Quimica semana 4 unidad iii solucionesult

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Quimica semana 4 unidad iii solucionesult

  1. 1. Lic. Quím. Jenny Fernández Vivanco CICLO 2012-I Módulo: I Unidad: III Semana: 4 QUIMICA GENERAL
  2. 2. ORIENTACIONES <ul><li>Se recomienda revisar las bases teóricas en su guía didáctica de química general. </li></ul><ul><li>Es necesario que dedique dos horas diarias a su estudio, consultando los libros o textos de lectura obligatorios y el material impreso que se le ha entregado. </li></ul><ul><li>Es obligatorio que revise los videos complementarios que se le adjunta sus respectivos link en internet. </li></ul>
  3. 3. ¿Qué tienen en común los siguientes sistemas?
  4. 4. Suspensiones. Ejemplos Barros (arcilla en agua) SEDIMENTACIÓN
  5. 5. Coloides. Ejemplos Emulsión de aceite en agua
  6. 6. Coagulación
  7. 7. Efecto Tyndal
  8. 8. Propiedades de los coloides <ul><li>Filtración </li></ul><ul><li>Las partículas coloidales pueden ser separadas mediante membranas </li></ul><ul><li>(diálisis) </li></ul>
  9. 9. 3.2. Tipos d e Sistemas Coloidales Fase aparente del coloide Fase dispersante Fase dispersada Tipo de coloide Ejemplo gas gas gas son soluciones ! gas gas líquido Aerosol Niebla gas gas sólido Aerosol Humo Líquido Líquido gas espuma Crema batida Líquido Líquido Líquido emulsión mayonesa Líquido Líquido sólido Sol pasta Pintura Pasta dientes sólido sólido gas Espuma sólida Cuerpo poroso Malvavisco Piedra pómez sólido sólido Líquido Emulsión sólida Gel Mantequilla gelatina sólido sólido sólido Sol sólido aleación Rubí, aleación Zn-Cd
  10. 10. Soluciones <ul><li>Son sistemas homogéneos, en los cuales una o más sustancias están distribuidas o disgregadas en otra a nivel molecular o iónico. Son sistemas estables. </li></ul><ul><li>Componentes: </li></ul><ul><ul><li>Solvente: componente en mayor proporción </li></ul></ul><ul><ul><li>Solutos: componentes en menor proporción </li></ul></ul><ul><li>SOLUCIÓN = SOLVENTE + SOLUTOS </li></ul>
  11. 11. Tipos de soluciones <ul><li>Por el número de componentes </li></ul><ul><ul><li>Binarias (un solvente + un soluto) </li></ul></ul><ul><ul><li>Ternarias (un solvente + dos solutos), etc </li></ul></ul><ul><li>Por el tipo de solvente </li></ul><ul><ul><li>Acuosas ( si el solvente es agua) </li></ul></ul><ul><ul><li>Alcohólica ( si el solvente es alcohol), etc </li></ul></ul>Mayormente veremos solo soluciones acuosas binarias
  12. 12. Tipos de soluciones <ul><li>Por su estado físico </li></ul><ul><li>La solución se presenta en el mismo estado físico que el solvente </li></ul>Estado de la solución Estado del solvente Estado del soluto Ejemplo Gas Gas Gas Aire ( N 2 , O 2 , y otros ) Gas Gas Líquido Coloides ! Gas Gas Sólido Coloides ! Líquido Líquido Gas Gaseosa ( H 2 O, CO 2 , sacarosa, y otros ) Líquido Líquido Líquido Vinagre ( H 2 O y ácido acético ) Líquido Líquido Sólido Agua de mar ( H 2 O, NaCl, y muchos otros ) Sólido Sólido Gas Hidrógeno en platino Sólido Sólido Líquido Amalgama para dientes ( Ag-Sn-Hg ) Sólido Sólido Sólido Latón amarillo ( Cu-Zn )
  13. 13. Curvas de solubilidad <ul><li>Muestran la variación de la solubilidad con los cambios de temperatura. </li></ul>
  14. 14. Factores que afectan la solubilidad Factores que afectan a la solubilidad: » Interacciones soluto-disolvente » Efecto de la temperatura » Efecto de la presión
  15. 15. A) Interacciones soluto-solvente <ul><li>Dos sustancias que tienen el mismo tipo y magnitud de fuerzas intermoleculares serán solubles entre sí. </li></ul><ul><li>“ Los semejante disuelve lo semejante” </li></ul>Disolución de NaCl(s) en H 2 O(l)
  16. 16. B) Efecto de la temperatura en la solubilidad <ul><li>Disolución de sólidos en líquidos </li></ul><ul><ul><li>El efecto de la temperatura en éste caso se ha observado en las curvas de solubilidad antes mostradas. </li></ul></ul><ul><ul><li>Esta disolución puede presentarse de dos modos, de acuerdo a la energía involucrada: </li></ul></ul><ul><ul><li>solvente + soluto  solución + calor </li></ul></ul><ul><ul><li>solvente + soluto + calor  solución </li></ul></ul>PROCESO EXOTÉRMICO PROCESO ENDOTÉRMICO
  17. 17. Disolución de sólidos en líquidos <ul><li>En las disoluciones exotérmicas, se libera calor, enfriar el sistema, durante el proceso de disolución favorece este fenómeno. </li></ul><ul><li>En las disoluciones endotérmicas es agregar calor al sistema favorece el proceso de disolución, aumentando la solubilidad. </li></ul>S t ºC Proceso de disolución exotérmico Proceso de disolución endotérmico
  18. 18. Efecto de la temperatura en la solubilidad <ul><li>Solubilidad de gases en líquidos </li></ul><ul><ul><li>La solubilidad de los gases disminuye al aumentar la T </li></ul></ul>gas + líquido  solución + calor
  19. 19. C) Efecto de la presión en la solubilidad <ul><li>La presión no ejerce mayor efecto sobre la solubilidad de sólidos en líquidos, pero si en la solubilidad de los gases en líquidos: </li></ul><ul><li> A una T determinada, el aumento de presión implica un incremento en la solubilidad del gas en el líquido . </li></ul>
  20. 20. Solubilidad de gases en líquidos <ul><li>La solubilidad de los gases en líquidos está gobernada por la Ley de Henry: </li></ul><ul><li>“ la solubilidad de un gas en un líquido es directamente proporcional a la presión que el gas ejerce sobre el líquido” </li></ul>
  21. 21. Formas de expresar la concentración <ul><li>Unidades Físicas de concentración </li></ul><ul><ul><li>Masa de soluto por volumen de solución </li></ul></ul><ul><ul><li>Porcentaje en masa </li></ul></ul><ul><ul><li>Porcentaje en volumen </li></ul></ul><ul><li>Unidades Químicas de concentración </li></ul><ul><ul><li>Molaridad </li></ul></ul><ul><ul><li>Normalidad </li></ul></ul><ul><ul><li>Molalidad </li></ul></ul><ul><ul><li>Fracción molar </li></ul></ul>
  22. 22. Abreviaturas empleadas <ul><li>Haremos uso de las siguientes abreviaturas y símbolos: </li></ul><ul><ul><li>sol = solución </li></ul></ul><ul><ul><li>sto = soluto </li></ul></ul><ul><ul><li>ste = solvente </li></ul></ul><ul><ul><li>C = concentración </li></ul></ul><ul><ul><li>n = número de moles </li></ul></ul><ul><ul><li> = número de equivalentes </li></ul></ul><ul><ul><li> = capacidad de reacción </li></ul></ul><ul><ul><li>V = volumen </li></ul></ul>
  23. 23. Unidades Físicas de concentración <ul><li>Porcentaje en volumen y masa </li></ul><ul><li>Indica las partes de soluto contenidas en 100 partes de solución, por volumen o masa, respectivamente. </li></ul>Masa de soluto por volumen de solución Indica la masa de soluto disuelta en cada litro de solución. Es lo que comúnmente se denomina Concentración (C).   Unidades: g/L; mg/L, etc. Vsto %V sto = (100) Vste masa sto %masa sto = (100) masa ste
  24. 24. Unidades Químicas de Concentración <ul><li>Son las que relacionan moles de soluto por unidad de masa o volumen de solución o solvente. </li></ul>C N =  sto C M X sto + X ste = 1 n sto C m = masa ste (kg) n sto n sto X sto = = n total n sto + n ste Nombre Cálculo Unidades Interpretación Concentración molar o Molaridad mol/L Expresa el número de moles de soluto disueltos en cada litro de solución. Concentración normal o Normalidad eq/L   Expresa el número de equivalentes de soluto disueltos en cada litro de solución Concentración molal o Molalidad mol/kg Expresa el número de moles de soluto disueltos en cada kilogramo de solvente. Fracción Molar adimensional Expresa el tanto por uno en moles correspondiente al soluto o al solvente.
  25. 25. Unidades de concentración Ejemplo . Una solución fue preparada disolviendo 50,0 g de CsCl (cloruro de cesio) en 50,0 g de agua. El volumen de la solución resultó 63,3 mL. Calcule la molaridad, la molalidad, la fracción molar y el porcentaje en masa del CsCl. n CsCl C M = V sol (L) 1000 mL sol 1 L sol 50,0 g CsCl 1 mol CsCl = x x 63,3 mL sol 168,35 g CsCl C M = 4.69 1 mol/L = 4,69 1 M
  26. 26. Unidades de concentración n CsCl C m = masa ste (kg) 1000 g agua 1 kg agua 50,0 g CsCl 1 mol CsCl = x x 50,0 g agua 168.35 g C m (CsCl) = 5.94 0 mol/kg = 5.94 0 m Una solución fue preparada disolviendo 50.0 g de CsCl (cloruro de cesio) en 50,0 g de agua. El volumen de la solución resultó 63,3 mL. Calcule la molaridad, la molalidad , la fracción molar y el porcentaje en masa del CsCl.
  27. 27. Unidades de concentración n CsCl X CsCl = n CsCl + n CsCl 50,0 g CsCl x (1 mol CsCl / 168,35 g) = [ 50,0 g CsCl x 1 mol CsCl / 168,35 g] + [50,0 g agua x 1 mol agua / 18,0 g ] X CsCl = 0,0965 9 Una solución fue preparada disolviendo 50,0 g de CsCl (cloruro de cesio) en 50,0 g de agua. El volumen de la solución resultó 63,3 mL. Calcule la molaridad, la molalidad, la fracción molar y el porcentaje en masa del CsCl.
  28. 28. Unidades de concentración masa CsCl  masa CsCl = x 100 % masa agua + masa CsCl 50.0 g CsCl = = 50,0 g agua + 50,0 g CsCl 50,0  CsCl Una solución fue preparada disolviendo 50,0 g de CsCl (cloruro de cesio) en 50,0 g de agua. El volumen de la solución resultó 63,3 mL. Calcule la molaridad, la molalidad, la fracción molar y el porcentaje en masa del CsCl.
  29. 29. Unidades de concentración <ul><li>Calcule la normalidad de una solución de ácido sulfúrico </li></ul><ul><li>cuya densidad es 1,84 g/mL y en la cual el porcentaje en </li></ul><ul><li>masa de H 2 SO 4 es 96% </li></ul>96 g H 2 SO 4 1,84 g sol 1000 mL sol 1 mol H 2 SO 4 C M = x x x = 18 mol/L = 18 M 100 g sol 1 mL sol 1 L sol 98 g H 2 SO 4 10 OJO : C M = 10 (%m sto )(  sol ) / M sto C N =  sto C M  (H 2 SO 4 ) = 2 eq/mol C N = 2 eq/mol (18 mol/L) = 36 eq/L
  30. 30. Operaciones con soluciones <ul><li>Dilución de soluciones: </li></ul><ul><ul><li>Al agregar más solvente a una solución disminuimos su concentración (la diluimos). </li></ul></ul><ul><li>Mezcla de soluciones: </li></ul><ul><ul><li>Al mezclar dos soluciones del mismo soluto y solvente podemos obtener una solución de concentración intermedia. </li></ul></ul><ul><li>Estequiometria de soluciones: </li></ul><ul><ul><li>Podemos utilizar soluciones como fuente de algunos reactivos necesarios en reacciones. </li></ul></ul>
  31. 31. Dilución de soluciones <ul><li>¿Qué volumen de agua debe agregarse a 700 mL de una solución de cloruro </li></ul><ul><li>de calcio 1 Molar para que su concentración disminuya a 0,35 Molar? </li></ul>Al haber agregado únicamente más solvente, tanto en la solución inicial como en la final debe mantenerse el número de moles del soluto. n sto1 = n sto2 pero n sto = VC M Luego: V 1 C M1 = V 2 C M2   V 1 = 700 mL V 2 = ?? C M1 = 1 Molar C M2 =0,35 Molar Reemplazando: (700 mL) (1 Molar) = (V 2 ) (0,35 Molar) V 2 = 2000 mL El volumen de agua añadida será : V 2 – V 1 = 2000 – 700 = 1300 mL n sto1 n sto2 + H 2 O
  32. 32. Mezcla de soluciones <ul><li>Cierta industria necesita 100 L de ácido clorhídrico 3 Molar. En su almacén solo cuenta con ácido clorhídrico concentrado (12 Molar) y ácido clorhídrico 0,5 Molar ¿Qué volúmenes de dichas soluciones se deben de mezclar para preparar lo requerido? </li></ul>si sumamos los moles correspondientes a cada solución original, éstos deben ser los que encontremos en la solución final. Por lo tanto: n sto1 + n sto2 = n sto3   es decir : V 1 C M1 + V 2 C M2 = V 3 C M3 Además debe tenerse en cuenta que: V 1 + V 2 = 100 L = V 3 Entonces: (V 1 ) (12 Molar) + (100 – V 1 ) (0,5 Molar) = (100 L) (3 Molar)   con lo que : V 1 = 21,739 L (Volumen tomado del HCl 12 Molar)   y V 2 = 100 – 21,739 = 78,261 L (Volumen tomado de HCl 0,5 Molar) n sto1 n sto2 + n sto3
  33. 33. Estequiometria de soluciones <ul><li>Cuando utilizamos soluciones para efectuar reacciones, al efectuar cálculos emplearemos sus concentración y volúmenes para calcular moles o número de equivalentes, puesto que: </li></ul><ul><li>n sto = V sol C M </li></ul><ul><li> sto = V sol C N </li></ul>
  34. 34. Problemas resueltos en soluciones <ul><li>Calcula la concentración en % en masa de una disolución obtenida disolviendo 10 g de NaOH en 150 g de agua. </li></ul><ul><li>Solución: </li></ul>
  35. 35. 2. Calcula la concentración en gramos por litro de la disolución obtenida al mezclar 319 g de CuSO 4 con agua hasta completar dos litros. Solución:
  36. 36. 3. Una botella contiene 750 g de agua azucarada que contiene un 60% de azúcar. Calcula cuantos gramos de azúcar contiene. Solución:
  37. 37. 4. Una disolución está formada por 8 g de soluto y 250 g de agua. Sabiendo que la densidad de la disolución es de 1,08 g/cm 3 . Calcula la concentración de la disolución en g/l. Solución
  38. 38. 5. Calcula la molaridad de una disolución que se obtiene disolviendo175,35 g de NaCl en agua hasta completar 6 litros de disolución. Datos: A(Na)=23; A(Cl)=35,4 Solución:
  39. 39. 6. Calcula la molaridad de una disolución que se obtiene disolviendo 25 g de KCl en 225 g de agua, sabiendo que la densidad de la disolución es de 2,1 g/mL. Datos: A(K)=39,1; A(Cl)=35,4 Solución:
  40. 40. 7. El HCl comercial contiene un 35% en masa de ácido y su densidad es 1,18 g/mL. ¿Cuál es su molaridad? Datos: A(Cl)=35,4; A(H)=1 Solución:
  41. 41. 8. Calcula el número de moles de soluto que están presentes en cada una de las disoluciones siguientes: a) 400 mL de MgBr 2 0,240 M; b) 80,0 mL de glucosa (C6H12O6) 0,460 M; c) 3,00 L de Na 2 CrO 4 0,040 M. Solución:
  42. 43. GRACIAS

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