SOLUCIONES

RODRIGO ROLNSEPA

Qu es una solucin?Es una mezcla homognea de dos o ms sustancias.

La sustancia que se encuentra en mayor proporcin se llama disolvente y las otras se llaman solutos.

LO SEMEJANTE SE DISUELVE EN LO SEMEJANTE.Las sustancias con fuerzas de atraccin similares tienden a ser solubles unas enlas otras.

La formacin de soluciones es un proceso que es termodinmicamente posible.Este proceso depende de la solubilidad del soluto en el solvente.

La solubilidad es la medida de la cantidad de soluto que se puede disolver en un solvente dado, a cierta temperatura. Depende de la naturaleza del solvente y la del soluto: lo semejante disuelve a lo semejante, es decir, lo polar disuelve a lo polar y lo no polar a lo no polar.

Respecto a los compuestos inicos (aquellos que se pueden ionizar), stos se disuelven en disolventes polares, segn algunas reglas generales: Los compuestos con los siguientes iones generalmente son solubles: Li+, Na+, K+, NH4+, NO3-, ClO3-, CH3COO-; Cl-, Br-, I (menos con Ag, Pb y Hg) y SO42- (excepto con Pb, Sr y Ba).En disolventes polares, los iones se solvatan.La solvatacin es el proceso por el cual un in o una molcula se rodea de molculas de disolvente. Cuando el disolvente es agua, se habla de hidratacin.

Las Soluciones pueden ser:

- Slidas.- Lquidas.- Gaseosas.

Tipos de solucionesCon base en su capacidad de disolver un soluto, las soluciones pueden ser saturadas, no saturadas y sobresaturadas.Una solucin saturada contiene la mxima cantidad de soluto que se disuelve en un disolvente a una temperatura especfica.Una solucin no saturada o insaturada tiene menos soluto del que es capaz de disolver un disolvente.Una solucin sobresaturada contiene ms soluto del que puede haber en una solucin saturada. Este tipo de solucin es muy inestable.

El agua como solvente El agua es el lquido ms abundante del mundo; es una molcula polar, con una forma angular que presenta propiedades diferentes de los compuestos con pesos moleculares similares, debido a su capacidad de formar puentes de hidrgeno: Es considerado el disolvente universal porque disuelve molculas inicas y polares. Tiene una constante dielctrica de 80. La constante dielctrica hace referencia a la capacidad que tiene un solvente de separar iones.

Propiedades coligativas de las solucionesEn general, la presencia de soluto en una solucin modifica las propiedades del disolvente, generando nuevas propiedades en las soluciones. Estas propiedades se conocen como coligativas.Las propiedades coligativas slo dependen del nmero de partculas de soluto en solucin, pero no de la naturaleza de dichas partculas. Son 4 las propiedades coligativas descritas: disminucin de la presin de vapor, elevacin del punto de ebullicin, disminucin del punto de congelacin (crioscpico) y aparicin de la presin osmtica.

Concentracin de las solucionesLa concentracin de una solucin expresa la cantidad de soluto presente en una cantidad dada de solucin.

Los trminos concentrado y diluido son meramente expresiones relativas, en donde ninguna de las dos nos da una indicacin de la cantidad exacta del soluto presente. Por lo tanto se necesitan mtodos cuantitativos exactos que expresen la concentracin.

Mtodos para determinar la concentracinExisten varios mtodos para expresar concentracin en las soluciones, algunos de ellos son:Porcentaje (%)Molaridad (M)Molalidad (m)Normalidad (N)ppm (partes por milln)Fraccin molarDisolucin de soluciones.

En la solucin de problemas por mtodos qumicos, es bastante comn la conversin de una masa dada de soluto o disolvente a nmero de moles; basta recordar que la conversin se hace mediante la siguiente frmula:

EJEMPLO: Cuntos moles hay en 28.7 g de Na2SO4

Datos Clculos Respuestam= 28.7 grs. Calculo de masa molar del Na2SO4. en 28,7 gn= ? Na = 2 x 23 = 46 hay 0.202 moles S = 1 x 32 = 32 Formula O = 4 x 16 = 64 = 142 g/moln= m/Mm n= 28,7 g = 0.202 moles 142 g/mol

n=m/Mm

Cuntos moles se encuentran en 28 gramos de carbonato de potasio?

A cuntos moles de soluto corresponden 35 gramos de sulfato de aluminio?

CONCENTRACIN PORCENTUAL

Describe la concentracin de una solucin en trminos de porcentaje de soluto y expresa la cantidad de soluto en 100 gramos (porcentaje en masa) o 100 ml (porcentaje en volumen) de solucin.

EJEMPLOSOLUCIN DE CLORURO DE CALCIO AL 5%.

1- Se disuelven 12 gramos de cloruro de sodio en 68 g de agua. Calcular la concentracin porcentual de la solucin.

2- Calcular la concentracin porcentual de una solucin que se ha preparado disolviendo 4 g de permanganato de potasio en 640 g de agua.

3- Cuntos gramos de cloruro de sodio se necesitan para preparar 60 g de solucin de cloruro de sodio al 15%?

4- Cuntos gramos de bromuro de potasio se necesitan para preparar 80 g de solucin de bromuro de potasio al 5%?.

5- Cuntos gramos de solucin al 5% de cloruro de sodio contiene 3,2 g de cloruro de sodio?.

6- Calcular cuntos gramos de cloruro de bario se necesitan para preparar 50 ml de una solucin de cloruro de bario al 12%.

7- Calcular cuntos gramos de carbonato cido de sodio se necesitan para preparar 200 ml de una solucin de carbonato de sodio al 5%.

8- Calcular cuntos gramos de cido ntrico estn contenidos en 300ml de solucin de cido ntrico de d=1,2 g/ml y C=60%.

9- Calcular cuntos gramos de cido clorhdrico estn contenidos en 5 ml de solucin de cido clorhdrico de d=1,14 g/ml y C=37,23%.

10- Calcular cuntos gramos de cido sulfrico estn contenidos en 60 ml de solucin de cido sulfrico C= 44% y d=1,343 g/ml.

11- El cido de las bateras contiene 40% de cido sulfrico. Su peso especfico es 1,31. Calcular el peso del cido sulfrico en 100 ml de cido de batera.

MOLARIDAD

Es una de las formas corrientes de expresar la concentracin del soluto en la solucin es en funcin de la Molaridad.

La Molaridad de una solucin representa el nmero de moles de soluto en un litro de solucin o milimoles de soluto por ml de solucin.

EJEMPLOSOLUCIN PREPARADA DISOLVIENDO 1 MOL DE CLORURO DE POTASIO SLIDO (74,5 g) EN SUFICIENTE AGUA PARA DAR UN LITRO DE SOLUCIN SER ROTULADO COMO SOLUCIN KCl 1M.

EJEMPLO Calcular la Molaridad de una solucin que se ha preparado disolviendo 81 g de hidrxido de potasio hasta completar 600 ml de solucin.

1- Calcular la molaridad de una solucin que contiene 25 g de carbonato de potasio en 650 ml de solucin.

2- Calcular la molaridad de una solucin que contiene 50 g de bromuro de calcio en 250 ml de solucin.

3- Calcular la molaridad de una solucin que contiene 26 g de cloruro de bario en 500 ml de solucin.

4- Calcular la molaridad de una solucin que contiene 7 g de hidrxido de potasio en 250 ml de solucin.

5- Calcular la molaridad de una solucin que contiene 12 g de cloruro de sodio en 500 ml de solucin.

6- Calcular la concentracin en moles por litro de una solucin preparada disolviendo 5 g de sulfato de sodio en agua hasta un volumen de 400 ml.

EJEMPLO Calcular cuntos gramos de sulfato de potasio se necesitan para preparar 500 ml de una solucin 0,5M.

1- Calcular cuantos gramos de hidrxido de potasio se necesitan para preparar 400 ml de una solucin 0,12 M.

2- Calcular cuantos gramos de cloruro de amonio se necesitan para preparar 500 ml de solucin 0,5M.

3- Calcular cuantos gramos de permanganato de potasio se necesitan para preparar 250 ml de solucin 0,1M.

4- Calcular cuntos gramos de hidrxido de sodio se necesitan para preparar 250 ml de solucin 0,2 M.

5- Calcular cuntos gramos de sulfato de sodio se necesitan para preparar 160 ml de solucin 0,5 M.

6- Calcular cuntos gramos de nitrato de plata se necesitan para preparar 35 ml de solucin 2M.

7- Calcular cuntos gramos de yoduro de potasio son necesarios para preparar 25 ml de solucin 0,36 M.

8- Calcular cuntos gramos de sulfato de sodio decahidratado se necesitan para preparar 160 ml de solucin 0,5 M.

9- Calcular cuntos gramos de cloruro de bario se necesitan para preparar 100 ml de solucin 2M.

EJEMPLO Calcular cuntos litros de solucin de carbonato de sodio 0,2 M pueden prepararse con 140 g de carbonato de sodio.

1- Calcular el volumen en ml, de soluin 1 M que puede prepararse con 20,5 g de nitrato de calcio.

EJEMPLO Calcular la Molaridad de una solucin de cloruro de sodio al 5%.

1- Calcular la concentracin molar de una solucin de cloruro de estao (II) al 2%.

2- Calcular la concentracin de cloruro de bario al 1,04%.

EJEMPLO Determinar la molaridad de una solucin de cido ntrico d= 1,21 y C= 34%.

1- Calcular la molaridad de una solucin de cido clorhdrico de concentracin al 16,6% y d= 1,10.

2- Calcular la molaridad de una solucin de sulfato de amonio de concentracin al 18% y d= 1,10.

3- Calcular la molaridad de una solucin de cido ntrico de concentracin al 27% y d= 1,16.

NORMALIDAD

La Normalidad de una solucin representa el equivalente qumico del soluto en un litro de solucin.

EQUIVALENTE QUMICOEl equivalente qumico es una expresin del peso molecular de un compuesto dividido por su valencia.

VALENCIA PARA LOS CIDOS:

La cantidad de Hidrgenos ionizables.HNO3H3PO4H2SO4132

VALENCIA PARA LOS HIDRXIDOS O BASES:

La cantidad de oxidrilos (OH) ionizables.NaOHCa(OH)2Al(OH)3123

VALENCIA PARA LAS SALES:El nox del catin multiplicado por las veces que se encuentra en la molcula de la sal.CaCl2MgSO4Al2(TeO4)3226

VALENCIA PARA OXIDANTES Y REDUCTORESK2Cr2O7KMnO456

CALCULAR EL EQUIVALENTE QUMICO DE LOS COMPUESTOS:

HNO3H3PO4H2SO4NaOHCa(OH)2Al(OH)3

CaCl2MgSO4Al2(TeO4)3K2Cr2O7KMnO4

1- Calcular cuntos equivalentes estn contenidos en 1500 ml de solucin de cido sulfurico 6N.

2- Calcular la normalidad de una solucin que se ha preparado disolviendo 5,35 g de hidrxido de bario en 500 ml de solucin.

3- Calcular la normalidad de una solucin que se ha preparado disolviendo 8,33 g de cloruro de aluminio en 250 ml de solucin.

4- Calcular la normalidad de una solucin que se ha preparado disolviendo 19,75 g de permanganato de potasio en 500 ml de solucin.

5- Calcular la normalidad de una solucin que se ha preparado disolviendo 3,06 g de dicromato de potasio en 250 ml de solucin.

6- Calcular cuantos gramos de hidrxido de calcio se necesitan para preparar 150 ml de una solucin 0,25 N.

7- Calcular cuantos gramos de cloruro de sodio se necesitan para preparar 200 ml de solucin 2N.

8- Calcular cuntos gramos de carbonato de sodio estn contenidos en 100 ml de solucin de carbonato de sodio 0,5N.

9- Calcular la normalidad de una solucin de cido clorhdrico de d=0,9 y C=18%.

10- Calcular la normalidad de una solucin de cido sulfrico de C=77% y d=1,70.

11- Calcular la normalidad de una solucin de hidrxido de amonio de d=0,9 y C=18%.

12- Calcular M y N de una solucin de cido fosfrico de C=45% y d=1,24.

13- Calcular la normalidad de una solucin de ioduro de potasio de C=20% y d=1,24.

MOLALIDAD

La Molalidad se define como el nmero de mol del soluto por kilogramo de solvente.

EJEMPLOSOLUCIN DE CLORURO DE SODIO 1 m.

EJEMPLO Calcular la molalidad de una solucin preparada disolviendo 5 g de tolueno (C7H8) en 225 g de benceno (C6H6).

1- Determinar la molalidad de una solucin que contiene 36,5 g de naftaleno (C10H8) en 420 g de tolueno.

2- Determinar la molalidad de una solucin que contiene 150 g de glucosa (C6H1206) en 600 g de agua.

3- Determinar la molalidad de una solucin que contiene 2,7 g de metanol (CH3OH) en 600 g de agua.

4- Calcular la concentracin molal de una solucin que se prepara disolviendo 49 g de glucosa en 950 ml de agua.

5- Determinar la masa en gramos de cido fosfrico que hay en 600 gramos de solvente en una solucin 0,5 molal.

6- Calcular la molalidad de una solucin que contiene 10 g de cloruro de sodio en 280 g de solucin.

7- Calcular la masa de agua en una solucin acuosa de metanol 0,14 m que contiene 20 g de metanol (CH3OH).

8- Determinar la molalidad de una solucin que contiene 85 g de hidrxido de potasio en 590 g de solvente.

9- Calcular la molalidad de una solucin que se prepar con 42 de Metanol (CH3OH) en 300 g de agua (H2O).

8= 2,57 m9=4,37 m*

DISOLUCIN DE SOLUCIONES

Con frecuencia es necesario diluir una solucin de determinada concentracin (M, N, m, etc) para obtener otra aadiendo ms solvente.

Si una solucin se diluye aadindole ms disolvente la masa de soluto no vara, independientemente de la forma de la expresin de la concentracin (Ley de la conservacin de la materia).

C1 x V1 = C2 x V2M1 x V1 = M2 x V2N1 x V1 = N2 x V2

EJEMPLO I Calcular la molaridad de una solucin de hidrxido de sodio que se prepara mezclando 100 ml de una solucin de hidrxido de sodio 0,20M con 150 ml de agua.

EJEMPLO II Calcular cuantos ml de solucin de cido clorhdrico 12M se necesitan para preparar 400 ml de solucin de cido clorhdrico 6M.

1- Calcular la molaridad de una solucin de nitrato de sodio que se prepara mezclando 100 ml de una solucin de nitrato de sodio 8M con 100 ml de agua.

2- Calcular la molaridad de una solucin de sulfato de zinc que se prepara mezclando 60ml de solucin de sulfato de zinc 0,6M con 500ml de agua.

3- Calcular los ml de una solucin de cido ntrico 16M se necesitan para preparar 100ml de una solucin de cido ntrico 2,5M.

4- Calcular los ml de una solucin de cido sulfrico de C=96% y d=1,84g/ml se necesitan para preparar 500 ml de una solucin 0,2M.

5- Calcular los ml de una solucin de cido ntrico de C=34% y d=1,21g/ml se necesitan para preparar 50ml de una solucin de cido ntrico 0,5M.

6- Calcular los ml de una solucin de cido ntrico de C=63% y d=1,25g/ml se necesitan para preparar 0,25L de una solucin 0,25M.

7- Calcular los ml de una solucin de cido clorhdrico de C=30% y d=1,15g/ml se necesitan para preparar 200ml de una solucin 0,25M.

8- Calcular los ml de una solucin de carbonato de sodio de C=17,9% y d=1,19g/ml se necesitan para preparar 250ml de una solucin 0,5N de carbonato de sodio.

9- Calcular los ml de una solucin de cido ntrico de C=60% y d=1,5g/ml son necesarios para preparar 500ml de una solucin 1N.

10- Calcular los ml de una solucin de cido sulfrico de C=93,2% y d=1,83g/ml se necesitan para preparar 1L de solucin 0,4N.

8= 2,57 m9=4,37 m*