DISOLUCIONES Claudia Carrascal Profesora de qumica FEM Sistemas

DISOLUCIONES Claudia Carrascal Profesora de química FEM

Sistemas materiales Sistema material Sustancias puras elemento Compuesto Mezclas Heterogéneas Homogéneas

Sustancias puras Elemento Formado por un solo tipo de átomo compuesto Formado por átomos diferentes enlazados químicamente

¿Qué son? l l Una mezcla está formada por la unión de sustancias en cantidades variables y que no se encuentran químicamente combinadas. Por lo tanto, una mezcla no tiene un conjunto de propiedades únicas, sino que cada una de las sustancias constituyentes aporta al todo con sus propiedades específicas.

l Las mezclas homogéneas son aquellas cuyos componentes no son identificables a simple vista, es decir, se aprecia una sola fase física (monofásicas). Ejemplo: aire, agua potable.

Mezclas (formada por dos o mas componentes) Homogéneas Componentes uniformemente mezclados. Una sola fase También llamados soluciones Heterogéneas Los componentes no se mezclan homogéneamente. Hay presente más de una fase.

Mezclas heterogéneas. l l l Emulsiones: Conformada por 2 fases líquidas inmiscibles. Ejemplo: agua y aceite, leche, mayonesa. Suspensiones: Conformada por una fase sólida insoluble en la fase dispersante líquida, por lo cual tiene un aspecto opaco. Ejemplo: Arcilla, tinta china (negro de humo y agua), pinturas al agua, cemento. Coloides o soles: Es un sistema heterogéneo en donde el sistema disperso puede ser observado a través de un ultramicroscopio.

SUSPENSIONES Las suspensiones son mezclas heterogéneas formadas por un sólido en polvo o pequeñas partículas no solubles. Solución de Na. Cl Suspensión de almidón en agua

Las suspensiones presentan las siguientes características: • Sus partículas son mayores que las soluciones y los coloides, lo que permite observarlas a simple vista • Sus partículas se sedimentan si la suspensión se deja en reposo. • Los componentes de la suspensión pueden separarse por medio de centrifugación, decantación, filtración y evaporación.

COLOIDES Sistemas heterogéneos formados por una fase dispersante y una o más fases dispersas, también llamada: Dispersión Coloidal.

Partes de una Dispersión Coloidal FASE DISPERSANTE Son las partículas dispersas comparables con el soluto en la solución Es la sustancia en la cual las partículas dispersas están distribuidas (medio). Comparable con el solvente de la solución.

Las dispersiones coloidales son transparentes , algunas tiene una apariencia lechosa o turbia. Estas pueden reflejar la luz. (Efecto de Tyndall). Las partículas dispersas presentan un movimiento errático en zigzag, este efecto es denominado Movimiento Browniano

Tipos de Dispersiones Coloidales FASE DE LA PARTICULA FASE DEL MEDIO Espuma Gaseosa Líquida Espuma Sólida Gaseosa Sólida Aerosol Líquida Gaseosa Emulsión Líquida Emulsión Sólida Líquida Sólida Humo Sólida Gaseosa Sol* Sólida Líquida Soluciones de almidón y jaleas. Sol sólido Sólida Vidrio, rubí, opalo, perlas TIPOS EJEMPLO Crema Batida Piedra pómez, malvaviscos Niebla, nubes, fijadores para el cabello Leche, mayonesa, crema Mantequilla, queso Polvo fino en smog, hollín en el aire

Emulsiones Una emulsión es una mezcla de dos líquidos inmiscibles, uno de ellos (fase dispersa) es dispersado en otro (fase dispersarte). Las emulsiones pueden ser aceite/agua ó agua /aceite.

Comparación PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES, COLOIDES Y SUSPENSIONES Propiedades Solución Coloide Suspensión 0. 1 – 1 nm 1 – 1000 nm > 1000 nm SI NO NO Estabilidad a la gravedad Muy estables Menos estables inestables Separación por filtración NO NO SI Presentan efecto de Tyndall NO SI Presentan movimiento Browniano NO SI Tamaño de la Partícula Mezcla Homogénea NO (ESTAS NO SON TRANSPATENTES) NO

COMPARACIONES Mezclas Sustancias Pueden separarse en sus componentes No pueden separarse en sus mediante cambios físicos componentes por cambios físicos Su composición puede variar de Su composición es constante la manera continua al agregar uno de sus mayoría de las veces componentes Sus propiedades están ciertamente relacionadas con las de sus componentes Sus propiedades no están relacionadas con las de los elementos que los constituyen químicamente.

Métodos de separación mezclas heterogéneas Filtración Esta técnica está basada en el diferente tamaño de las partículas de las sustancias que componen la mezcla. Se utiliza para separar un sólido de un líquido en el cual no es soluble. Para ello, se hace pasar la mezcla por un material poroso, como papel, telas, etc. , que retiene las partículas de la mezcla cuyo tamaño sea mayor que el tamaño del poro. En el laboratorio se suele emplear un papel de filtro colocado en un embudo.

Métodos de separación mezclas heterogéneas Decantación Este método está basado en la diferente densidad de dos líquidos que no forman una mezcla homogénea; es decir, de dos líquidos inmiscibles. Para separar ambos líquidos, los echamos en un embudo de decantación y lo dejamos reposar el tiempo suficiente para que el líquido menos denso flote sobre la superficie del otro líquido. Cuando se han separado los dos líquidos, abrimos la llave del embudo y el líquido más denso se recoge en un vaso de precipitados o en un matraz, como se muestra en la figura. El líquido menos denso lo sacamos por la parte superior del embudo después de volver a cerrar el grifo.

Métodos de separación mezclas heterogéneas Tamizado grava arena arcilla El tamizado se utiliza para separar mezclas de sólidos pulverizados en granos de diferentes tamaños. Consiste en hacer pasar la mezcla a través de distintos tamices. Los tamices se colocan de manera que el que tiene los poros más grandes esté arriba, y el que tiene los poros más pequeños, abajo. Con este método se separan, por ejemplo, las fracciones de grava, arena y arcilla que constituyen un suelo.

Métodos de separación mezclas heterogéneas Separación magnética Esta técnica está basada en las propiedades magnéticas de algunas sustancias. Consiste en aplicar un campo magnético (un imán) para extraer de la mezcla las sustancias que son atraídas por él. Se utiliza habitualmente este método de separación en las plantas de tratamiento de residuos para separar los metales de las basuras.

Métodos de separación mezclas heterogéneas Sedimentación Este método se basa, al igual que la decantación, en la diferente densidad de las sustancias que componen la mezcla. La diferencia es que la sedimentación permite separar sólidos de líquidos. Consiste en dejar reposar la mezcla el tiempo suficiente hasta que los sólidos vayan al fondo por su mayor densidad. Este proceso se puede acelerar utilizando una centrifugadora (como la mostrada en la fotografía), en la cual se hace girar la mezcla a gran velocidad para que los sólidos se depositen en el fondo rápidamente.

Métodos de separación mezclas homogéneas Destilación Este método está basado en la diferente temperatura de ebullición de las sustancias que componen una mezcla y sirve para separar líquidos miscibles. Para realizar la destilación, se calienta la mezcla en un matraz. Los vapores formados corresponden a la sustancia con menor temperatura de ebullición, ya que se vaporiza primero. Estos vapores pasan por el refrigerante, que es un tramo de tubo sumergido en una corriente de agua fría, y se condensan, lo que nos permite recogerlos en un matraz.

Métodos de separación mezclas homogéneas Cristalización Mediante esta técnica, basada en la diferente solubilidad que tienen los componentes de una mezcla al variar la temperatura, podemos separar un sólido disuelto en un líquido. Para ello, calentamos la disolución para eliminar parte del agua y la dejamos en reposo en un recipiente de vidrio de gran superficie, denominado cristalizador; pasado un tiempo, el líquido se habrá enfriado y el sólido, al disminuir su solubilidad, formará cristales en el fondo.

Métodos de separación mezclas homogéneas Cromatografía Esta técnica está basada en la diferente velocidad con que los componentes de una disolución se mueven a través de un medio poroso cuando son arrastrados por un disolvente en movimiento. Un forma de realizarla consiste en introducir un extremo de un papel de filtro en el vaso que contiene la disolución. El disolvente, al mojar el papel de filtro y ascender por él, arrastra a los componentes de la disolución que, al moverse a distintas velocidades, dejarán franjas de distinto color en el papel de filtro.

Disoluciones o soluciones Disolución Componentes Soluto Solvente clasificación Estado Concentracion

Disoluciones Disolvente: componente mayoritario de la disolución, que determina si ésta es un sólido, un líquido o un gas. Solutos: los demás componentes de la disolución Ejemplos: Disolución de glucosa(sól) en H 2 O(líq); glucosa(ac); C 6 H 12 O 6(ac) Disolución de metanol(líq) en H 2 O(líq); metanol(ac); CH 3 OH(ac) Disolución de O 2(g) en H 2 O(líq) [respiración de peces] Disolución acuosa de Na. Cl, KCl, Ca. Cl 2 y C 6 H 12 O 6 [un suero fisiológico]

DISOLUCIONES ESTADO CONCENTRACION Disoluciones sólidas Disoluciones diluidas (insaturadas) Disoluciones liquidas Disoluciones concentradas (saturadas) Disoluciones gaseosas Disoluciones supersaturadas

Concentración • La relación entre la cantidad de sustancia disuelta (soluto) y la cantidad de disolvente se conoce como concentración. • Esta relación se expresa cuantitativamente en forma de unidades físicas y unidades químicas, debiendo considerarse la densidad y el peso molecular del soluto.

Clasificación según la concentración Diluidas o insaturadas: Son las que tienen una pequeña cantidad de soluto en un determinado volumen de disolución. Concentradas o saturadas : Son aquellas que tienen gran cantidad de soluto en un determinado volumen de disolución y por lo tanto, están próximas a la saturación. Existe un equilibrio dinámico entre soluto y disolvente. Supersaturadas : Son las que contienen más soluto que el presente en las disoluciones saturadas.

Estos vasos, que contienen un tinte rojo, demuestran cambios cualitativos en la concentración. Las soluciones a la izquierda están más diluidas, comparadas con las soluciones más concentradas de la derecha.

Según el estado físico del soluto y el solvente Soluto Disolvente Ejemplo Gas Aire Liquido Gas Niebla Solido Gas Humo Gas Liquido CO 2 en agua Liquido Petróleo Solido Liquido Azúcar en agua Gas Solido H 2 en platino Liquido Solido Hg en cobre Solido Aleaciones

Disoluciones líquidas Sólido en liquido Azúcar en agua Sal en agua • Disoluciones gaseosas ü aire ü smog Liquido en liquido Alcohol en agua Gas en liquido CO 2 en agua (Bebidas gaseosas)

Expresiones Cualitativamente Diluida Cuantitativamente concentrada % peso-peso Expresiones físicas % volumen Expresiones químicas Expresiones físicas Molaridad Molalidad Normalidad

Concentración en Unidades Físicas �Porcentaje masa en masa (% m/m o % p/p): Indica la masa de soluto en gramos, presente en 100 gramos de solución. � msoluto % masa = ————— · 100 msoluto + mdisolvente

�Porcentaje masa/ masa (% m/m) 12 g café + 188 g agua = Solución 6% m/m

Ejemplo � Una solución de azúcar en agua, contiene 20 g de azúcar en 70 g de solvente. Expresar la solución en % p/p. soluto + solvente → solución 20 g 70 g 90 g 20 g azúcar Xg azúcar � → → 90 g solución 100 g solución 20 g % masa = ————— · 100 = 22, 22 %p/p 90 g

Tanto por ciento en masa-volumen. �Expresa la masa en gramos de soluto por cada 100 cm 3 de disolución. � msoluto % masa/volumen = ———————. 100 Vdisolución El volumen de la disolución no resulta de sumarla masa del soluto con el volumen del solvente.

Ejemplo � Una solución salina contiene 30 g de Na. Cl en 80 m. L de solución. Calcular su concentración en % p/v. solución 30 % p/v = ————— · 100 = 37, 5 80

• Porcentaje Volumen-Volumen (% v/v) • Es el volumen de soluto que se encuentra en 100 ml de solución. 20 ml Ac. acético + 80 ml agua = Solución 20% V/V

Ejemplo

Web bibliografia • www. iesrambladenogalte. es/aula/mod/resource/view. php? id =5272 • http: //www. slideshare. net/guest 15 df 8 d 5 d/prcticas-delaboratorio-mepii Lab separación de mezclas. • http: //www. slideshare. net/kyouyaootori 5/suspensionescoloides-y-disoluciones