Tema 7

Disoluciones

CONTENIDO1.- Definiciones. Formas de expresar la concentracin.2.- Concepto de disolucin ideal. Ley de Raoult.3.- Magnitudes termodinmicas de mezcla.4.- Disoluciones binarias ideales. Diagramas P-x y T-x.5.- Disoluciones diluidas ideales. Ley de Henry.6.- Propiedades coligativas.

DEFINICIONES. FORMAS DE EXPRESARLA CONCENTRACIN.1Disolucin: mezcla homognea de dos o ms sustancias.Clasificacin de las disoluciones

Dependiendo del nmero de componentes:

* Binaria* Ternaria* Cuaternaria . . .Disolvente: Componente que est presente en mayor cantidad o que determina el estado de la materia en la que existe una disolucin.

Solutos: Los restantes componentes.

Clasificacin de las disoluciones lquidas

La descripcin de una disolucin implica conocer sus componentes y sus cantidades relativas concentracin. Fraccin molar (x) Molalidad (m)

Molaridad (M) Normalidad (M) Porcentaje en peso (% p/p)Partes por milln (ppm)

CONCEPTO DE DISOLUCIN IDEAL. LEY DE RAOULT.2Descripcin fenomenolgica: PV = nRTDescripcin molecular:Molculas puntuales (V despreciable).No existen interacciones intermoleculares entre ellas.No podramos disponer de un modelo anlogo para disoluciones? S !

Descripcin molecular

Disolucin en la cual las molculas de las distintas especies son tan semejantes unas a otras que las molculas de uno de los componentes pueden sustituir a las del otro sin que se produzca una variacin de la estructura espacial de la disolucin ni de la energa de las interacciones intermoleculares presentes en la misma.2)Descripcin fenomenolgica

MAGNITUDES TERMODINMICAS DE MEZCLA.3 DVM = 0no hay cambio de volumen al formarse la disolucin, pues no cambia la estructura espacial.En el caso de una disolucin ideal (T y P ctes) DUM = 0pues no cambia la energa de las interacciones al formarse. DHM = 0no hay calor de mezcla a P cte; ni absorbe ni desprende Q. DSM > 0aumenta el desorden. DGM < 0formacin de la disolucin: espontnea.

DISOLUCIONES BINARIAS IDEALES.DIAGRAMAS P-x y T-x.4Con estas expresiones puedo conocer la composicin del vapor sabiendo la del lquido (ambas no tienen por qu ser iguales).

Recta; pendiente = P1*, o.o.= 0Recta; pendiente = -P2*, o.o.= P2*Recta; pendiente = P1*-P2* o.o.= P2*Pega: no nos informa de la composicin del vapor (x1V).

Curva de P frente a la composicin del vapor (X1V)

Podemos representar ambas en un mismo diagramaDiagrama de fases P-x (T = cte)

Px101Podemos representar ambas en un mismo diagramaDisminuimos P a T cte de A hasta EA: disolucin lquida B: empieza a producirse vapor C: lq + vapor en equilibrioD: Se evapora la ltima gota de lquidoE: Todo vaporx1Lx1L

Diagrama T-x (a P cte)Representamos la temperatura de ebullicin de la disolucin en funcin de la fraccin molar.

Aplicacin: DestilacinComo el vapor es ms rico en el componente ms voltil que el lquido original es posible separar los 2 componentes de una disolucin ideal por destilaciones sucesivas.

Destilacin fraccionadaSe construye una columna de destilacin donde se producen un gran nmero de condensaciones y revaporizaciones sucesivas.

DISOLUCIONES DILUIDAS IDEALES. LEY DE HENRY.5Muchas disoluciones se desvan bastante del modelo de disolucin ideal.Por ello resulta til definir otro modelo:Descripcin molecular

Disolucin en la cual las molculas de soluto prcticamente slo interaccionan con molculas de disolvente.

Es el lmite cuando xL(disolvente) 1 y xL(solutos) 0 (Slo aplicable a disoluciones no electrolticas)

2)Descripcin fenomenolgicaEn condiciones de dilucin suficientemente elevada, todas las disoluciones no electrolticas pasan a ser disoluciones diluidas ideales.

Diagramas P-x

Diagramas P-xAcetona + cloroformoDesviaciones negativasde la ley de Raoult

Ocurre cuando las interacciones A-B son mayores que las A-A y B-B

DHM < 0DVM < 0

Diagramas P-x

PROPIEDADES COLIGATIVAS.6Disminucin de la presin de vaporAumento de la temperatura de ebullicinDescenso de la temperatura de fusin/congelacinPresin osmticaEstudiaremos disoluciones diluidas ideales (no electrolticas)formadas por un disolvente voltil (1) y un soluto no voltil (2).

6.1. Disminucin de la presin de vaporComo el soluto es no voltil, la presin del vapor de la disolucin (P) corresponder a la presin de vapor del disolvente (P1).Cunto disminuye la presin de vapor al formarse la disolucin?Aplicacin: determinacin de pesos moleculares.

6.2. Aumento ebulloscpicoAplicacin: determinacin de pesos moleculares ebulloscopa.

6.3. Descenso crioscpico.La adicin del soluto provoca un descenso del punto de fusin.

6.4. Presin osmtica.smosis: Flujo de disolvente a travs de una membrana semipermeable hacia el seno de una disolucin ms concentrada.

La presin necesaria para detener el flujo: Presin osmtica (p)

Presin osmticaImportancia en los seres vivos:

Paredes celulares actan como membranas semipermeables: permiten el paso de molculas pequeas (agua, molculas de nutrientes) pero no de grandes (enzimas, protenas, ...).

Glbulos rojos de la sangre