.0 g de agua (100.0 g de solución - 20.0 g de azúcar = 80.0 g de solución - 20.0 g de azúcar = 80.0 g de agua); por tanto, podemos calcular la agua); por tanto, podemos calcular la cantidad de gramos de azúcar que se cantidad de gramos de azúcar que se necesitan para 825 g de agua como sigue:necesitan para 825 g de agua como sigue:



22

20 g azúcar825 g H O x = 206 g azúcar

80 g H O

que se necesitan para 825 g de agua

PORCIENTO PESO-VOLUMEN PORCIENTO PESO-VOLUMEN ( % P-V )( % P-V )

• Indica los gramos de soluto contenidos en Indica los gramos de soluto contenidos en 100 mL de solución.100 mL de solución.


gramos de soluto% P-V = x 100

mL de solución

• EJEMPLOSEJEMPLOS

• 1) Cual es el % P-V de una solución que 1) Cual es el % P-V de una solución que contiene 5 gramos de NaCI en 200 mL contiene 5 gramos de NaCI en 200 mL solución ?solución ?


5 g% P-V = x 100 = 2.5%

200 mL

• 2) Cuantos gramos de soluto están 2) Cuantos gramos de soluto están contenidos en 3 litros de solución al 2% de contenidos en 3 litros de solución al 2% de bicarbonato de sodio ?bicarbonato de sodio ?

• despejando de la formula despejando de la formula


g de soluto% P-V = x 100

mL de solución

% P-V x mL de solucióng de soluto =

100

2% x 3000 mL de solución g de soluto = = 60 g

100

PORCIENTO VOLUMEN-PORCIENTO VOLUMEN-VOLUMEN (% V-V)VOLUMEN (% V-V)

• Indica el volumen de soluto contenido en Indica el volumen de soluto contenido en 100 unidades de volumen de solución.100 unidades de volumen de solución.


mL de soluto% V-V = x 100

mL de solución

• EJEMPLOSEJEMPLOS

• 1) Cual es el % v-v de una solución 1) Cual es el % v-v de una solución preparada mezclando 120 mL de alcohol preparada mezclando 120 mL de alcohol etílico con 500mL de agua?etílico con 500mL de agua?



mL de solución

120 mL de alc x 100

%V-V = = 19.3%120 mL alc + 500 mL agua

2) Cuantos mL de alcohol etílico hay en un 2) Cuantos mL de alcohol etílico hay en un litro de vino cuya etiqueta dice que litro de vino cuya etiqueta dice que contiene 2% v-v de alcohol ? Despejando contiene 2% v-v de alcohol ? Despejando de la formula:de la formula:



mL de solución

Tenemos:

%V-V x mL de solución mL de soluto = =

100


2% x 1000 mL mL de soluto = =20mL

100

Unidad IV Soluciones

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