![n = moles de H2SO4
n=m/MM
nH2SO4 = 24,4 g de H2SO4
98,09 g/mol de H2SO4
La masa del agua es de 198 g, o 0,198 kg.
Por tanto,
m= 0,249 moles de H2SO4
0,198 kg. de agua
= 0,249 moles de H2SO4
= 1,26 m (molal)
Ejercicio de práctica ¿Cuál es la molalidad de una disolución que contiene 7,78 g de urea [(NH2)2CO]
en 203 g de agua?](https://image.slidesharecdn.com/clasesoluciones1-240712035306-71a71665/85/Clase-de-soluciones-quimicas-y-sus-propiedades-23-320.jpg)
Clase de soluciones químicas y sus propiedades
- 1. SOLUCIONES Química General y Orgánica Centro de Ciencias Básicas Facultad de Ciencias de la Salud
- 2. CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA Materia Mezclas Sustancias puras Mezclas homogéneas Mezclas heterogéneas Compuestos Elementos Soluciones Ejemplo: moléculas H2O, NH3, O2 Ejemplo: Cu, Ni Una solución (o disolución) es una mezcla homogénea de dos o más sustancias. El soluto: es la sustancia presente en menor cantidad. El solvente (o disolvente) es la sustancia que está en mayor cantidad.
- 3. Una solución (o disolución) es una mezcla homogénea de dos o más sustancias. El soluto: es la sustancia presente en menor cantidad. El solvente (o disolvente) es la sustancia que está en mayor cantidad. SOLUCIONES
- 4. TIPOS DE SOLUCIONES (DISOLUCIONES)
- 5. La solubilidad de un soluto, se define como “la máxima cantidad de soluto que se disolverá en una cantidad dada de disolvente a una temperatura específica.” Las sustancias se pueden describir como: - Solubles, - Ligeramente solubles o - Insolubles (no son soluciones) SOLUBILIDAD DE UN SOLUTO
- 6. Solución Saturada: Es una solución que tiene el máximo de soluto que puede disolver (a una temperatura determinada). No se disolverá soluto adicional si se agrega a una disolución saturada. La cantidad de soluto necesaria para formar una disolución saturada en una cantidad dada de disolvente a una temperatura determinada, se conoce como solubilidad de ese soluto. Ejemplo: la solubilidad del NaCl en agua a 0ºC es de 35,7 g por 100 mL de agua. Es la cantidad de soluto que hay en una solución saturada de NaCl SOLUCIONES INSATURADAS, SATURADAS Y SOBRESATURADAS
- 7. Solución insaturada: Si hay menos soluto del necesario para formar una solución saturada, a una temperatura determinada. Solución sobresaturada: si hay una cantidad de soluto mayor que la necesaria para formar una disolución saturada, a una temperatura determinada. . Menos de 35,7 g de NaCl por 100 mL de agua SOLUCIONES INSATURADAS, SATURADAS Y SOBRESATURADAS A 0°C Más de 35,7 g de NaCl por 100 mL de agua. 35,7 g de NaCl por 100 mL de agua
- 8. La concentración de una disolución es la cantidad de soluto presente en una cantidad dada de solución, (o en una cantidad dada de solvente.) La concentración de una solución se puede expresar en muchas formas, como veremos a continuación: CONCENTRACIÓN DE LAS SOLUCIONES
- 9. Porcentaje en masa (porcentaje masa/masa o peso/peso) (%m/m ó %p/p) Es la relación de la masa de un soluto en 100 g de solución El porcentaje en masa no tiene unidades de masa porque es una relación de cantidades semejantes. Se expresa en porcentaje (%) Obs1: masa de solución= masa soluto + masa del solvente Obs2: %m/m (porcentaje masa-masa) = %p/p (porcentaje peso-peso) Porcentaje en masa(%m/m)= masa de soluto (g) x100 masa de la solución (g) UNIDADES FÍSICAS DE CONCENTRACIÓN
- 10. Porcentaje masa-volumen (%m/v) Es la relación de la masa de un soluto en un volumen de 100 mL de solución El porcentaje masa- volumen no tiene unidades de masa ni volumen porque es una relación de cantidades. Se expresa en porcentaje (%) Obs: %m/v (porcentaje masa-volumen) = %p/v (porcentaje peso-volumen) Porcentaje masa – volumen (%m/v) = masa de soluto (g) x100 volumen de la solución (mL) UNIDADES FÍSICAS DE CONCENTRACIÓN
- 11. Porcentaje volumen-volumen (%v/v) Es la relación del volumen de un soluto en un volumen de 100 ml de solución El porcentaje en volumen no tiene unidades de volumen porque es una relación de cantidades semejantes. Se expresa en porcentaje (%) Porcentaje en volumen (%v/v)= volumen de soluto (mL) x100 volumen de la solución (mL) UNIDADES FÍSICAS DE CONCENTRACIÓN
- 12. Molaridad (M) o concentración molar, es el número de moles de soluto por litro de solución. La molaridad se define como: Por tanto, las unidades de la molaridad son moles/L. La ecuación anterior también puede expresarse algebraicamente como: Donde n denota el número de moles de soluto y V es el volumen de la solución en litros. Molaridad = n de soluto (moles) Volumen solución (L) M = n (moles) V (Litro) Recuerde que: 1 mol = 6,022x1023 átomos o moléculas UNIDADES QUÍMICAS DE CONCENTRACIÓN
- 13. Molalidad (m) Es el número de moles de soluto disueltos en 1 kg (1000 g) de un disolvente, es decir, molalidad (m) = n de soluto (moles) masa del disolvente (Kg) Por tanto, las unidades de la molalidad son moles/Kg, o m Note que masa en Kg por los que se dividen los moles de soluto, son de disolvente y no de solución como lo ha sido en las otras unidades de concentración. UNIDADES QUÍMICAS DE CONCENTRACIÓN
- 14. Preparación de una solución de una sustancia sólida Balanza Matraz volumétrico o aforado La cantidad de soluto para preparar la solución se obtiene mediante la masa necesaria en una balanza. Si el soluto está expresado en moles, hay que hacer la conversión a masa (m=nxM). La solución se prepara en un matraz volumétrico o aforado, hasta llegar al volumen de solución a preparar (elegir el matraz del volumen que se necesita).
- 15. Aforo: Matraz volumétrico o aforado Preparación de una solución de una sustancia sólida
- 16. CixVi = CfxVf (inicial) (final) Donde: Ci= Concentración molar de la solución concentrada (inicial) Vi= Volumen que se debe tomar de la solución concentrada para preparar la solución diluida (inicial) Cf= Concentración molar de la solución diluida (final) Vf= Volumen que se quiere preparar de la solución diluida (final) C1xV1 = C2xV2 Preparación de una solución a partir de una sustancia líquida o solución concentrada (dilución) La dilución es el procedimiento que se sigue para preparar una disolución menos concentrada a partir de una sustancia liquida o solución más concentrada. En este caso el soluto necesario se obtiene a través de un volumen.
- 17. Ejercicio: Una muestra de 0,892 g de cloruro de potasio (KCl) se disuelve en 54,6 g de agua. ¿Cuál es el porcentaje en masa de KCl en la disolución? Solución porcentaje en masa de KCl = masa de soluto x100% masa de la disolución = 0,892 g ×100% (0,892g+54,6g) Ejercicio de práctica Una muestra de 6,44 g de naftaleno (C10H8) se disuelve en 80,1 g de benceno (C6H6). Calcule el porcentaje en masa de naftaleno en esta disolución. = 1,61% m/m
- 18. Ejercicio: Cuántos moles de soluto tienen 500 mL de una solución de glucosa (C6H12O6) 1,46 molar Solución: Una solución 1,46 M contiene 1,46 moles del soluto en un litro de disolución. Por supuesto, no siempre trabajamos con volúmenes de disolución de 1 L. Por tanto, en una disolución de 500 mL (Recuerde 1 L =1000mL) Debido a que: M= n soluto(moles) V solución (L) 1,46 mol = X 1 L 0,5 L X = 0,730 moles de C6H12O6 Observe que la concentración, al igual que la densidad, es una propiedad intensiva, de manera que su valor no depende de la cantidad de la solución. Por lo tanto los 500mL de solución también serán 1,46 M
- 19. Ejercicio ¿Cuántos gramos de dicromato de potasio (K2Cr2O7) se requieren para preparar 250 mL de una disolución cuya concentración sea de 2,16 M? Solución Primero se determina el número de moles de K2Cr2O7 que hay en 250 mL o 0,250 L de la disolución 2,16 M. Al reordenar la ecuación: Molaridad = n de soluto (moles) Volumen solución (L) Resulta: n de soluto = Molaridad × Volumen solución La masa molar del K2Cr2O7 es de 294,2 g,
- 20. n de K2Cr2O7 =2,16 mol K2Cr2O7 x 0,250 L solución 1 L solución =0,540 mol K2Cr2O7 Por lo tanto, necesitamos 0,540 moles de K2Cr2O7 para preparar 250 mL de una solución de 2,16M La masa molar del K2Cr2O7 es de 294,2 g, Y como sabemos: n=m/MM Reordenando: m=nxMM Por lo que escribimos: masa en gramos de K2Cr2O7 que necesitamos para preparar 250 mL de una solución de 2,16M m = n x MM m = 0,540 mol x 294,2 g/mol (de K2Cr2O7) =158,868 g K2Cr2O7
- 21. Ejercicio de práctica ¿Cuál es la molaridad de 85,0 mL de una disolución de etanol (C2H5OH) que contiene 1,77 g de esta sustancia?
- 22. Ejercicio: Calcule la molalidad de una disolución de ácido sulfúrico que contiene 24,4 g de ácido sulfúrico en 198 g de agua. La masa molar del ácido sulfúrico es de 98,09 g/mol. Estrategia Para calcular la molalidad de una disolución, necesitamos saber el número de moles de soluto y la masa del disolvente en kilogramos. Solución La definición de molalidad (m) es: m = n de soluto (moles) masa de disolvente (kg) Primero, debemos encontrar el número de moles del ácido sulfúrico en 24,4 g del ácido, utilizando su masa molar como el factor de conversión.
- 23. n = moles de H2SO4 n=m/MM nH2SO4 = 24,4 g de H2SO4 98,09 g/mol de H2SO4 La masa del agua es de 198 g, o 0,198 kg. Por tanto, m= 0,249 moles de H2SO4 0,198 kg. de agua = 0,249 moles de H2SO4 = 1,26 m (molal) Ejercicio de práctica ¿Cuál es la molalidad de una disolución que contiene 7,78 g de urea [(NH2)2CO] en 203 g de agua?
- 24. Para ello necesitamos 0,4 moles de KMnO4. Puesto que hay 1,0 mol de KMnO4 en 1 L de una disolución de KMnO4 1,0 M, hay 0,4 moles de KMnO4 en 0,4 L de la misma Solución: 1M x Vi=0,4M x 1L Vi=0,4M x 1L 1M Vi=0,4 L Por tanto, debemos tomar 400 mL de la disolución de KMnO4 1,0 M y diluirlos hasta 1000 mL mediante la adición de agua (en un matraz volumétrico de 1 L). Este método da 1 L de la disolución deseada de KMnO4 0,400 M. MixVi=MfxVf Ejercicio: Se necesita preparar 1 L de una disolución de KMnO4 0,4 M a partir de una disolución de KMnO4 1,0 M.
- 25. Estrategia Como la concentración de la disolución final es menor que la de la disolución original, éste es un proceso de dilución. Solución Preparamos el cálculo mediante la tabulación de los datos: Mi = 8,61 M Mf = 1,75 M Vi = ? Vf = 5,00 × 102 mL (continúa) Ejemplo Describa cómo prepararía 5,00×102 mL de una disolución de H2SO4 1,75 M, a partir de una disolución concentrada de H2SO4 8,61 M.
- 26. Por tanto, para obtener la concentración deseada debemos diluir 102 mL de la disolución de H2SO4 8,61 M con suficiente agua para obtener un volumen final de 5,00 × 102 mL en un matraz volumétrico de 500 mL. Ejercicio de práctica ¿Cómo prepararía 2,0×102 mL de una solución de NaOH 0,866 M, a partir de una disolución stock de 5,07 M Reemplazando en la ecuación Mi x Vi = Mf x Vf Tenemos: 8,61 M x Vi = 1,75 M x 5,00 × 102 mL Vi = 1,75 M x 5,00 × 102 mL 8,61 M Vi = 102 mL
- 27. No olvides revisar! Aula virtual: https://aulavirtual.ucentral.cl/ Syllabus - Fechas de evaluaciones - Bibliografía Básica y complementaria Tutoriales de la Universidad https://www.ucentral.cl/online