Soluciones

OBJETIVOS

Con base en la densidad, porcentaje en peso y el peso molecular del soluto, calcular la concentración de una solución en otras unidades

A partir de una solución acuosa de concentración conocida, preparar por disolución, soluciones menos concentradas

Determinar la concentración de una solución problema y expresarla en diferentes unidades de concentración

MARCO TEORICO

Una solución (o disolución) es una mezcla de dos o más componentes, perfectamente homogénea ya que cada componente se mezcla íntimamente con el otro, de modo tal que pierden sus características individuales. Esto último significa que los constituyentes son indistinguibles y el conjunto se presenta en una sola fase (sólida, líquida o gas) bien definida.

Una solución que contiene agua como solvente se llama solución acuosa.

Características de las soluciones (o disoluciones):

Sus componentes no pueden separarse por métodos físicos simples como decantación, filtración, centrifugación, etc.

Sus componentes sólo pueden separase por destilación, cristalización, cromatografía.

Los componentes de una solución son soluto y solvente.

Soluto: Es aquel componente que se encuentra en menor cantidad y es el que se disuelve. El soluto puede ser sólido, líquido o gas.

Solvente: Es aquel componente que se encuentra en mayor cantidad y es el medio que disuelve al soluto. El solvente es aquella fase en que se encuentra la solución. Aunque un solvente puede ser un gas, líquido o sólido, el solvente más común es el agua.

En una disolución, tanto el soluto como el solvente interactúan a nivel de sus componentes más pequeños (moléculas, iones). Esto explica el carácter homogéneo de las soluciones y la imposibilidad de separar sus componentes por métodos mecánicos.

Dependiendo de su concentración, las disoluciones se clasifican en diluidas, concentradas, saturadas, sobresaturadas.

Diluidas: si la cantidad de soluto respecto del solvente es pequeña.

Concentradas: si la proporción de soluto con respecto del solvente es grande.

Saturadas: se dice que una disolución está saturada a una determinada temperatura cuando no admite más cantidad de soluto disuelto.

Sobresaturadas: disolución que contiene mayor cantidad de soluto que la permitida a una temperatura determinada. La sobresaturación se produce por enfriamientos rápidos o por descompresiones bruscas.

Las unidades de concentración en que se expresa una solución o disolución pueden clasificarse en unidades físicas y en unidades químicas.

Unidades físicas de concentración

Las unidades físicas de concentración están expresadas en función del peso y del volumen, en forma porcentual, y son las siguientes:

a) Tanto por ciento peso/peso %P/P = (cantidad de gramos de soluto) / (100 gramos de solución)

b) Tanto por ciento volumen/volumen %V/V = (cantidad de ml de soluto) / (100 ml de solución)

c) Tanto por ciento peso/volumen % P/V = (cantidad de gr de soluto)/ (100 ml de solución)

Unidades químicas de concentración

Para expresar la concentración de las soluciones se usan también sistemas con unidades químicas, como son:

a) Fracción molar

b) Molaridad M = (número de moles de soluto) / (1 litro de solución)

c) Molalidad m = (número de moles de soluto) / (1 kilo de solvente)

e) Normalidad ‘N’: equivalente gramo de soluto en un litro de solución.

PROCEDIMIENTO Y CÁLCULOS

Se toma como base de cálculo 100g de solución CH3COOH 99.7%

(99,7gCH_3 COOH)/(100gslnCH_3 COOH) * (1molCH_3 COOH )/(60gCH_3 COOH) * 1,049gsln/ml * 1000ml/1L = 17.4 M

V1C1=V2C2 V= Volumen C=Concentración

V117.4 M=25ml.5M

V1= (25ml*5M)/17,4M = 7,2 ml de CH3COOH 17,4M

En un balón volumétrico de 25 ml adiciono 7.2ml de CH3COOH 17.4M y completo con agua desinonizada hasta 25 ml.

V15M=25ml.0.5

V1=(25ml*0.5M)/5M= 2.5ml de CH3COOH 5M

En un balón volumétrico de 25 ml adiciono 2.5ml de CH3COOH 5M y completo con agua desinonizada hasta 25 ml.

V10.5M=25ml.0.05M

V1=(25ml*0.05M)/0.5M = 2.5ml de CH3COOH 0.5M

En un balón volumétrico de 25 ml adiciono 2.5ml de CH3COOH 0.5M y completo con agua desinonizada hasta 25 ml

En 4 tubos de ensayo, tomo 4ml de cada solución y de una solución problema de ácido acético (44).

Agrego una gota de azul de timol a cada uno, agito, y determino la concentración de a solución problema.

5M= Rosado

0.5M= Café claro

0.05= Café más claro

Solución problema= Café claro

La solución problema es la concentración 0.5M debido a que quedo de igual color.

Solución problema NaCl:

En una balanza, se pesó una capsula de porcelana más un vidrio reloj como tapa.

Peso= 149g

Se adicionó 10 ml de una solución problema NaCl (39) y se volvió a pesar

Peso=159.7g

Se calentó la solución con un mechero a fuego lento, hasta que toda el agua se evaporara del recipiente. Se dejo enfriar y se volvió a pesar.

Peso= 150.45g Resto= 159.7 – 150.45= 9.25 (H2O)

Resto= 10.7 – 9.25= 1.45 (NaCl)

Por último se determino la densidad y la concentración de la solución en sus diferentes unidades % p/p, % p/v, M, N, m, OsM y fracción molar.

Densidad: 1.45g/10ml= 0.145 g/ml

% P/P= 1.45gsto/10.7gsln* 100=13.55 %p/p

% P/V= 1.45gsto/10mlsln * 100= 14.5 %p/v

Molaridad: molsto/Lsln

1.45gsto/10mlsln * 1molsto/58.442gsto * 1000mlsln/(1 Lsln) = 2.481 M

Normalidad: (M*eq-g) eq-g= 1

N: 2.481*1

N: 2.481

Molalidad: m: (molsto )/kgste

1ml agua = 1 g agua

1.45gsto/9.25gste * (1 molsto)/58.442gsto * 1000gste/1kgste = 1450molsto/540.5885kgste = 2.68 m

Fracción Molar (X):

Xsoluto: molsto/molsln Xsolvente: molste/molsln molsolución: molsoluto+ molsolvente

Molsoluto: 1.45gsto 1molsto/58.442gsto = 0.02481

Molsolvente: 9.25gste 1molste/18gste = 0.02854

Molsolución: 0.02481 + 0.02854 = 0.05335

Xsoluto: 0.02481molsto/0.05335molsln = 0.465

Xsolvente: 0.02854molste/0.05335molsln = 0.534

OsM: M*# de partículas disociadas

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