Soluciones Evaluación hídrica

1. SOLUCIONES

2. SOLUCIÓN
Mezcla homogénea de dos o más componentes, que pueden separarse por
métodos físicos.
Son homogéneas porque poseen una sola fase y sus partículas son de tamaño
semejante al de iones y moléculas pequeñas.
Son estables y no se
precipitan.
Soluciones verdaderas
difieren de suspensiones y
sistemas coloidales,
principalmente en tamaño de
las partículas de soluto o de
la fase dispersa y en las
propiedades que derivan de
dicha diferencia.

3. COMPONENTES DE UNA
SOLUCIÓN
Soluto: sustancia disuelta ó fase dispersa
Solvente: medio dispersante.
Solvente y soluto en diferentes estados de la materia, entonces solvente es el
componente cuyo estado es igual al de la solución final.
*Mezcla de mercurio (líquido) y plata (sólido): si solución final está en estado
sólido, entonces el solvente es la plata.
Componentes en el mismo
estado de la materia, el
solvente es la sustancia en
mayor cantidad.
Cuando el agua es uno de
los componentes, se considera
que es el solvente, aun si está
en menor cantidad.

4. SOLUBILIDAD
Propiedad de las sustancias de formar sistema homogéneo con un solvente.
Se mide por cantidad máxima de gr de soluto que pueden disolverse en 100 gr
de solvente hasta formar solución saturada, a t° determinada.
En proceso de disolución de sustancias se debe tener en cuenta las fuerzas
intermoleculares tanto en el soluto como en el solvente, estas fuerzas son:
*Fuerzas de van der waals.
*Interacciones dipolo – dipolo.
*Fuerzas iónicas.
*Puentes de hidrógeno. “Lo semejante disuelve lo
semejante”.
Sustancia covalente (fuerzas
intermoleculares, fuerzas de van
der Waals) es disuelta por
solvente covalente.
Sustancia iónica (fuerzas
intermoleculares, iónicas), se
disuelve en sustancias iónicas.

5. FACTORES QUE AFECTAN LA
SOLUBILIDAD
Solubilidad de sustancia en un solvente depende de varios factores:
Superficie de contacto: al aumentar la superficie de contacto del soluto, la
cual se favorece por pulverización del mismo, con el solvente, las
interacciones soluto-solvente aumentarán y el cuerpo se disuelve con mayor
rapidez.
Grado de agitación: al disolverse el sólido, las partículas del mismo deben
difundirse por toda la masa del solvente. Este proceso es lento y alrededor
del cristal se forma una capa de disolución muy concentrada que dificulta la
continuación del proceso; al agitar la solución se logra la separación de la
capa y nuevas moléculas de solvente alcanzan la superficie del sólido.
Temperatura: afecta rapidez y grado de solubilidad. Aumentar temperatura
favorece movimiento de moléculas en solución y con ello su rápida difusión.
Una temperatura elevada hace que la energía de las partículas, moléculas o
iones sea alta y puedan abandonar con facilidad la superficie, disolviéndose.

6. FACTORES QUE AFECTAN LA
SOLUBILIDAD
Presión: cambios de presión ordinarios no tienen mayor efecto en
solubilidad de líquidos y sólidos. Solubilidad de gases es directamente
proporcional a la presión. Como ejemplo imagina que se abre una botella de
una bebida carbonatada, el líquido burbujeante puede derramarse del
recipiente. Las bebidas carbonatadas se embotellan bajo una presión que es
un poco mayor de una atmósfera, lo que hace aumentar la solubilidad del
co2 gaseoso. Una vez que se abre el recipiente, la presión desciende de
inmediato hasta la presión atmosférica y disminuye la solubilidad del gas. Al
escapar burbujas de gas de la solución, parte del líquido puede derramarse
del recipiente.
Naturaleza del soluto y del solvente: procesos de disolución son
complejos y difíciles de explicar. El fenómeno esencial de todo proceso de
disolución es que la mezcla de sustancias diferentes da lugar a varias
fuerzas de atracción y repulsión cuyo resultado es la solución. La solubilidad
de un soluto en particular depende de la atracción relativa entre las
partículas en las sustancias puras y las partículas en solución.

7. FACTORES QUE AFECTAN LA
SOLUBILIDAD
PREGUNTAS.
¿Por qué cuando se adiciona demasiado café a una taza con agua caliente,
parte del café se deposita en el fondo de la taza?
Si mezclas leche en polvo en agua fría o en agua caliente, ¿dónde se disolverá
más rápido? ¿Por qué?
¿Qué perdería su sabor con mayor rapidez, una bebida gaseosa tibia o fría?
Explica tu respuesta
Sugiera un método para aumentar la concentración de oxígeno (O2 (g))
disuelto en el agua.

8. CLASIFICACIÓN DE LAS
SOLUCIONES
Pueden clasificarse de acuerdo a su estado físico y de acuerdo a su
concentración.
Según su estado físico: las soluciones pueden ser sólidas, líquidas o
gaseosas.
ESTADO FÍSICO
DE LA
SOLUCIÓN
ESTADO FÍSICO DE LOS
SOLVENTES PUROS
EJEMPLO
SOLUTO SOLVENTE
GASEOSO GAS GAS
AIRE. MEZCLAS
GASEOSAS.
LÍQUIDO
GAS LÍQUIDO AMONIACO EN AGUA
LÍQUIDO LÍQUIDO ACETONA EN AGUA
SÓLIDO LÍQUIDO AZÚCAR EN AGUA
SÓLIDO
GAS SÓLIDO
HIDRÓGENO EN
NÍQUEL
SÓLIDO SÓLIDO
COBRE EN ORO
(ALEACIÓN)
LÍQUIDO SÓLIDO
PLATA EN MERCURIO
(AMALGAMA)
Otras combinaciones de
componentes son posibles
pero no serían soluciones
verdaderas. Por ejemplo, la
mezcla de sólido en gas está
compuesta por dos fases y se
trata de un aerosol que es una
clase de coloide; igual sucede
con las mezclas de líquido en
gas.

9. CLASIFICACIÓN DE LAS
SOLUCIONES
Según su concentración: se clasifican de acuerdo a su concentración
expresada en forma cualitativa. La proporción de las masas del soluto y el
solvente en una solución es el principal criterio de clasificación.
De acuerdo a las cantidades relativas de soluto y solvente las soluciones se
clasifican en:
Soluciones concentradas o diluidas: según tengan poco o mucha
cantidad de soluto.
Solución concentrada, posee cantidad considerable de soluto con relación a la
cantidad de solvente;
Solución diluida, aquella que tiene poca cantidad de soluto con relación a la
cantidad de solvente. Las soluciones saturadas no siempre son concentradas.

10. CLASIFICACIÓN DE LAS
SOLUCIONES
Soluciones saturadas; insaturadas; sobresaturadas. Determinada por la
capacidad de solubilidad de los solutos en determinado solvente.
Solución saturada, en la que se ha disuelto la máxima cantidad de soluto
que es capaz de disolver una cantidad de solvente a una T° dada.
Por ejemplo, si desea preparar solución saturada de NaCl en agua habría
que disolver 39 gr de esta sal en 100 gr de agua a 20°C (la solubilidad del
NaCl en agua es 39 gr por cada 100 gr de agua a 20°). Cualquier exceso de
sal se precipitaría.
Solución insaturada, aquella en la que se ha disuelto, poca cantidad de
soluto, de la máxima que es capaz de disolver una determinada cantidad de
solvente a T° dada.
Solución sobresaturada, es aquella en la que se ha disuelto una
cantidad de soluto mayor que la máxima cantidad de soluto que es capaz de
disolver determinada cantidad de solvente a una T° dada.
Por ejemplo, si desea preparar una solución sobresaturada de NaCl, es
necesario disolver más de 39 gr en 100 gr de agua a una T° mayor de 20°C
y luego enfriar a 20°C. Estas soluciones no son estables.

11. UNIDADES DE CONCENTRACIÓN:
UNIDADES FÍSICAS
Expresan la cantidad de soluto disuelta en una cantidad dada de solvente o
de solución.
Entre mayor sea la cantidad de soluto disuelta más concentrada estará la
solución.
Las unidades de concentración se clasifican en unidades físicas y químicas.
Las unidades físicas de concentración no tienen en cuenta la masa molar de
los componentes de la solución.
Porcentaje de soluto en la solución. Puede ser porcentaje en masa (peso) ó
porcentaje de masa en volumen ó porcentaje en volumen.
Porcentaje en masa. (Porcentaje masa/masa). Indica la masa de soluto en
g disuelta en 100 gramos de solución y se puede calcular mediante la
expresión:

12. UNIDADES DE CONCENTRACIÓN:
UNIDADES FÍSICAS
 ¿Cuál es el porcentaje en masa (peso) de una solución de 20g de glucosa con 120g de agua?
Datos: m (soluto) = 20g %(m/m) = ?%
m (solución) = 20g + 120g = 140g
 ¿Qué masa de sacarosa se necesita para preparar 150g de solución al 4% en masa?
Datos: % (m/m) = 4% m (soluto) =? g
m (solución) = 150 g
 ¿Cuál es la masa de una solución de ácido acético al 15% (m/m) que contiene 165g de ácido acético?
Datos: m (soluto) = 165 g m (solución) = ?g
%(m/m) = 15%

13. UNIDADES DE CONCENTRACIÓN:
UNIDADES FÍSICAS
Porcentaje masa/volumen. Indica la masa de soluto en gr disuelta en 100 ml de solución y se
puede calcular mediante la expresión:
¿Cuál es la masa de koh que hay que disolver con suficiente agua hasta completar 100 ml de
solución con una concentración al 2.5% m/v?
Datos: volumen de solución = 100 ml m (soluto) = ? g de koh
% (m/v) = 2.5%
Porcentaje en volumen (porcentaje volumen / volumen). Indica el volumen (en ml) de soluto
disuelto en 100 ml de solución. Se puede calcular mediante la expresión:

14. UNIDADES DE CONCENTRACIÓN:
UNIDADES FÍSICAS
Porcentaje en volumen (porcentaje volumen / volumen).
Se puede considerar con bastante aproximación que los volúmenes son aditivos, es decir que el
volumen final de la solución es igual al volumen del soluto más volumen del solvente. Pero en
muchos casos el volumen de la solución no es igual, en este caso es necesario conocer densidades
de soluto, solvente y de la solución final.
Calcule el porcentaje en volumen, en una solución que se prepara mezclando 70 ml de etanol y 300
ml de agua a 25°c. Considere los volúmenes aditivos.
Datos: v (soluto) = 70ml %(v/v) = ? ml
v (solución) = 70ml + 300ml = 370ml
Al mezclar 50 ml de agua de densidad 1g/ml con 70 ml de metanol de densidad 0,8 g/ml se obtiene
una solución de densidad σ=0,9 g/ml. Calcular el porcentaje en volumen del metanol en la solución.
Al mezclar el agua y el alcohol, el volumen de la solución no es igual a la suma de los volúmenes.
Por esta razón es necesario calcular la masa de la solución inicialmente con ayuda de la densidad
σ:
m (H2O) = V(H2O) x ρ(H2O) = 50 ml x 1g/ml = 50g m (alcohol) = V(alcohol) x σ(alcohol) = 70 ml x
0,8g/ml = 56g
m (solución) = 50g + 56g = 106g

15. UNIDADES DE CONCENTRACIÓN:
UNIDADES FÍSICAS
PARTES POR MILLÓN (PPM). Masa de soluto como miligramos contenidos
en un litro ó kilogramo de solución. El nombre se deriva de la relación entre Kgr Y
mgr (1 Kgr = 106 mgr).
La concentración de histamina permitida en ciertos alimentos no puede exceder de 50 ppm. ¿Cuántos miligramos
de histamina contiene 3 kg de un alimento con una concentración de 45 ppm?
Datos: m (solución)= 3 Kg m (soluto) = ? mg
ppm = 45 ppm

16. UNIDADES DE CONCENTRACIÓN:
UNIDADES QUÍMICAS
TIENEN EN CUENTA LA MASA MOLAR DE LOS COMPONENTES DE LA SOLUCIÓN.
CONCENTRACIÓN MOLAR (MOLARIDAD). CONCENTRACIÓN MOLAR O MOLARIDAD (M) SE
DEFINE COMO CANTIDAD DE SUSTANCIA (NÚMERO DE MOLES) EN UN LITRO DE SOLUCIÓN.
 ¿Cuál es la concentración molar o Molaridad (M) de una solución de volumen 200 ml que contiene 20g de
NaCl?
 ¿Cuál es la masa de KClO3 necesaria para preparar 500 ml de una solución 0.45M?
CONCENTRACIÓN NORMAL (NORMALIDAD). CONCENTRACIÓN NORMAL O NORMALIDAD (N) SE
DEFINE COMO NÚMERO DE EQUIVALENTES DEL SOLUTO PRESENTES EN UN LITRO DE
SOLUCIÓN.

17. UNIDADES DE CONCENTRACIÓN:
UNIDADES QUÍMICAS
Z DEPENDE DE LA NATURALEZA DE LAS SUSTANCIAS Y DE LA CLASE DE REACCIÓN DÓNDE
PARTICIPEN LOS COMPUESTOS.
PARA UN ÁCIDO, IGUAL AL NÚMERO DE H+ QUE CONTENGA EN SU MOLÉCULA O AL NÚMERO DE H+
QUE PARTICIPE EN UNA REACCIÓN QUÍMICA.
PARA UNA BASE, IGUAL AL NÚMERO DE OH- QUE CONTENGA EN SU MOLÉCULA O AL NÚMERO DE OH-
QUE PARTICIPE EN UNA REACCIÓN QUÍMICA.
PARA UNA SAL, IGUAL A LA VALENCIA DEL METAL MULTIPLICADO POR LA CANTIDAD DE ELLOS QUE
CONTENGA LA MOLÉCULA.
EL NÚMERO DE EQUIVALENTES ESTÁ RELACIONADO CON LA CANTIDAD DE SUSTANCIA
(NÚMERO DE MOL) AL REEMPLAZAR MEq ENTRE LAS ECUACIONES ANTERIORES, QUEDA:
EL NÚMERO DE EQUIVALENTES DEL SOLUTO SE CALCULAA PARTIR DE LA EXPRESIÓN:
DONDE: Meq = MASA EQUIVALENTE. LA MASA MOLAR EQUIVALENTE ES IGUAL A:

18. UNIDADES DE CONCENTRACIÓN:
UNIDADES QUÍMICAS
 ¿CUÁL ES LA CONCENTRACIÓN NORMAL DE UNA SOLUCIÓN QUE SE PREPARÓ DISOLVIENDO
9,8 GRAMOS DE H2SO4 EN SUFICIENTE AGUA HASTA COMPLETAR 100 ml DE SOLUCIÓN?
Datos: soluto = H2SO4 m = 9,8 gramos de H2SO4
V = 100 mL de solución Concentración normal N = ? eq/L
- Calcular la masa equivalente a partir de la ecuación. Para el ácido sulfúrico Z = 2 y la masa equivalente
(peso equivalente) es:
DONDE n= CANTIDAD DE SUSTANCIA DEL SOLUTO (NÚMERO DE MOL)
A PARTIR DE ESTA RELACIÓN LA CONCENTRACIÓN NORMAL SE PUEDE RELACIONAR CON LA
CONCENTRACIÓN MOLAR POR LA EXPRESIÓN:

19. UNIDADES DE CONCENTRACIÓN:
UNIDADES QUÍMICAS
¿Cuántos gramos de Ca3(PO4)2 se necesitan para preparar 250 mL de una solución 4 N?
Datos: soluto = Ca3(PO4)2 Volumen de solución = 250 mL
m (soluto) = ?g Concentración de la solución = 4N = 4 eq/L
- Primero convertir el volumen a Litros
- Calcular el número de equivalentes reemplazando en la ecuación
- Calcular la Normalidad reemplazando en la ecuación de Normalidad (3)
V (solución) = 100ml = 0.1L Eq(soluto) = 0.2 Eq
La concentración normal es:

20. UNIDADES DE CONCENTRACIÓN:
UNIDADES QUÍMICAS
- Calcular el número de equivalentes, Eq (soluto), despejando de la ecuación de Normalidad
- Calcular la Masa equivalente del Ca3(PO4)2 a partir de la ecuación
Z es igual a 6 (La valencia del calcio, 2, se multiplica por los 3 átomos de calcio que hay en la molécula).
- Calcular la masa de Ca3(PO4)2 a partir de la masa equivalente.
CONCENTRACIÓN MOLAL (MOLALIDAD). CONCENTRACIÓN MOLAL O MOLALIDAD (m) SE DEFINE
COMO CANTIDAD DE SUSTANCIA (NÚMERO DE MOLES) DEL SOLUTO CONTENIDO EN 1 Kgr DE
SOLVENTE. SE CALCULA MEDIANTE LA ECUACIÓN:

21. UNIDADES DE CONCENTRACIÓN:
UNIDADES QUÍMICAS
Calcule la molalidad (m) de una solución que resulta de disolver 8 gr de NaOH en 200 gr de H2O.
FRACCIÓN MOLAR (X). NÚMERO ADIMENSIONAL (SIN UNIDADES) QUE EXPRESA LA RELACIÓN
ENTRE EL NÚMERO DE MOLES DE UN COMPONENTE Y EL NÚMERO TOTAL DE MOLES DE LA
MEZCLA. SI TENEMOS UNA MEZCLA DE LOS COMPONENTES A Y B LA FRACCIÓN MOLAR DE A ES:
 EJEMPLO: SI TENEMOS UNA SOLUCIÓN CON DOS COMPONENTES A Y B, LA FRACCIÓN MOLAR
DEL COMPONENTE A ES:
 DONDE MOLES TOTALES = MOLES DE A MÁS MOLES DE B.
 TAMBIÉN SE REPRESENTA:
 nA SON MOLES DEL COMPONENTE A Y nT ES SUMA DE LOS MOLES DE TODOS LOS
COMPONENTES EN LA SOLUCIÓN. NOTE QUE LA FRACCIÓN MOLAR NO TIENE UNIDADES.
 TIENE LA PROPIEDAD DE QUE LA SUMA DE LA FRACCIÓN MOLAR DE TODOS LOS
COMPONENTES EN LA SOLUCIÓN ES IGUAL A UNO (1).
 POR EJEMPLO, PARA UNA SOLUCIÓN DE DOS COMPONENTES (A Y B). XA+ XB= 1
 DE MANERA QUE SI CONOCEMOS XA, XB SE OBTIENE RESTANDO DE 1 EL VALOR DE XA
XB= 1 – XA.