Tipos de disoluciones
Tipos de disoluciones
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LA TÉCNICA AL SERVICIO DE LA PATRIA<br />
Realizan en IPN estudio<br />
sobre <strong>disoluciones</strong><br />
``La mayoría <strong>de</strong> las reacciones<br />
químicas ocurren no entre<br />
sólidos, líquidos o gases puros,<br />
sino entre iones y moléculas<br />
disueltos en agua o en otros<br />
disolventes´´<br />
Explica académico <strong>de</strong> la ESIQIE<br />
Disoluciones y su contexto<br />
<strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> la química.<br />
<strong>Tipos</strong> <strong>de</strong> <strong>disoluciones</strong><br />
Definición, pág. 3<br />
Clasificación, pág. 2<br />
Las mezclas más maravillosas.<br />
¿Sabías que...<br />
Una bacteria típica como la Listeria<br />
monocytogenes está conformada por<br />
una mezcla acuosa <strong>de</strong> iones<br />
orgánicos y biomoléculas pequeñas y<br />
gigantes?<br />
La tabla inferior cataloga a gran<strong>de</strong>s<br />
rasgos la mezcla increíblemente<br />
compleja.<br />
El mundo<br />
consiste <strong>de</strong><br />
mezclas, y las más maravillosas por mucho<br />
son las <strong>de</strong> las células vivas.<br />
Disoluciones.<br />
Págs.<br />
Definición 2<br />
Clasificación 2<br />
Propieda<strong>de</strong>s 4<br />
Enfoque molecular 6<br />
Solubilidad 8<br />
Concentración 11<br />
Coloi<strong>de</strong>s 14
¿QUÉ SON LAS DISOLUCIONES?<br />
<strong>Tipos</strong> <strong>de</strong> <strong>disoluciones</strong><br />
Una DISOLUCIÓN es una<br />
mezcla homogénea <strong>de</strong> dos<br />
o más sustancias. Debido a<br />
que esta <strong>de</strong>finición no<br />
restringe, en modo alguno,<br />
la naturaleza <strong>de</strong> las<br />
sustancias involucradas, se<br />
pue<strong>de</strong>n distinguir seis tipos<br />
<strong>de</strong> <strong>disoluciones</strong>, según el<br />
estado físico original;<br />
sólido, líquido o gaseoso <strong>de</strong><br />
los componentes.<br />
Los químicos también diferencian las <strong>disoluciones</strong><br />
por su capacidad para disolver un soluto.<br />
Una DISOLUCIÓN SATURADA contiene la máxima cantidad <strong>de</strong><br />
un soluto que se disuelve en un disolvente en particular, a<br />
una temperatura especifica.<br />
Una DISOLUCIÓN NO SATURADA contiene menos cantidad <strong>de</strong><br />
soluto que la que pue<strong>de</strong> disolver.<br />
Pag 2 Pag 3<br />
Un tercer tipo, una DISOLUCIÓN SOBRESATURADA, contiene<br />
más soluto que el que pue<strong>de</strong> haber en una disolución<br />
saturada.<br />
Las <strong>disoluciones</strong> sobresaturadas no son muy<br />
estables. Con el tiempo, una<br />
parte <strong>de</strong>l soluto<br />
se separa <strong>de</strong><br />
la disolución<br />
sobresaturada<br />
en forma <strong>de</strong><br />
cristales, la<br />
cristalización es el<br />
proceso en el cual un soluto<br />
disuelto se separa <strong>de</strong> la disolución y forma<br />
cristales (como se muestra en la imagen siguiente).<br />
Observe que tanto la precipitación como la<br />
cristalización <strong>de</strong>scriben la separación <strong>de</strong> un<br />
exceso <strong>de</strong> la sustancia sólida a partir <strong>de</strong> una<br />
disolución sobresaturada.
Propieda<strong>de</strong>s<br />
Ya se ha dicho que una disolución es<br />
una mezcla homogénea <strong>de</strong> dos o más<br />
sustancias. El soluto es la sustancia<br />
presente en menor cantidad, y el<br />
disolvente es la sustancia que está en<br />
mayor cantidad. Una disolución pue<strong>de</strong> ser<br />
gaseosa (como el aire), sólida (como una<br />
aleación) o líquida (agua <strong>de</strong> mar, por ejemplo).<br />
Propieda<strong>de</strong>s electrolíticas<br />
Todos los solutos que se disuelven en<br />
agua se agrupan en dos categorías:<br />
ELECTRÓLITOS y NO ELECTRÓLITOS.<br />
Pag 4<br />
Un electrólito es una sustancia que, cuando se<br />
disuelve en agua, forma una disolución que<br />
conduce electricidad.<br />
Un no electrólito no conduce la corriente<br />
eléctrica cuando se disuelve en agua.<br />
Pag 5
Enfoque molecular <strong>de</strong>l proceso <strong>de</strong> disolución<br />
Las atracciones intermoleculares que mantienen<br />
juntas a las moléculas en líquidos y sólidos también<br />
tienen una función importante en la formación <strong>de</strong> las<br />
<strong>disoluciones</strong>. Cuando una sustancia (soluto) se disuelve<br />
en otra (disolvente), las partículas <strong>de</strong>l soluto se dispersan<br />
en el disolvente. Las partículas <strong>de</strong> soluto ocupan<br />
posiciones que estaban ocupadas por moléculas <strong>de</strong><br />
disolvente.<br />
Por simplificación, se entien<strong>de</strong> que el proceso<br />
<strong>de</strong> disolución se lleva a cabo en tres etapas diferentes.<br />
La ETAPA UNO es la separación <strong>de</strong> las moléculas<br />
<strong>de</strong>l disolvente y<br />
la ETAPA DOS implica la separación <strong>de</strong> las<br />
moléculas <strong>de</strong>l soluto. Estas capas requieren energía<br />
para romper las fuerzas <strong>de</strong> atracción<br />
intermoleculares, como consecuencia, son<br />
endotérmicas.<br />
En la ETAPA TRES las moléculas <strong>de</strong>l disolvente y <strong>de</strong>l<br />
soluto se mezclan, este proceso pue<strong>de</strong> ser exotérmico<br />
o endotérmico.<br />
Pag 6 Pag 7<br />
Esta ecuación es una aplicación <strong>de</strong> la Ley <strong>de</strong> Hess.<br />
Si la atracción soluto-disolvente<br />
es mayor que la atracción disolventedisolvente<br />
y que la atracción<br />
soluto-soluto, el proceso <strong>de</strong><br />
disolución será favorable o<br />
exotérmico (∆H disol 0).<br />
Germain Henri Hess (8 <strong>de</strong> agosto <strong>de</strong> 1802 - 30<br />
<strong>de</strong> noviembre <strong>de</strong> 1850) Químico y médico suizo<br />
que formuló la Ley <strong>de</strong> Hess
SOLUBILIDAD<br />
¿CÓMO SE PUEDE PREDECIR LA FORMACIÓN DE UN<br />
PRECIPITADO CUANDO SE AÑADE UN COMPUESTO A UNA<br />
DISOLUCIÓN O CUANDO SE MEZCLAN DOS DISOLUCIONES?<br />
Esto <strong>de</strong>pen<strong>de</strong> <strong>de</strong> la solubilidad <strong>de</strong>l soluto, la cual se<br />
<strong>de</strong>fine como la máxima cantidad <strong>de</strong> soluto que se<br />
disolverá en una cantidad dada <strong>de</strong> disolvente a una<br />
temperatura específica. Los químicos <strong>de</strong>scriben a<br />
las sustancias como solubles, ligeramente solubles<br />
o insolubles en términos cualitativos. Se dice que<br />
una sustancia es soluble si se disuelve en forma<br />
visible una cantidad suficiente cuando se agrega el<br />
agua. Si no es así, la sustancia se <strong>de</strong>scribe como<br />
ligeramente soluble o insoluble. Aunque todos los<br />
compuestos iónicos son electrólitos fuertes, no<br />
todos tienen la misma solubilidad.<br />
La solubilidad es una medida <strong>de</strong> la cantidad <strong>de</strong><br />
soluto que se disolverá en cierto disolvente a una<br />
temperatura específica. El dicho “lo semejante<br />
disuelve a lo semejante” es <strong>de</strong> gran ayuda para<br />
pre<strong>de</strong>cir la solubilidad <strong>de</strong> una sustancia en<br />
<strong>de</strong>terminado disolvente. Esta expresión significa que<br />
es probable que dos sustancias cuyas fuerzas<br />
intermoleculares son <strong>de</strong>l mismo tipo y magnitud<br />
sean solubles entre sí. Se dice que dos líquidos son<br />
miscibles si son completamente solubles entre sí en<br />
todas proporciones.<br />
Pag 8 Pag 9<br />
REGLAS DE SOLUBILIDAD PARA COMPUESTOS IÓNICOS<br />
EN AGUA A 25°C<br />
Las reglas mostradas a<br />
continuación permiten pre<strong>de</strong>cir la<br />
solubilidad en agua <strong>de</strong> un<br />
compuesto iónico en particular<br />
EFECTO DE LA TEMPERATURA EN LA SOLUBILIDAD<br />
La temperatura afecta<br />
la solubilidad <strong>de</strong> la mayoría<br />
<strong>de</strong> las sustancias. La<br />
mayoría <strong>de</strong> los<br />
compuestos iónicos tienen<br />
mayor solubilidad a<br />
temperaturas mayores<br />
porque sus calores <strong>de</strong><br />
solución son positivos.<br />
El sulfato <strong>de</strong> cerio es una<br />
<strong>de</strong> las muchas excepciones; su calor <strong>de</strong> solución es<br />
negativo, así que es menos soluble a temperaturas más<br />
altas.
Dilución <strong>de</strong> <strong>disoluciones</strong><br />
Las <strong>disoluciones</strong> concentradas que no<br />
se utilicen normalmente se guardan en el<br />
almacén <strong>de</strong>l laboratorio. Con frecuencia<br />
estas <strong>disoluciones</strong> “<strong>de</strong> reserva” son diluidas<br />
antes <strong>de</strong> utilizarse. La dilución es el<br />
procedimiento que se sigue para preparar<br />
una disolución menos concentrada a partir<br />
<strong>de</strong> una más concentrada.<br />
Moles <strong>de</strong> soluto<br />
antes <strong>de</strong> la dilución<br />
Al efectuar un<br />
proceso <strong>de</strong> dilución,<br />
conviene recordar que al<br />
agregar más disolvente a<br />
una cantidad dada <strong>de</strong><br />
las <strong>disoluciones</strong><br />
concentrada, su<br />
concentración cambia<br />
(disminuye) sin que cambien el<br />
número <strong>de</strong> moles <strong>de</strong> soluto<br />
presente en la disolución.<br />
En otras palabras,<br />
Moles <strong>de</strong> soluto<br />
<strong>de</strong>spués <strong>de</strong> la dilución<br />
Pag 10<br />
CONCENTRACIÓN DE DISOLUCIONES<br />
Para estudiar la estequiometria en <strong>disoluciones</strong><br />
es necesario conocer la cantidad <strong>de</strong> los reactivos<br />
presentes en una disolución y saber controlar las<br />
cantida<strong>de</strong>s utilizadas <strong>de</strong> reactivos para llevar a cabo<br />
una reacción en disolución acuosa. La concentración<br />
<strong>de</strong> una disolución es la cantidad <strong>de</strong> soluto presente<br />
en una cantidad dada <strong>de</strong> disolvente o <strong>de</strong><br />
disolución,(para este análisis, se consi<strong>de</strong>rará que el<br />
soluto es un líquido o un sólido y que el disolvente es<br />
un líquido).<br />
La concentración <strong>de</strong> una disolución<br />
se pue<strong>de</strong> expresar en muchas formas distintas.<br />
UNIDADES DE CONCENTRACIÓN<br />
El estudio cuantitativo <strong>de</strong> una disolución<br />
requiere que se conozca su concentración, es <strong>de</strong>cir, la<br />
cantidad <strong>de</strong> soluto presente en una <strong>de</strong>terminada<br />
cantidad <strong>de</strong> una disolución,. Los químicos utilizan<br />
varias unida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> concentración diferentes, cada<br />
una con ciertas ventajas, así como algunas<br />
limitaciones. A continuación se examinarán las cuatro<br />
unida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> concentración más comunes: PORCENTAJE<br />
EN MASA, FRACCIÓN MOLAR, MOLARIDAD Y MOLALIDAD.<br />
Pag 11
COMPARACIÓN ENTRE LAS UNIDADES<br />
DE CONCENTRACIÓN<br />
La elección <strong>de</strong> una unidad <strong>de</strong> concentración<br />
<strong>de</strong>pen<strong>de</strong> <strong>de</strong>l propósito <strong>de</strong> la medición. La ventaja<br />
<strong>de</strong> la molaridad radica en que, en general, es más<br />
fácil medir ele volumen <strong>de</strong> una disolución<br />
utilizando equipo volumétrico calibrado con<br />
precisión, que pesar el disolvente. Por esta razón,<br />
se prefiere la molaridad sobre la molalidad.<br />
Por otra parte, la molalidad es in<strong>de</strong>pendiente<br />
<strong>de</strong> la temperatura, ya que la concentración se<br />
expresa en número <strong>de</strong> moles <strong>de</strong> soluto y masa <strong>de</strong><br />
disolvente. El volumen <strong>de</strong> una disolución aumenta<br />
al aumentar la temperatura, <strong>de</strong> modo que una<br />
disolución que es 1.0M a 25°C podría llegar a ser<br />
0.97M a 45°C <strong>de</strong>bido al aumento <strong>de</strong>l volumen. La<br />
<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ncia <strong>de</strong> la concentración con la<br />
temperatura pue<strong>de</strong> afectar la exactitud <strong>de</strong> un<br />
experimento. Por lo tanto, en ocasiones es<br />
preferible utilizar molalidad en lugar <strong>de</strong> molaridad.<br />
El porcentaje en masa es semejante a la<br />
molalidad en función <strong>de</strong> que in<strong>de</strong>pendiente <strong>de</strong> la<br />
temperatura. Más aún, como se <strong>de</strong>fine en términos<br />
<strong>de</strong> la relación <strong>de</strong> masa <strong>de</strong> soluto a masa <strong>de</strong><br />
disolución, no es necesario conocer la masa molar<br />
<strong>de</strong>l soluto para calcular el porcentaje en masa.<br />
Pag 12<br />
Pag 13
COLOIDES<br />
Las <strong>disoluciones</strong> hasta aquí planteadas son<br />
verda<strong>de</strong>ras mezclas homogéneas. Ahora se<br />
consi<strong>de</strong>rará lo que suce<strong>de</strong> si se adiciona arena a<br />
un recipiente con agua y se agita. Las partículas <strong>de</strong><br />
arena al principio quedan suspendidas pero poco<br />
a poco se <strong>de</strong>positan en el fondo.<br />
Este es un ejemplo <strong>de</strong> una mezcla<br />
heterogénea. Entre estos dos extremos hay un<br />
estado intermediario que se llama suspensión<br />
coloidal o, simplemente, coloi<strong>de</strong>. Un coloi<strong>de</strong> es<br />
una dispersión <strong>de</strong> partículas <strong>de</strong> una sustancia (la<br />
fase dispersa) entre un medio dispersor, formada<br />
por otra sustancia, las partículas coloidales son<br />
mucho más gran<strong>de</strong>s que las moléculas <strong>de</strong> los<br />
solutos comunes, mi<strong>de</strong>n entre 1x10 3 pm y<br />
1x10 6 pm.<br />
Una suspensión coloidal también carece <strong>de</strong> la<br />
homogeneidad <strong>de</strong> una disolución común. En otras<br />
palabras, la fase dispersa y el medio dispersor<br />
pue<strong>de</strong>n ser gases, líquidos, sólidos o una<br />
combinación <strong>de</strong> diferentes fases, como se muestra<br />
en la siguiente tabla:<br />
Pag 14 Pag 15<br />
<strong>Tipos</strong> <strong>de</strong> coloi<strong>de</strong>s<br />
¿SABÍAS QUE…<br />
Algunos coloi<strong>de</strong>s son muy conocidos. Un aerosol consiste<br />
<strong>de</strong> pequeñas gotas <strong>de</strong> un líquido o partículas <strong>de</strong> un sólido<br />
dispersas en un gas. Como ejemplos están<br />
a niebla y el humo. La mayonesa,<br />
que se hace incorporando pequeñas<br />
gotas <strong>de</strong> aceite en agua, es un ejemplo <strong>de</strong><br />
una emulsión, que compone <strong>de</strong> gotas d<br />
un líquido dispersas en otro líquido.<br />
La leche <strong>de</strong> magnesia es un ejemplo<br />
<strong>de</strong> un sol, una suspensión <strong>de</strong><br />
partículas sólidas en un líquido.
Coloi<strong>de</strong>s hidrofílicos y coloi<strong>de</strong>s hidrofóbicos<br />
Entre los coloi<strong>de</strong>s más importantes se<br />
encuentran aquéllos en los que la fase<br />
dispersora es el agua. Dichos coloi<strong>de</strong>s se<br />
divi<strong>de</strong>n en dos categorías;<br />
hidrofílicos, o con atracción por el agua, e<br />
hidrofóbicos, que sienten repulsión por el<br />
agua.<br />
Los coloi<strong>de</strong>s hidrofílicos son <strong>disoluciones</strong> que<br />
contienen moléculas muy gran<strong>de</strong>s, como<br />
proteínas.<br />
En general. Los coli<strong>de</strong>s hodrofóbicos no son<br />
estables en agua y las partículas se agrupan entre<br />
sí, como gotas <strong>de</strong> aceite sumergidas en agua,<br />
formando una película <strong>de</strong> aceite en la superficie <strong>de</strong>l<br />
agua. Sin embargo, pue<strong>de</strong>n estabilizarse por<br />
adsorción (adherencia a una superficie) <strong>de</strong> iones en<br />
su superficie. Otra forma <strong>de</strong> estabilización <strong>de</strong> los<br />
coloi<strong>de</strong>s hidrofóbicos es mediante la presencia <strong>de</strong><br />
otros grupos hidrofilicos en su superficie.<br />
Considérese el estearato <strong>de</strong> sodio, una molécula <strong>de</strong><br />
jabón que tiene una cabeza polar y un largo cuerpo<br />
<strong>de</strong> hidrocarburo, que es no polar.<br />
Pag 16 Pag 17<br />
La acción <strong>de</strong> limpieza <strong>de</strong>l habón es el resultado <strong>de</strong> la<br />
naturaleza dual <strong>de</strong>l cuerpo hidrofóbico y el extremo<br />
con el grupo polar. El cuerpo hidrocarbonado es<br />
altamente soluble en sustancias aceitosas, las<br />
cuales también son no polares, mientras que el<br />
grupo iónico –COO permanece fuera <strong>de</strong> la superficie<br />
aceitosa. Cuando una gota <strong>de</strong> aceite es ro<strong>de</strong>ada por<br />
suficientes moléculas <strong>de</strong> jabón, el sistema completo<br />
se estabiliza en el agua porque la parte externa es<br />
altamente hidrofílica. Así es como se eliminan las<br />
sustancias grasosas por la acción <strong>de</strong>l jabón.<br />
Acción limpiadora <strong>de</strong>l jabón.<br />
a) La grasa (sustancia aceitosa) no es soluble en agua.<br />
b) Cuando se agrega jabón al agua, el cuerpo polar <strong>de</strong> las<br />
moléculas <strong>de</strong>l jabón se disuelve en la grasa.<br />
c) Finalmente, la grasa se elimina en forma <strong>de</strong> emulsión.<br />
Observe que cada gota <strong>de</strong> aceite ahora tiene una parte<br />
externa iónica que es hidrofílica.
Bibliografía<br />
Web:<br />
http://fq3eso.blogspot.com/2007/12/<strong>disoluciones</strong>.html (22-08-2011)<br />
http://www.<strong>de</strong>ciencias.net/ambito/disenoud/activida<strong>de</strong>s/mapas/mapa_disolucione<br />
s.jpg (21-08-2011)<br />
Libros:<br />
R.Chang (2002), Química General, 7ª Edición. Ed. Mc Graw-Hill Interamericana.<br />
R.Chang (2007), Química General, 9ª Edición. Ed. Mc Graw-Hill Interamericana.<br />
M.S. Silberberg ( 2002), Química General: la naturaleza molecular <strong>de</strong>l cambio y la<br />
materia , 2ª EdiciponMcGraw-Hill Interamericana .<br />
Química <strong>de</strong> Soluciones<br />
Grupo: 1IV45<br />
Alumnos: García Domínguez Rubén Shamír<br />
Ramírez Flores Alan<br />
Ocampo Velázquez Rubén