![Curva de P frente a la
composición del vapor (X1
V
)
P
x1
V0 1
PTOT
P1
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0](https://image.slidesharecdn.com/tema6presentacion-150328133026-conversion-gate01/85/Tema6-presentacion-16-320.jpg)
![Factores de van't Hoff reales e ideales Factores de van't Hoff reales e ideales
Compuesto KBr NaCl K2CO3 K2CrO4 K3[Fe(CN)6]
i ideal (disol. Inf.) 2,00 2,00 3,00 3,00 4,00
i real (0,1 m) 1,88 1,87 2,45 2,39 2,85
i real (1,0 m) 1,77 1,83 2,39 1,95
Los i reales están calculados a partir de los descensos crioscópicos,
tomando Kf
= 1,86 ˚C/m para el agua](https://image.slidesharecdn.com/tema6presentacion-150328133026-conversion-gate01/85/Tema6-presentacion-37-320.jpg)
Tema6 presentacion
- 2. Tipos de mezclasTipos de mezclas • Mezclas homogéneas (disoluciones). En una disolución, el soluto (el sólodo líquido o gas que se disuelve) se dispersa en pequeñas partículas en el disolvente (generalmente un líquido), dando lugar a una mezcla homogénea (si se toman muestras cada vez más pequeñas, su composición permanece constante hasta escalas moleculares) • Mezclas heterogéneas o groseras (suspensiones). Las partículas son grandes y a veces pueden obervarse incluso a simple vista • Mezclas coloidales. El tamaño de partícula es intermedio entre una disolución y una suspensión. Las partículas son lo suficientemente grandes para que aunque no visibles dispersen la luz. Pero son sufientemente pequeñas para que no se depositen con facilidad. Algunas sustancias tienen moléculas tan grandes que forman necesariamente coloides (coloides moleculares)
- 3. DefiniciónDefinición • Disolución: mezcla homogénea de dos o más sustancias en una única fase • Uno de los componentes es el disolvente y los otros el soluto • Disolvente: componente que está presente en mayor cantidad o que determina el estado de la materia en que existe la disolución • Solutos: los restantes componentes
- 4. Clasificación de las disolucionesClasificación de las disoluciones • Dependiendo de la naturaleza de la fase: Sólida Líquida Gaseosa • Dependiendo del número de componentes: – Binaria – Ternaria – Cuaternaria – ....
- 5. Clasificación de las disoluciones líquidasClasificación de las disoluciones líquidas • Dependiendo del estado del soluto: Soluto sólido Soluto líquido Soluto gaseoso Dependiendo de la naturaleza del soluto: • Dependiendo del disolvente ✔ Electrolíticas ✔ No electrolíticas ➔ El soluto se disocia en iones, p. ej. sal ➔ conducen la corriente eléctrica ➔ El soluto no se disocia en iones, p. ej. azúcar ➔ No conducen la corriente eléctrica ✔ Acuosas ✔ No acuosas
- 6. Tipos de dislucionesTipos de disluciones Soluto Disolvente Ejemplos Gas Gas Aire (mezcla de gases) Líquido Gas Con gotas presentes es un sistema coloidal Sólido Gas Con partículas presentes es un sistema coloidal Gas Líquido Gaseosa, ácido clorhídrico, amoníaco en agua Líquido Líquido Alcohol en agua, gasolina Sólido Líquido Sal en agua Gas Sólido Aleación de hidrógeno en paladio Líquido Sólido Benceno en caucho Sólido Sólido Aleaciones metálicas Disoluciones gaseosas Disoluciones líquidas Disoluciones sólidas
- 8. • Molaridad (M) • Unidades: molL1 (molar,M) • Desventaja: Varía con T • Ventaja: Facilidad para medir V • Normalidad (N) • Unidades: equivL1 (normal,N) • Desventaja: depende de la reacción • Uso no recomendado equivalentes (i) = ni valencia Protones transferidos en reacciones ácidobase Electrones transferidos en reacciones redox • Porcentaje en peso (% p/p) • Partes por millón (ppm) Mi = ni L disolución Ni = equivalentesi L disolución ppm= masasoluto masadisolución ⋅10 6 100 disolución masa soluto masa peso%
- 9. SolubilidadSolubilidad • Solubilidad: máxima cantidad de un material que se disolverá en una cantidad dada de disolvente, a una temperatura dada, para producir una disolución estable • Una disolución es saturada cuando se ha disuelto de forma estable la máxima cantidad de soluto en el disolvente. La concentración del soluto en ese momento es igual a la solubilidad del soluto • Una disolución es no saturada cuando la cantidad de soluto es menor que la máxima • Una disolución es sobresaturada cuando la cantidad de soluto es mayor que la máxima
- 10. Proceso de disoluciónProceso de disolución Disolvente + soluto Disolvente + soluto expandidos + + Disolución Hdisolución • El soluto y disolvente se alejan hasta la distancia media que tendrán en la disolución. Para ello deben vencer las atracciones solutosoluto y disolventedisolvente • Soluto y disolvente se mezclan con lo que se establecen interacciones solutodisolvente que estabilizan la disolución • En el diagrama el proceso es exotérmico aunque, en muchos casos, la disolución es un proceso endotérmico
- 11. CONCEPTO DE DISOLUCIÓN IDEAL.CONCEPTO DE DISOLUCIÓN IDEAL. LEY DE RAOULT.LEY DE RAOULT. 1) Descripción fenomenológica: PV = nRT 2) Descripción molecular: • Moléculas puntuales (V despreciable). • No existen interacciones intermoleculares entre ellas. Estudio de los gases: Fácil gracias al modelo del gas ideal. • Modelo sencillo para predecir su comportamiento. • Referente para el estudio de gases reales. ¿No podríamos disponer de un modelo análogo para disoluciones? ¡ Sí !
- 12. MODELO DE LA DISOLUCIÓN IDEAL 1) Descripción molecular Disolución en la cual las moléculas de las distintas especies son tan semejantes unas a otras que las moléculas de uno de los componentes pueden sustituir a las del otro sin que se produzca una variación de la estructura espacial de la disolución ni de la energía de las interacciones intermoleculares presentes en la misma. 2) Descripción fenomenológica Ley de Raoult François Marie Raoult (18301901) Presión de vapor del líquido i puro Fracción molar de i en la disolución líquida Presión parcial de i en el vapor en equilibrio con la disolución * i L ii PxP
- 13. MAGNITUDES TERMODINÁMICAS DE MEZCLA.MAGNITUDES TERMODINÁMICAS DE MEZCLA. Magnitud de mezcla: Diferencia entre el valor de la magnitud en la disolución y la de los componentes puros. Compuestos puros Disolución YM = Ydisoluc – Y* En el caso de una disolución ideal (T y P ctes) VM = 0 no hay cambio de volumen al formarse la disolución, pues no cambia la estructura espacial. UM = 0 pues no cambia la energía de las interacciones al formarse. HM = 0 no hay calor de mezcla a P cte; ni absorbe ni desprende Q. SM > 0 aumenta el desorden. GM < 0 formación de la disolución: espontánea.
- 14. DISOLUCIONES BINARIAS IDEALES.DISOLUCIONES BINARIAS IDEALES. DIAGRAMAS Px y Tx.DIAGRAMAS Px y Tx. (1+2) (1+2) L V Disolución ideal de los componentes 1 y 2 (ambos volátiles) Equilibrio L V Disolución ideal Ley de Raoult * 2 L 22 * 1 L 11 PxP PxP En el vapor, de acuerdo con la ley de Dalton, se cumplirá: TOT V 22TOT V 1121TOT PxP;PxP;PPP Con estas expresiones puedo conocer la composición del vapor sabiendo la del líquido (ambas no tienen por qué ser iguales).
- 17. P x10 1 P1 * P2 * Si representamos ambas en el mismo diagrama Diagrama de fases Px (T = cte) Líquido Vapor L + V P x1 0 1 Disminuimos P a T cte desde A hasta E A: disolución líquida B: empieza a producirse vapor C: líquido + vapor en equilibrio D: Se evapora la última gota de líquido E: Todo vapor x1 V B x1 Vx1 L C D x1 L A E
- 22. DISOLUCIONES DILUIDAS IDEALES.DISOLUCIONES DILUIDAS IDEALES. LEY DE HENRY.LEY DE HENRY. Muchas disoluciones se desvían bastante del modelo de disolución ideal. Por ello resulta útil definir otro modelo: MODELO DE LA DISOLUCIÓN DILUIDA IDEAL • Descripción molecular: – Disolución en la cual las moléculas de soluto prácticamente sólo interaccionan con moléculas de disolvente. – Es el límite cuando xL (disolvente) 1 y xL (solutos) 0 – (Sólo aplicable a disoluciones no electrolíticas)
- 23. 2) Descripción fenomenológica * i L ii PxP • El disolvente obedece la ley de Raoult: • El soluto obedece la ley de Henry: L iii xkP Constante de la ley de Henry (unidades de P) William Henry (17751836) 1803: Estudio de la solubilidad de gases en líquidos a distintas presiones: observó que un aumento de la presión parcial favorecía la solubilidad del gas En condiciones de dilución suficientemente elevada, todas las disoluciones no electrolíticas pasan a ser disoluciones diluidas ideales.
- 27. PROPIEDADES COLIGATIVAS.PROPIEDADES COLIGATIVAS. 1) Disminución de la presión de vapor 2) Aumento de la temperatura de ebullición 3) Descenso de la temperatura de fusión/congelación 4) Presión osmótica La formación de una disolución tiene consecuencias sobre una serie de propiedades: propiedades coligativas. Propiedades que dependen únicamente de la cantidad (concentración) de soluto añadida (moles o moléculas de soluto), pero no de su naturaleza (de qué soluto sea). Estudiaremos disoluciones diluidas ideales (no electrolíticas) formadas por un disolvente volátil (1) y un soluto no volátil (2).
- 28. Disminución de la presión de vaporDisminución de la presión de vapor Como el soluto es no volátil, la presión del vapor de la disolución (P) corresponderá a la presión de vapor del disolvente (P1). L 2 * 1 L 1 * 1 * 1 L 1 * 11 * 1 xP)x1(PPxPPPP ¿Cuánto disminuye la presión de vapor al formarse la disolución? Aplicación: determinación de pesos moleculares. * 1 L 1 * 1 L 11 PP1x Como PxPP (pues el disolvente obedece la ley de Raoult) La presión de vapor de la disolución es menor que la del disolvente puro.
- 32. Presión osmóticaPresión osmótica a) Disolución y disolvente. La Pv en el vaso de disolvente es mayor. El disolvente se evapora del segundo vaso y condensa en el primero b) Disolución concentrada y disolución diluída. La Pv en la dislución diluída es mayor que en la concentrada. El disolvente se evapora de la diluída y condensa en la concentrada hasta que las concentraciones se igualen momento en el que la Pv es igual en ambas. c) Una membrana semipermeable (solo deja pasar el disolvente) separa la disolución concentrada del disolvente. Se consigue el mismo efecto que en a) y b). El disolvente atraviesa la membrana hasta que la presión hidrostática compense la diferencia de Pv
- 34. Presión osmótica = c R T Ecuación de van’t Hoff Molaridad Importancia en los seres vivos: • Las paredes celulares actúan como membranas semipermeables: permiten el paso de moléculas pequeñas (agua, moléculas de nutrientes) pero no de grandes (enzimas, proteínas, ...). Determinación de pesos moleculares osmometría. (especialmente para moléculas con altos pesos moleculares como, p.ej., macromoléculas biológicas). Ósmosis inversa desalinización (aplicar a la disolución una presión mayor que la , provocando un flujo de salida del disolvente). Aplicaciones
- 36. Disociación de electrolitos y propiedades Disociación de electrolitos y propiedades coligativascoligativas • Las propiedades coligativas dependen de la concentración de partículas de soluto • Los electrolitos al disociarse poseen concentraciones efectivas mayores que las nominales • El factor de van't Hoff, i, es la relación entre la propiedad coligativa real y el valor que se observaría si no hubiese disociación i= T f real T f no disociado = K f cm efectiva K f cm nominal = cm efectiva cm nominal T f real=K f cm efectiva=i K f cm nominal
- 37. Factores de van't Hoff reales e ideales Factores de van't Hoff reales e ideales Compuesto KBr NaCl K2CO3 K2CrO4 K3[Fe(CN)6] i ideal (disol. Inf.) 2,00 2,00 3,00 3,00 4,00 i real (0,1 m) 1,88 1,87 2,45 2,39 2,85 i real (1,0 m) 1,77 1,83 2,39 1,95 Los i reales están calculados a partir de los descensos crioscópicos, tomando Kf = 1,86 ˚C/m para el agua
- 38. Algunos métodos de separación de mezclasAlgunos métodos de separación de mezclas • Separación de mezclas heterogéneas – Líquidos inmiscibles Decantación – Sólido y líquido Filtración – Sólidos Extracción de uno de los componentes con disolvente • Separación de mezclas homogéneas: – Líquidos o gases Cromatografía (de líquidos o gases) – Líquidos Destilación – Sólido en líquido cristalización por evaporación o descenso de T • Purificación de coloides: – Sólido en líquido Filtración (partículas grandes) Ultrafiltración (filtración a presión a través de membranas pequeñas) Diálisis y electrodiálisis (para soles liófobos)