estudio de las propiedades de las soluciones

7/30/2019 Estudio de Las Propiedades de Las Soluciones

1/30

UNIVERSIDAD DE CARABOBOFACULTAD DE INGENIERA

ESCUELA DE INGENIERA QUMICACATEDRA DE QUMICA TECNOLGICA

DEPARTAMENTO DE FISICOQUMICA

Desarrollado porProfesor:Adrin Sierra

Alumna:Johana Paucar


2/30

Los estudios tericos y experimentales han permitido

establecer que los lquidos poseen propiedades fsicas

caractersticas. Entre ellas cabe mencionar: la densidad, la

propiedad de ebullir, congelar y evaporar, la viscosidad y la

capacidad de conducir la corriente elctrica, etc.Cada lquido presenta valores caractersticos (es decir,

constantes) para cada una de estas propiedades.

Cuando un soluto y un solvente dan origen a una

solucin, la presencia del soluto determina una modificacinde estas propiedades con relacin a su estado normal en forma

aislada, es decir, lquido puro. Estas modificaciones se

conocen como: PROPIEDADES DE UNA SOLUCIN.


3/30

Las propiedades de las soluciones se clasifican en dos grandes grupos:

PROPIEDADES CONSTITUTIVAS: Son aquellas quedependen de la naturaleza de las partculas disueltas.Ejemplo: viscosidad, densidad, conductividad elctrica, etc.

PROPIEDADES COLIGATIVAS O COLECTIVAS: Son

aquellas que dependen del nmero de partculas molculas,tomos o iones disueltas en una cantidad fija de solvente.


4/30

Se le denomina Coligativas a aquellas propiedades que no dependende la naturaleza del soluto presente, sino del nmero de molculas desoluto en reaccin con el nmero total de estas presentes en la

disolucin, por adicin de un soluto no voltil, aplicable al menos ensoluciones diluidas.

LAS PROPIEDADES COLIGATIVAS SON:


5/30

SABIAS QUE?El termino COLIGATIVOproviene del latn Co. yLIGARE . Denota quedepende del conjunto.

Las propiedades Coligativas tienen tanta importancia en la vida comn como en las

disciplinas cientficas y tecnolgicas y su correcta aplicacin permite:

Separar los componentes de una solucin por un mtodo llamado destilacin

fraccionada.

Formular y crear mezclas frigorficas y anticongelantes.Determinar masas molares de solutos desconocidos.

Formular sueros o soluciones fisiolgicas que no provoquen desequilibrio hidrosalino

en los organismos animales o que permitan corregir una anomalas del mismo.

Formular soluciones de nutrientes para regados de vegetales en general.


6/30

ELECTROLITOS: son aquellos en el queel soluto se disocia en mayor o menor

proporcin en iones, incrementando as el

numero de partculas en solucin.

NO ELECTROLITOS: son aquellosdonde el soluto disuelto permanece en forma

molecular sin carga y no presenta tendencia a

la disociacin.


7/30

Una solucin es una mezcla homognea de especies

qumicas dispersas a escala molecular es una fase

simple, que puede ser gaseosa, solida o liquida.

Pudiendo tener mas de dos componentesconsiderando nosotros por convenios que el

constituyente en mayor proporcin lo llamaremos

SOLVENTE y aquellos en cantidades relativamente

pequeas SOLUTOS.


8/30

Si observamos el comportamiento de las soluciones; por ejemplo las compuestasde un disolvente voltil y de uno o ms solutos no voltiles y examinamos el

equilibrio entre la solucin y el vapor, se tiene:

Si la temperatura se mantiene constante en el equilibrio, la presin de

vapor, es P, presin de vapor del liquido puro en el caso A).Mientras que en el caso B) la presin de vapor disminuye por la presencia delmaterial no voltil, se observa que P es menor que el lquido puro en el

manmetro.

A) B)


9/30

Dado que el soluto es no voltil, el vapor es disolvente puro y a medida que se

aade mas material disminuye la presin en la fase de vapor.

En la grafica se observa que:Para X=0, P=P y disminuye a medida que

aumenta X2 (disminuye la fraccin de disolvente).

Cuando la solucin es diluida X20 la lnea se

acerca a la discontinua que reacciona a P y cero

(0).

La ecuacin de la lnea discontinua es:P=P-X2P = (1- X2) P

Si X es la fraccin de disolvente X2+X=1, entonces:

P=XPLEY DE RAOULT

Esta ley establece que la presin de vapor de

un disolvente en una solucin es igual a la

presin de vapor del disolvente puro por la

fraccin mol de disolvente en la solucin.

Esto es un ejemplo de la LEY LIMITE,entonces una ser

aquella que cumpla con la

en todo el intervalo de

concentracin.

P

P

X2

Ley de Raoult


10/30

Las molculas de la fase gaseosa

que chocan contra la fase lquidaejercen una fuerza contra la

superficie del lquido, fuerza que

se denomina PRESIN DEVAPOR, que se define como la

presin ejercida por un vaporpuro sobre su fase lquida cuando

ambos se encuentran en equilibrio

dinmico.

SABIAS QUE?La condicin a la cual dosprocesos opuestos se efectansimultneamente a igualvelocidad se denomina

EQUILIBRIO DINMICO.

FUENTE:http://www.ehu.es/biomoleculas/agua/coligativas.htm


11/30

A partir de la LEY DE RAOULT se tiene:

P-P=P- XP = (1- X)P

P=P-P=X2P

Expresa que la disminucin de la presin de vapor es proporcional a lafraccin mol de soluto. Si estn varios solutos TODOS no voltiles,entonces:

P-P=(X2+X3+)P


12/30

LA PRESIN DE VAPOR de un disolvente desciende cuando se le aade unsoluto no voltil. Este efecto es el resultado de dos factores:

La disminucin del nmero de molculas del disolvente en la superficie libre

La aparicin de fuerzas atractivas entre las molculas del soluto y las molculasdel disolvente, dificultando su paso al vapor. (Cuando las fuerzas heterogneas son

mayores a las homogneas, generalmente ocurre en presencia del soluto no voltil).

Presin de vapor Disolvente puro Disolucin



13/30

Equilibrio (Disolucin + Vapor) por 2da Ley establece que el potencial

qumico del disolvente tiene el mismo valor en la solucin que en el vapor.

vapor

=lquido

Como el vapor es disolvente puro con una presin P, la expresin de

vapor esta dada (asumiendo gas ideal):

vapor =vapor +RTLn(P)que proviene de: ECUACIN FUNDAMENTAL DE LATERMODINMICA


14/30

dG=-SdT+VdP

{G=f(T,P)}

Teniendo en

cuenta de la

ecuacinfundamental

la expresin

diferencial:

Integrando a

temperatura constante

desde la presinestndar P=1 atm,

hasta un valor P de

presin del sistema:

Entonces:


15/30

Como =G/n, entonces la energa libre de Gibbs molar del gas ideal.

(Potencial Qumico):

Recordando en el equilibrio:

.

Con el vapor como un gas ideal:

Aplicando la ley de Raoult:

1)Si se tiene en cuenta un equilibrio de disolvente puro con vapor, la

presin sera P, y la condicin de equilibrio es:

2)Restando las dos expresiones anteriores (1 y 2):

Disolvente en la

solucin Disolvente liquidopuro f(T,P)

Fraccin molde disolventeen la solucin


16/30


17/30

EL PUNTO DE CONGELACIN de un lquido corresponde a latemperatura en la cual las molculas de un compuesto pasan del

estado lquido al estado slido.

.


18/30

La condicin de equilibrio del

disolvente en solucin y

disolvente slido puro:

Disolventeen solucin

Slido no dependede la composicincomo variable

Temperatura decongelacin de lasolucin.(EQUIILIBRIO)

Para solucin Ideal:

Reordenando:


19/30

La diferencia entre

lquido puro y slido

puro es:

Energa de Gibbsmolar de fusin

Para la dependencia de T

con x, derivamos respecto a

x, siendo P ctte.

Por la ecuacin de Gibbs Helmholtz


20/30

Se sustituye entonces

Disolvente puro @ T

Suponiendo ctte:

Disolvente

puro con:

para descenso del punto de congelacin.Relaciona la temperatura T en Solucin ideal con To de

disolvente puro y la fraccin mol de disolvente en lasolucin.


21/30

Si la Solucin es

diluida, entonces:

La molalidad total de los solutos presentes: m=m2+m3+, sea

n y M el nmero de moles y el peso molecular del disolvente,

entonces la masa de disolvente en n.M, luego:

y

y

entonces

Si expresamos la ecuacin como

sigue:


22/30

Sustituyendo: 0

Solucin

diluida

entonces

Integrando se tiene:

ECUACIN DELDESCENSO DE LA

TEMPERATURA DECONGELACIN

Para un

soluto

Por lo tanto

LA MASA DEL

SOLUTO:

Donde:


23/30

El punto de ebullicin se define como: la

temperatura a la cual de vapor iguala a lapresin externa o atmosfrica.


24/30

La condicin de

equilibrio del disolventeen solucin con el vapor

de disolvente puro:

Temperaturade ebullicindel solvente

Donde:


25/30

OSMOSIS: es ladifusin de lquidos a travs

de membranas. Es el

movimiento neto de solvente

desde la solucin menos

concentrada de soluto hacia la

solucin ms concentrada de

soluto.

DIFUSIN:es el procesomediante el cual las molculasdel soluto tienen a alcanzar una

distribucin homognea en todo

el espacio que les es accesible,

lo que se alcanza al cabo decierto tiempo.



26/30

La presin hidrosttica

resultante de la diferencia de

niveles en la solucin de

azcar en el tubo y en la

superficie de agua pura es la

PRESIN OSMTICA

La membrana debe ser

semipermeable y selectiva al

disolvente en cuestin.

Es menester calcular la

relacin entre dicha

diferencia de presin y la

concentracin de la solucin.


27/30

Para medir la presin osmtica se utiliza el osmmetro,que consiste en un recipiente cerrado en su parte inferior

por una membrana semipermeable y con un mbolo en la

parte superior. Si introducimos una disolucin en elrecipiente y lo sumergimos en agua destilada, el agua

atraviesa la membrana semipermeable y ejerce una

presin capaz de elevar el mbolo hasta una altura

determinada. Sometiendo el mbolo a una presin

mecnica adecuada se puede impedir que pase el aguahacia la disolucin, y el valor de esta presin mecnicamide la presin osmtica.

Las leyes que regulan los valores de la presin

osmtica para disoluciones muy diluidas, son anlogas

a las leyes de los gases. Se conocen con el nombre de

su descubridorJacobus H. Vant Hoff

OSMMETRO

FUENTE:

http://www.ehu.es/biomoleculas/agua/coligativas.htm


28/30

Ecuacin de Vant Hoff

Condicin de equilibrio

por la diferencia depresin:

Agua en solucinAgua pura

A partir de la ecuacin

fundamental a T ctte, se

tiene que:Integrando

Volumen molar de

disolvente puro

Combinando

con la ecuacin

anterior:


29/30

Para lquidos

considerados

incompresibles:

Como: y

Si n>>n2

Entonces se

tiene que:Como:

Finalmente:

Donde:


30/30

estudio de las propiedades de las soluciones

Documents