DISOLUCIONES

Claudia Carrascal Profesora de química FEM

Sistemas materiales

Sistema material Sustancias puras Mezclas elemento Compuesto Heterogéneas Homogéneas

Sustancias puras

Elemento compuesto

Formado por un solo tipo de átomo Formado por átomos diferentes enlazados químicamente

¿Qué son?

  Una mezcla está formada por la unión de sustancias en cantidades variables y que no se encuentran químicamente combinadas. Por lo tanto, una mezcla no tiene un conjunto de propiedades únicas, sino que cada una de las sustancias constituyentes aporta al todo con sus propiedades específicas.

 Las mezclas homogéneas son aquellas cuyos componentes no son identificables a simple vista, es decir, se aprecia una sola fase física (monofásicas). Ejemplo: aire, agua potable.

Mezclas (formada por dos o mas componentes)

Homogéneas

Componentes uniformemente mezclados.

Una sola fase También llamados soluciones

Heterogéneas

Los componentes no se mezclan homogéneamente.

Hay presente más de una fase.

Mezclas heterogéneas.

   Emulsiones: Conformada por 2 fases líquidas inmiscibles. Ejemplo: agua y aceite, leche, mayonesa.

Suspensiones: Conformada por una fase sólida insoluble en la fase dispersante líquida, por lo cual tiene un aspecto opaco. Ejemplo: Arcilla, tinta china (negro de humo y agua), pinturas al agua, cemento.

Coloides o soles: Es un sistema heterogéneo en donde el sistema disperso puede ser observado a través de un ultramicroscopio.

SUSPENSIONES

Las suspensiones son mezclas heterogéneas formadas por un sólido en polvo o pequeñas partículas no solubles.

Solución de NaCl Suspensión de almidón en agua

Las suspensiones presentan las siguientes características:

• Sus partículas son mayores que las soluciones y los coloides, lo que permite observarlas a simple vista • Sus partículas se sedimentan suspensión se deja en reposo.

si la • Los componentes de la suspensión pueden separarse por medio de centrifugación, decantación, filtración y evaporación.

COLOIDES

Sistemas heterogéneos formados por una fase dispersante dispersas, también Coloidal.

y una o más llamada: fases Dispersión Las dispersiones coloidales no se definen en función de materia que contienen, sino del tamaño de las partículas que la forman.

Partes de una Dispersión Coloidal

FASE DISPERSA FASE DISPERSANTE

Son las partículas dispersas comparables con el soluto en la solución Es la sustancia en la cual las partículas dispersas están distribuidas (medio). Comparable con el solvente de la solución .

Las coloidales dispersiones son transparentes tiene una lechosa o , turbia.

algunas apariencia Estas pueden reflejar ( Efecto de Tyndall ).

la luz.

Las presentan un movimiento errático en zigzag, este efecto partículas es dispersas denominado Movimiento Browniano

TIPOS Espuma Espuma Sólida Aerosol Emulsión Líquida Emulsión Sólida Humo Sol* Sol sólido FASE DE LA PARTICULA Gaseosa Gaseosa Líquida Líquida Líquida Sólida Sólida Sólida FASE DEL MEDIO Líquida Sólida Gaseosa Líquida Sólida Gaseosa Líquida Sólida EJEMPLO Crema Batida Piedra pómez, malvaviscos Niebla, nubes, fijadores para el cabello Leche, mayonesa, crema Mantequilla, queso Polvo fino en smog, hollín en el aire Soluciones de almidón y jaleas.

Vidrio, rubí, opalo, perlas

Una emulsión es una mezcla de dos líquidos inmiscibles, uno de ellos (fase dispersa) es dispersado en otro (fase dispersarte).

Las emulsiones pueden ser aceite/agua ó agua /aceite.

PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES, COLOIDES Y SUSPENSIONES Propiedades Tamaño de la Partícula Mezcla Homogénea Estabilidad a la gravedad Separación por filtración Presentan efecto de Tyndall Presentan movimiento Browniano Solución 0.1 – 1 nm SI NO NO Coloide 1 – 1000 nm NO Muy estables Menos estables NO NO SI SI Suspensión > 1000 nm NO inestables SI NO (ESTAS NO SON TRANSPATENTES) NO

COMPARACIONES

Mezclas

Pueden separarse en sus componentes mediante cambios físicos

Sustancias

No pueden separarse en sus componentes por cambios físicos Su composición puede variar de manera continua al agregar uno de sus componentes Su composición es constante la mayoría de las veces Sus propiedades están ciertamente relacionadas con las de sus componentes Sus propiedades no están relacionadas con las de los elementos que los constituyen químicamente.

Métodos de separación mezclas heterogéneas

Filtración Esta técnica está basada en el diferente tamaño de las partículas de las sustancias que componen la mezcla.

Se utiliza para separar un sólido de un líquido en el cual no es soluble. Para ello, se hace pasar la mezcla por un material poroso, como papel, telas, etc., que retiene las partículas de la mezcla cuyo tamaño sea mayor que el tamaño del poro.

En el laboratorio se suele emplear un papel de filtro colocado en un embudo.

Métodos de separación mezclas heterogéneas

Decantación Este método está basado en la diferente densidad de dos líquidos que no forman una mezcla homogénea; es decir, de dos líquidos inmiscibles.

Para separar ambos líquidos, los echamos en un embudo de decantación y lo dejamos reposar el tiempo suficiente para que el líquido menos denso flote sobre la superficie del otro líquido.

Cuando se han separado los dos líquidos, abrimos la llave del embudo y el líquido más denso se recoge en un vaso de precipitados o en un matraz, como se muestra en la figura.

El líquido menos denso lo sacamos por la parte superior del embudo después de volver a cerrar el grifo.

Métodos de separación mezclas heterogéneas

Tamizado grava arena arcilla El tamizado se utiliza para separar mezclas de sólidos pulverizados en granos de diferentes tamaños. Consiste en hacer pasar la mezcla a través de distintos tamices. Los tamices se colocan de manera que el que tiene los poros más grandes esté arriba, y el que tiene los poros más pequeños, abajo. Con este método se separan, por ejemplo, las fracciones de grava, arena y arcilla que constituyen un suelo.

Métodos de separación mezclas heterogéneas Separación magnética

Esta técnica está basada en las propiedades magnéticas de algunas sustancias. Consiste en aplicar un campo magnético (un imán) para extraer de la mezcla las sustancias que son atraídas por él. Se utiliza habitualmente este método de separación en las plantas de tratamiento de residuos para separar los metales de las basuras.

Métodos de separación mezclas heterogéneas

Sedimentación Este método se basa, al igual que la decantación, en la diferente densidad de las sustancias que componen la mezcla. La diferencia es que la sedimentación permite separar sólidos de líquidos. Consiste en dejar reposar la mezcla el tiempo suficiente hasta que los sólidos vayan al fondo por su mayor densidad.

Este proceso se puede acelerar utilizando una centrifugadora (como la mostrada en la fotografía), en la cual se hace girar la mezcla a gran velocidad para que los sólidos se depositen en el fondo rápidamente.

Métodos de separación mezclas homogéneas

Destilación Este método está basado en la diferente temperatura de ebullición de las sustancias que componen una mezcla y sirve para separar líquidos miscibles.

Para realizar la destilación, se calienta la mezcla en un matraz. Los vapores formados corresponden a la sustancia con menor temperatura de ebullición, ya que se vaporiza primero. Estos vapores pasan por el refrigerante, que es un tramo de tubo sumergido en una corriente de agua fría, y se condensan, lo que nos permite recogerlos en un matraz.

Métodos de separación mezclas homogéneas

Cristalización Mediante esta técnica, basada en la diferente solubilidad que tienen los componentes de una mezcla al variar la separar un líquido.

temperatura, podemos sólido disuelto en un Para ello, calentamos la disolución para eliminar parte del agua y la dejamos en reposo en un recipiente de vidrio de gran superficie, denominado cristalizador; pasado un tiempo, el líquido se habrá enfriado y el sólido, al disminuir su solubilidad, formará cristales en el fondo.

Métodos de separación mezclas homogéneas

Cromatografía Esta técnica está basada en la diferente velocidad con que los componentes de una disolución se mueven a través de un medio poroso cuando son arrastrados por un disolvente en movimiento.

Un forma de realizarla consiste en introducir un extremo de un papel de filtro en el vaso que contiene la disolución. El disolvente, al mojar el papel de filtro y ascender por él, arrastra a los componentes de la disolución que, al moverse a distintas velocidades, dejarán franjas de distinto color en el papel de filtro.

Disoluciones o soluciones

Disolución Soluto Componentes Solvente clasificación Estado Concentracion

Disoluciones

Disolvente: componente mayoritario de la disolución, que determina si ésta es un sólido, un líquido o un gas.

Solutos: los demás componentes de la disolución

Ejemplos:

Disolución de glucosa(sól) en H 2 O(líq); glucosa(ac); C 6 H 12 O 6 (ac) Disolución de metanol(líq) en H 2 O(líq); metanol(ac); CH 3 OH(ac) Disolución de O 2 (g) en H 2 O(líq) [respiración de peces] Disolución acuosa de NaCl, KCl, CaCl 2 C 6 H 12 O 6 [un suero fisiológico] y

Disoluciones sólidas Disoluciones liquidas Disoluciones gaseosas DISOLUCIONES ESTADO CONCENTRACION Disoluciones diluidas (insaturadas) Disoluciones concentradas (saturadas) Disoluciones supersaturadas

Concentración

• • La relación entre la cantidad de sustancia disuelta (soluto) y la cantidad de disolvente se conoce como concentración.

Esta relación se expresa cuantitativamente en forma de unidades físicas y unidades químicas, debiendo considerarse la densidad y el peso molecular del soluto.

Clasificación según la concentración

Diluidas o insaturadas: Son las que tienen una pequeña cantidad de soluto en un determinado volumen de disolución.

Concentradas o saturadas : Son aquellas que tienen gran cantidad de soluto en un determinado volumen de disolución y por lo tanto, están próximas a la saturación. Existe un equilibrio dinámico entre soluto y disolvente.

Supersaturadas : Son las que contienen más soluto que el presente en las disoluciones saturadas.

Estos vasos, que contienen un tinte rojo, demuestran cambios cualitativos en la concentración. Las soluciones a la izquierda están más diluidas, comparadas con las soluciones más concentradas de la derecha.

Según el estado físico del soluto y el solvente

Soluto Disolvente Ejemplo

Gas Liquido Solido Gas Liquido Solido Gas Liquido Solido Gas Gas Gas Liquido Liquido Liquido Solido Solido Solido Aire Niebla Humo CO2 en agua Petróleo Azúcar en agua H2 en platino Hg en cobre Aleaciones

Disoluciones líquidas

Sólido en liquido

Azúcar en agua Sal en agua

Liquido en liquido

Alcohol en agua

Gas en liquido

CO 2 en agua (Bebidas gaseosas) • Disoluciones gaseosas  aire  smog

Expresiones Cualitativamente Cuantitativamente Diluida concentrada Expresiones físicas % peso-peso % volumen volumen Expresiones físicas Expresiones físicas Molaridad Expresiones químicas Molalidad Normalidad

Concentración en Unidades Físicas

 Porcentaje masa en masa (% m/m o % p/p): Indica la masa de soluto en gramos, presente en 100 gramos de solución.

 m soluto m + m soluto disolvente



Porcentaje masa/ masa (% m/m)

12 g café + 188 g agua = Solución 6% m/m

Ejemplo

 Una solución de azúcar en agua, contiene 20g de azúcar en 70g de solvente. Expresar la solución en % p/p.

soluto + solvente → solución 20g 70g 90g 20g azúcar → 90g solución Xg azúcar → 100g solución  20 g % masa = ————— · 100 = 22,22 %p/p 90 g

Tanto por ciento en masa-volumen.

 Expresa la masa en gramos de soluto por cada 100 cm 3 de disolución.

 m soluto % masa/volumen = ———————.100

V disolución El volumen de la disolución no resulta de sumarla masa del soluto con el volumen del solvente.

Ejemplo

 Una solución salina contiene 30g de NaCl en 80 mL de solución. Calcular su concentración en % p/v.

solución 30 % p/v = ————— · 100 = 37,5 80

•

Porcentaje Volumen-Volumen (% v/v)

• Es el volumen de de solución

.

soluto

que se encuentra en 100

ml

20 ml Ac. acético + 80 ml agua = Solución 20% V/V

Ejemplo

Web bibliografia

• • • www.iesrambladenogalte.es/aula/mod/resource/view.php?id

=5272 http://www.slideshare.net/guest15df8d5d/prcticas-de laboratorio-mepii Lab separación de mezclas.

http://www.slideshare.net/kyouyaootori5/suspensiones coloides-y-disoluciones