SOLUCIONES QUÍMICAS,
COMPONENTES, TIPOS Y PROPIEDADES
¿Qué es una Solución Química?
Una solución Química es aquella que está constituida por dos
o más sustancias puras.
- Pueden variar en su proporcionalidad.
- Son perfectamente homogéneas.
- Se dividen en soluto y solvente.
- La cantidad de soluto y la cantidad de disolvente se encuentran en proporciones que varían entre ciertos límites.
- Las Soluciones químicas pueden encontrarse en los 3(tres Estados físicos de la Materia)
- Sus componentes solo pueden separarse por la: destilación, cristalación, y la cromatografía.
Tipos de Soluciones
Los Tipos de Soluciones se pueden encontrar en 3 (tres)
Estados de la Materia:
El
Estado de Solución es impuesto por el Estado de Agregación del Solvente.
Propiedades de las Soluciones
- Cualquier Soluto que se disuelve en Agua formara una Solución Acuosa.
- Si se da la Solución Acuosa se puede conducir o no conducir energía eléctrica.
- Los Solutos que se disuelven en Agua pueden ser tipo Electrolito o No Electrolito.
El electrolito puede ser tanto débil como fuerte:
Video sobre Soluciones Químicas
¿Qué es Solubilidad?
La Solubilidad es una medida de la
cantidad del Soluto que se puede disolver en una cantidad dada de solvente a
una temperatura específica.
¿Cuáles son los Factores que influyen en la Solubilidad?
Propiedades
inherentes del Soluto y Solvente
Esa fuertemente relacionado con
los enlaces químicos.
Ejemplo: Muchos
compuestos iónicos que se disuelve fácilmente con el Agua. Ya que los iones de
sal que está compuesto son atraídos por los polos de la molécula del agua.
Temperatura
Se conoce que otro factor que
altera la solubilidad de un soluto es la Temperatura.
Ejemplo: Solubilidad del azúcar aumenta con el
incremento de temperatura.
Cuando el soluto está en Estado
Gaseoso, la solubilidad disminuye.
Presión
Otro factor que afecta a la
solubilidad es la Presión como la incidencia de la presión en soluciones cuyo
soluto este en Estado Líquido y solvente en Estado solido o viceversa es
totalmente despreciable.
Pero en el caso de que el soluto
este en Estado Gaseoso y el solvente en Estado Líquido la presión influye en la
solubilidad.
Video sobre Solubilidad
Ley de Henry
La disolución gaseosa en líquidos estudiado y analizado por William Henry en 1803, quién público su propia Ley, llamada
Ley de Henry que manifiesta que:
“La solubilidad de un
gas en un Liquido es Directamente proporcional a la Presión Parcial del Gas que
esta sobre el Líquido”
Formula de la Ley de Henry
c = k * p
p= La presión parcial del gas.
c= La concentración del gas.
k= La constante de Henry, que depende de la
naturaleza del gas, la temperatura y el líquido.
Ejemplo
de la Ley de Henry:
La Intoxicación que se
manifiesta en los buceadores que respiran Aire Artificial, cuando la presión
por la profundidad disuelve grandes cantidades de nitrógeno en la sangre. Las
Altas concentraciones de este Gas producen un efecto Narcotizante. Además este Ley también
explica por qué al retornar a la superficie los buceadores deben subir
escalonadamente para permitir que el nitrógeno disuelto en la sangre se libere
al disminuir la presión. De no hacerlo de esa manera,
el buceador corre el riesgo de experimentar los síntomas de la descompresión,
resultantes de las burbujas de Gas que se desprenden de la sangre al retornar
la Presión Atmosférica.
Videos sobre la Ley de Henry
Rapidez de Disolución de Sólidos
Cuando se trata de Solutos Sólidos, como por ejemplo las
sales, su rapidez de disolverse en el medio disolvente puede presentar 3 (tres)
Estados:
Y mediante estos
estados se llega a la conclusión de que la rapidez de la disolución de un
sólido depende de 2 (dos) Factores:
CONCENTRACIÓN DE LAS SOLUCIONES EN UNIDADES FÍSICAS Y
QUÍMICAS
La concentración es la medida de la cantidad de Soluto
presente en un cantidad dada de Solución.
Se puede expresar de 2 (dos) maneras la concentración:
Concentración Cualitativas de las Soluciones
De la solubilidad podemos
comprobar cómo la Sal se puede disolver en Agua por el efecto de la interacción
eléctrica entre los iones del Soluto y Moléculas polares de Agua.
Esta interacción se dará a cabo
hasta que todo el Soluto se disuelva totalmente.
La concentración de un Soluto se
puede describir cuantitativamente como Diluida y Concentrada que a su vez se
clasifican en:
Video de Tipos de Soluciones
Concentración Cuantitativa de las Soluciones
Tipo Físicas:
Son aquella que no depende de la composición química del
Soluto ni solvente.
Estas concentraciones pueden representarse en masa (%m/m),
(%V/V), partes por millón (ppm) y partes por billón (ppb).
Porcentajes en Masa (%m/m)
Para poder obtener el porcentaje en Masa de uno de los
componentes de la Disolución aplicaremos lo siguiente:
PARTES POR MILLÓN
Cuando el porcentaje en masa de un componente de la solución es muy bajo, se utiliza la siguiente expresión:
Un
(ppm) es la parte de la masa de soluto por 1 millón de partes de la
masa de la solución, este abreviado es ampliamente utilizado en las
concentraciones de ciertos iiones en el agua o en las concentraciones
máxim permisible de sustancias tóxicas o cancerígenas.
Video de Explicación de Ejercicios de Partes por Millón (ppm)
En
casos especiales en los que se tiene cantidades aún más bajas de Soluto
en las Soluciones se utilizan los (ppb), partes por billón:
Tipo Químicas:
- Son aquellas que dependen de la composición química del sóluto y solvente.
- Se consideran moles, masa y equivalente gramo.
- Estas concentraciones son: fracción molar, molaridad, molalidad, normalidad.
Fracción Molar
Cuando
en el laboratoria se utilizan instrumentos volumétricos como probetas,
buretas, entre otros, se utilizan moles para expresar la concentración
de los componentes de la disolución.
A la hora de expresar concentraciones utilizando moles se usa la fracción molar, molaridad y molalidad.
la fracción molar del soluto en la solución está dada por la siguiente expresión.
la fracción molar del solvente en la solución está dada por la siguiente expresión:
Video de Explicación de Ejercicios de Fracción Molar
NORMALIDAD
¿Qué es Normalidad Química?
La
Normalidad Química es expresada con la letra (N), se conoce como
normalidad a la cantidad de equivalentes (eq) de Soluto presentes en un
litro (Lt) de Solución y se la define como:
Un equivalente de Soluto es la división entre la masa molar del Soluto en la Solución para el número de iónes.
Video de Explicación de Ejercicios de Normalidad
Moladidad
¿Qué es Moladidad?
La
Molalidad es expresada con la letra (m), se conoce como molalidad a la
cantidad de moles de Soluto presentes y se la define como:
Video de Explicación de Ejercicios de Molalidad
DISOLUCIONES Y NEUTRALIZACIÓN
Disoluciones
En un común laboratorio que al tener una concentración original (patrón) se quiere realizar experimentos con la misa, pero con un menor grado de concentración.Ejemplo:
Si tenemos una solución de HipoClorito de Sodio 2 M y quisiéramos utilizar para fines de experimentación una solución de esta sal al 0.01 M, es necesario agregar agua hasta tener la concentración deseada, es decir, tenemos que diluir la solución original.
Reacciones de Neutralización
Dentro de las sustancias químicas comerciales existen 2 (dos) categorías identificadas como:
Sin
embargo, cuando se realiza la mezcla de una solución ácida con otra
solución básica los productos de esta reacción no tiene ninguna
característica ni de ácido ni de base. Por ejemplo si observamos la
ecuación molecular:
ácido base sal agua
Nos
damos cuenta que la formación es un tipo de reacción de doble
sustitución y que siempre se formará sal y agua. A estas reacciones
ácido-base se la conoce como Neutralizadas y su principal carcterística
es la formación de dos sutancias neutras como son la sal y el agua.
El HCl y NaOH son electrolitos fuertes solubles y en medio acuoso se tendría la ecuación iónica que es :
