Química

2. 1.EL ESTADO
LÍQUIDO
1.1. LÍQUIDOS
 La teoría cinético molecular de líquidos
 Fuerzas intermoleculares
 Propiedades de los líquidos
Viscosidad
Punto de ebullición
Punto de fusión
Tensión superficial
1.2. SOLUCIONES
Generalidades
• Componentes
• Tipos de soluciones
• Solubilidad, factores que afectan la
solubilidad
• Unidades de concentración física de
soluciones
• Unidades de concentración química de
soluciones

3. CLASIFICACIÓN
HOMOGÉNEA
Composición uniforme
Propiedades y apariencia
son iguales en todos sus
puntos
HETEROGÉNEA
Composición variable
Propiedades y apariencia NO
son iguales en todos sus
puntos
SUSTANCIAS PURAS
Composición FIJA, definida y constante
Propiedades específicas
MEZCLAS HOMOGÉNEAS O SOLUCIONES
Combinación de dos o más sustancias que conservan sus
propiedades distintivas
ELEMENTO
Formada por la misma clase de átomos
No se descomponen en sustancias más
sencillas por métodos químicos
COMPUESTOS
Formada por la unión de dos o más
elementos en proporciones definidas y
constantes
Composición
MEZCLAS HETEROGÉNEAS
Se pueden separar por métodos físicos de separación
de mezclas

4. La mayor parte de
materia está
formada por
mezclas que son
COMBINACIONES DE
DOS O MÁS
SUSTANCIAS EN LAS
QUE CADA UNA
CONSERVA SU
PROPIA IDENTIDAD
QUÍMICA Y POR ENDE
SUS PROPIEDADES.
MEZCLAS

5. CLASIFICACIÓN DE
LAS MEZCLAS
MEZCLAS
HOMOGÉNEAS O
SOLUCIONES
COMPOSICIÓN
UNIFORME
Sus componentes
no se pueden
distinguir a
simple vista
MEZCLAS
HETEROGÉNEAS
COMPOSICIÓN,
PROPIEDADES Y
APARIENCIA
VARIABLE
Sus componentes
se pueden
distinguir
COLOIDES SUSPENSIONES

6. SOLUCIÓN o
DISOLUCIÓN, es
una MEZCLA
HOMOGÉNEA (a
nivel molecular
o iónico) de dos
o más
componentes o
sustancias
(elementos o
compuestos)
que no
reaccionan entre
sí. .
SOLUCIONES

7. Un ejemplo común
podría ser un sólido
disuelto en un
líquido, como la sal o
el azúcar disueltos
en agua; o incluso
plata en mercurio,
formando una
amalgama.
El aire, es otra
mezcla homogénea
de las substancias
gaseosas nitrógeno y
oxígeno, y
cantidades pequeñas
de otras substancias.
Amalgama de plata y mercurio

8. Uno de los
componentes es
denominado
disolvente, solvente,
dispersante o medio de
dispersión y los demás
solutos. Los criterios
para decidir cuál es el
disolvente y cuáles los
solutos son más o
menos arbitrarios; no
hay una razón
científica para hacer
tal distinción. Se suele
llamar disolvente al
componente que tiene
el mismo estado de
agregación que la
disolución; y soluto o
solutos, al otro u otros
componentes.

9. SOLUTO Es el componente que se encuentra en menor
cantidad (en masa) de los componentes en una
solución o es el material dispersado en el
disolvente.
El componente principal de la disolución,
material en el que se disuelve el soluto, y que se
encuentra por lo general mayor cantidad.
DISOLVENTE

10. El estado físico de las disoluciones depende del
estado físico del solvente
CLASIFICACIÓN DE LAS
SOLUCIONES

11. Las disoluciones por su capacidad
de disolver un soluto, pueden ser:
https://slideplayer.es/slide/11284773/
SOLUBILIDAD

12. En una disolución sobresaturada de acetato
de sodio, al agregar un pequeño cristal
como semilla se forman rápidamente
cristales de acetato de sodio.
Las soluciones
sobresaturadas no
son muy estables.
Con el tiempo, una
parte del soluto se
separa de la solución
sobresaturada en
forma de cristales.
Este proceso se
conoce con el
nombre de
cristalización.

13. PROPIEDADES DE LAS
DISOLUCIONES
PROPIEDADES
ELECTROLÍTICAS
Los solutos que se
disuelven en agua se
agrupan en dos
categorías:
electrólitos y no
electrólitos.
Un electrólito es una sustancia que,
cuando se disuelve en agua, se disocia en
iones, formando una disolución que
conduce la electricidad.

14. •Son mezclas
homogéneas.
Las partículas de
estas son tan
pequeñas que no
es posible
distinguirlas
visualmente,
incluso al
ultramicroscopio.
LAS
DISOLUCIONES

15. •Composición
uniforme. Las
proporciones
relativas de solutos y
solvente se
mantienen en
cualquier cantidad
que tomemos de la
disolución (por
pequeña que sea la
muestra), y presenta
las mismas
propiedades en toda
su masa. No se
pueden separar por
centrifugación ni
filtración.

16. •Las propiedades
químicas de los
componentes de
una solución no
se alteran. Por
ejemplo: el
nitrógeno del aire
tiene todas las
propiedades del
nitrógeno puro,
porque tanto la
substancia pura
como la de la
mezcla contienen
las mismas
moléculas de
nitrógeno.

17. •Las propiedades
físicas de la
solución son
diferentes a las
del solvente puro:
la adición de un soluto
a un solvente aumenta
su punto de ebullición,
disminuye su punto de
congelación y
disminuye la presión de
vapor de éste
(PROPIEDADES
COLIGATIVAS).
•Sus propiedades físicas dependen de su concentración:
Disolución HCl 12 mol/L; densidad = 1,18 g/cm3
Disolución HCl 6 mol/L; densidad = 1,10 g/cm3

18. •No sedimentan.
Al someter una
disolución a un
proceso de
centrifugación las
partículas del
soluto no
sedimentan debido
a que el tamaño de
las mismas son
inferiores a 10
Angstrom ( Å ).

19. SOLUCIÓN, es
una MEZCLA
HOMOGÉNEA
(a nivel
molecular o
iónico) de dos o
más
componentes o
sustancias que
no reaccionan
entre sí.
.
Habíamos afirmado que

20. Fig. 13.1
Las principales
fuerzas
intermoleculares
en las soluciones
Ion-dipolo
Dipolo-dipolo
Ion-dipolo inducido
Dipolo-dipolo inducido
Dispersión
Enlace H
Metanol
Cloroformo
(CHCl3)
Hexano
(C6H14)
Octano
(C H )

21. ENFOQUE MOLECULAR DEL PROCESO
DE DISOLUCIÓN
•Interacción disolvente-disolvente
•Interacción soluto-soluto
•Interacción disolvente-soluto
Las atracciones
intermoleculares
que mantienen
juntas a las
moléculas en
líquidos y sólidos,
desempeñan un
papel importante en
la formación de
disoluciones. La
facilidad con la
que un soluto se
disuelve en un
solvente, depende
de la relación entre
tres tipos de
interacciones
∆H1 > 0 ∆H2 > 0
∆H3 <0
DHsln = DH1 + DH2 + DH3

22. El disolvente se separa en partículas – superando las
atracciones intermoleculares, por tanto –Endotérmico
disolvente (agregado) + calor → disolvente (separado)
∆H1 > 0
El soluto se separa en partículas – superando las
atracciones, por tanto -- Endotérmico
soluto (agregado) + calor → soluto (separado)
∆H2 > 0
Mezcla de partículas del soluto y disolvente – las
partículas se atraen entre sí, por tanto -- Exotérmico
soluto(separado) + disolvente (separado) → solución + calor
∆H3 < 0
Paso 1:
Paso 2:
Paso 3:
PROCESO DE DISOLUCIÓN Y LOS
COMPONENTES DE LA ENTALPÍA O CALOR
DE SOLUCIÓN
DHsln = DH1 + DH2 + DH3
Estas etapas requieren
energía para vencer las
fuerzas de atracción
intermolecular
CALOR DE SOLUCIÓN

23. DHsln = DH1 + DH2 + DH3

24. La mayor
cantidad de
soluto que se
puede disolver en
un disolvente
específico para
formar una
solución estable
a una
temperatura
determinada
SOLUBILIDAD

25. Esta expresión ayuda a predecir la
solubilidad de un soluto dado en un
determinado disolvente.
Implica que probablemente dos sustancias
con fuerzas intermoleculares similares y de
magnitud parecida puedan ser solubles
entre sí.

26. Se disuelven mejor en disolventes polares.
Se disuelven mejor en disolventes no polares.
Los hidrocarburos, moléculas no polares, no se disuelven ni se
mezclan con el agua.
Son más solubles en los disolventes polares
NaCl en H2O o NH3 (l)
MOLÉCULAS
POLARES
MOLÉCULAS NO
POLARES
LOS COMPUESTOS
IÓNICOS

27. Cuando
COMPUESTOS
IÓNICOS se
disuelven en
agua, los iones
se estabilizan
por
HIDRATACIÓN,
que implica
interacciones
ión - dipolo
Enlaces de
hidrógeno
Fuerzas
ion-dipolo
Capas de
hidratación

28. Las moléculas polares, y en especial las que pueden
formar puentes de hidrógeno con las moléculas de
agua, suelen ser solubles en agua.
La acetona tiene un enlace C=O muy polar y pares de
electrones no enlazados en el átomo de O, los cuales
pueden formar puentes de hidrógeno con el agua.
Líquidos como, el acetona y el agua, que se mezclan
en todas las proporciones son miscibles.

29. Los líquidos que no se disuelven uno
en el otro son inmiscibles.
La gasolina, que es
una mezcla de
hidrocarburos, y el
agua son inmiscibles,
debido a que la
atracción entre las
moléculas polares del
agua y las moléculas
no polares del
hidrocarburo no es lo
bastante fuerte como
para romper los
puentes de hidrógeno
que mantienen unidas
a las moléculas polares
del agua, y por lo tanto
no se puede verificar la
formación de una
disolución.

30. Lo semejante disuelve a lo semejante:
la solubilidad del metanol en agua
Agua Metanol Una solución de
agua y metanol
Los compuestos orgánicos que contienen el grupo OH unido a un átomo de
C, se llaman alcoholes. El enlace O-H no sólo es polar, sino que también
puede formar puentes de hidrógeno.

32. Si el número de
grupos OH a lo
largo de la cadena
de carbono de un
soluto aumenta,
hay más formación
de puentes de
hidrógeno entre ese
soluto y el agua, y
la solubilidad
aumenta
La glucosa (C6H12O6), tiene cinco grupos OH en un
esqueleto de seis carbonos, y esto hace a la molécula
muy soluble en agua (83 g se disuelven en 100 mL de
agua a 17.5ºC).

33. EFECTO DE LA TEMPERATURA EN LA
SOLUBILIDAD
En la mayoría
de casos la
solubilidad de
una sustancia
sólida aumenta
con la
temperatura,
con algunas
excepciones.

34. La solubilidad de
los solutos
gaseosos en agua
disminuye con el
incremento de la
temperatura, por
ejemplo, las
bebidas
carbonatadas
pierden CO2 si se
les calienta; al
aumentar la
temperatura de la
disolución, el
CO2(g) escapa de
la disolución,
disminuyendo su
solubilidad.
VARIACIÓN DE LA SOLUBILIDAD DE
GASES CON LA TEMPERATURA

35. CONTAMINACIÓN TÉRMICA
En el gráfico se
observa como
varía la
solubilidad del
O2 en el agua en
función de la
temperatura.
Una fuente común de contaminación térmica son
vertidos de agua caliente provenientes de los sistemas
refrigerantes de centrales térmicas, centrales
nucleares y otros procesos industriales.

36. EFECTO DE LA PRESIÓN EN LA
SOLUBILIDAD DE GASES
La presión no
afecta la
solubilidad de
líquidos y
sólidos.
La solubilidad de
gases por lo
general aumenta
al aumentar la
presión.

37. EFECTO DE LA PRESIÓN EN LA
SOLUBILIDAD DE GASES
La ley de Henry
determina que la
solubilidad de un
gas en un líquido
es proporcional a
la presión que el
gas ejerce sobre
la disolución
Sg = k Pg
Sg = solubilidad del gas, en concentración
molar del gas disuelto
Pg = presión del gas disuelto sobre la
disolución. Si se trata de una mezcla de
gases, P representa la presión parcial
k = constante para un determinado gas, que
depende de la temperatura.

38. La constante de la ley de Henry para el oxígeno en agua es
1.3 x 10–3 mol
litros atm
y la presión parcial del oxígeno en la atmósfera es 21%, o
0.21 atm.
Uso de la ley de Henry para calcular la
solubilidad de un gas
Problema: La menor concentración de gas oxígeno disuelto en agua
que sustenta la vida es ~ 1.3 x 10–4 mol/L. ¿A la presión atmosférica
normal del oxígeno, hay suficiente oxígeno para sustentar la vida?
Plan: Utilicemos la ley de Henry y la constante de la ley de Henry
para el oxígeno en agua con la presión parcial de O2 en el aire para
calcular la cantidad.
Solución:
SOxígeno = kH x PO2 = 1.3 x 10–3 mol x ( 0.21 atm)
litros • atm
SOxígeno = 2.7 x 10–4 mol O2 / litro
.
¡Es suficiente para sustentar la vida en el agua!

39. ¿Cuál miembro de
cada uno de los
pares siguientes
tiene mayor
probabilidad de ser
soluble en agua:
a. CCl4 o CaCl2
b. Vitamina A o
Vitamina C
c. Benceno (C6H6)
o Fenol
(C6H5OH)
d. KBr o
Ciclohexano
(C6H12)
Explique su
respuesta en cada
Análisis: Para predecir la solubilidad recuerde que lo
semejante disuelve a lo semejante: un soluto no polar se
disolverá en un solvente no polar; los compuestos iónicos
generalmente se disolverán en compuestos polares (ion-
dipolo); los compuestos polares se disolverán en
compuestos polares; y, los solutos que puedan formar
puentes de hidrógeno con el disolvente, presentarán una
solubilidad alta en él.
Estrategia: Identificar la naturaleza de cada compuesto
para predecir si son iónicos o moleculares, si son
moleculares, debemos identificar si son polares o no
polares. Aplicar la premisa “lo semejante disuelve a lo
semejante”

40. Solución: H2O POLAR
Compuestos Naturaleza
del
compuesto
Respuesta Explicación
a
CCl4 NO POLAR CaCl2
Las fuerzas de dispersión del CCl4 no son lo suficientemente
intensas como para romper los puentes de hidrógeno del agua y
así poder solubilizarse.
El CaCl2 tiene mayor solubilidad debido a que al ser un
compuesto iónico, sus iones se estabilizan mediante interacciones
ion-dipolo con el agua.
CaCl2 IÓNICO
b
Vitamina A NO POLAR Vitamina C La Vitamina A es un alcohol con una cadena larga de carbonos,
siendo prácticamente una molécula no polar que no presenta
solubilidad en agua.
La Vitamina C posee 4 grupos OH, que pueden interactuar con la
molécula de agua mediante puentes de hidrógeno, presentando
una alta solubilidad en agua.
Vitamina C POLAR
c
Benceno
(C6H6)
NO POLAR Fenol
(C6H5OH)
El benceno es no polar y por lo tanto no se disuelve en un líquido
polar como el agua.
El agua disolverá más fácilmente al fenol debido a la posibilidad
de formar puentes de hidrógeno.
Fenol
(C6H5OH)
POLAR
d
KBr IÓNICO KBr El KBr es un compuesto iónico y sus iones interaccionan con las
moléculas de agua.
El ciclohexano es un compuesto no polar y sus fuerzas de
dispersión no son lo suficientemente intensas como para romper
los puentes de hidrógeno del agua y poder solubilizarse en ella.
Ciclohexano
(C6H12)
NO POLAR

41. 1. En cada uno los
siguientes casos,
prediga cual par de
compuestos presenta
la mayor
probabilidad de
formar soluciones.
Explique su
respuesta.
(a) C2H5OH en C6H12
(ciclohexano) o
C2H5OH en H2O
(b) KCl en CCl4 o KCl en
NH3
(c) I2 en H2O o I2 en CS2
(d) CH2O
(formaldehido) en
CS2 o CH2O
(formaldehido) en
H2O
Análisis: Para predecir cual par de compuestos
presenta mayor probabilidad de formar soluciones,
recuerde que lo semejante disuelve a lo semejante: un
soluto no polar se disolverá en un solvente no polar;
los compuestos iónicos generalmente se disolverán en
compuestos polares (ion-dipolo); los compuestos
polares se disolverán en compuestos polares; y, los
solutos que puedan formar puentes de hidrógeno con
el disolvente, presentarán una solubilidad alta en él.
Estrategia: Identificar la naturaleza de cada
compuesto para predecir si son iónicos o moleculares,
si son moleculares, debemos identificar si son polares
o no polares. Aplicar la premisa “lo semejante
disuelve a lo semejante”

42. Respuesta Explicación
a C2H5OH en C6H12
(ciclohexano)
C2H5OH en
H2O
El C2H5OH es un compuesto polar con un
grupo OH que presenta facilidad de formar
puentes de hidrógeno con el H2O, que por ser
un tipo de unión especialmente fuerte,
facilita la solubilidad de estos dos
compuestos.
El C6H12 es un compuesto no polar por lo tanto
no presenta afinidad con el C2H5OH, que
como dijimos es polar.
C2H5OH en H2O
b KCl en CCl4 KCl en NH3
El KCl es un compuesto iónico, el NH3 es un
compuesto polar y el CCl4 es no polar. Por lo
tanto es más factible que el KCl forme
soluciones con el NH3 que con el CCl4
KCl en NH3
c I2 en H2O I2 en CS2
El I2 al ser no polar presenta mayor tendencia
a formar soluciones con el CS2 que también
es no polar, antes que con el agua.
I2 en CS2
d CH2O (formaldehido)
en CS2
CH2O
(formaldehido
) en H2O
El CH2O es un compuesto polar se disolverá
en otro compuesto polar como el agua, antes
que un compuesto no polar como el CS2
CH2O (formaldehido)
en H2O
Solución: