1.2. LA MATERIA: DISOLUCIONES.

 DISOLUCIONES

DEFINICIÓN:

Mezcla homogénea de dos o más sustancias. Al componente mayoritario se llama disolvente y al que se encuentra en menor proporción, soluto. 

Para preparar disoluciones en el laboratorio necesitamos el siguiente material:

CONCENTRACIÓN DE UNA DISOLUCIÓN: 

Existen diversas formas de expresar la cantidad de soluto que está disuelto en ua determinada cantidad de disolución o en una determinada cantidad de disolvente. 

Nota: solvente se refiere a disolvente.

SOLUBILIDAD:

A una temperatura determinada, un disolvente sólo admite soluto hasta una cierta concentración, solubilidad.  La solubilidad se suele expresar en gramos de soluto por 100 g de disolvente. La solubidad en sólidos suele aumentar con la temperatura (en gases, disminuye). Se dice que una disolución está saturada cuando ya no admite más soluto a esa temperatura.

Variación con la temperatura de la solubilidad en agua de distintas sales 

PROPIEDADES COLIGATIVAS DE LAS DISOLUCIONES:

Se denominan propiedades coligativas a las propiedades de las disoluciones que varían dependiendo del número de partículas del soluto. Al añadir soluto a un disolvente puro:
a) Disminuye la presión de vapor (la presión que ejerce el vapor de un líquido cuando a alcanza su equilibrio entre dicho líquido y vapor) de forma directamente proporcional a la fracción molar del soluto (Ley de Raoult). Las partículas de soluto al situarse entre las de disolvente entorpecen su "huida" 
b) Aumento ebulloscópico. Aumenta la temperatura (o punto) de ebullición (paso del estado líquido a gaseoso).
c) Descenso crioscópico. Disminuye la temperatura de congelación (paso de líquido a sólido)
d) Aumenta la presiòn osmótica o la presión necesaria para detener el paso de disolvente a través de una membrana semipermeable desde una disolución diluida a la más concentrada (ósmosis).   ∏.V = n.R.T


ACTIVIDADES

NIVEL 1:  ACTIVIDADES SENCILLAS SOBRE CÁLCULO DE CONCENTRACIONES:

EJEMPLO 1: Se prepara una disolución colocando en un vaso 5 g de sal común (cloruro de sodio) y añadiendo 20 g de agua. Una vez disuelta la sal se tiene un volumen de 21,7 mL.  Calcular: a) La concentración de dicha disolución en % en masa de cada componnente.  b) Molalidad. c) Concentración en g/L d) Fracción molar de soluto y disolvente. e) Molaridad.

Nota: normalmente se suponen los volúmenes aditivos, es decir, se suman los de soluto y disolvente (o los dan o se calculan a partir de las densidades) y listo . Otras, te dan directamente el volumen de disolución, como en este ejemplo.

Solución: a) 20% Sal común (NaCl);  b) 230,4gNaCl/L(disolución); 3,97 M NaCl   c) 4,275 molal;   d) Xs=0,072 ;  Xd=0,928 

EJEMPLO 2:  Se tiene una disolución de H₂SO₄ al 95,6% (p/p) y cuya densidad es 1,7 g/mL. Calcular la concentración de la disolución en g/L y molaridad. (Sol: 16,58 M; 1625,2 g/L)

A realizar con la ayuda de factores de conversión). Suelen dar los datos de densidades y riqueza. Son del tipo: "se desea preparar una disolución X, cuántos Y necesito coger de otra disolución".

RIQUEZA (o porcentaje en masa): Cuando te dicen que en una disolución hay un porcentaje, tienes que realizar el factor de conversión correspondiente para variar la cantidad inicial. 


TIPO 1: DILUCIONES: Calcular qué volumen de disolución de cloruro  de sodio 1 M se necesita para preparar 100 mL de una disolución de cloruro de sodio 0,02 M. (Sol:  V = 2 mL de la 1ª disolución  o 0.002L)

DATOS: 0,02 M = 0,02 mol/L

0,02 mol/L. 0,1 L = 0,002 moles de NaCl son los que hay, veamos como queda referidos a 1 litro.

Molaridad = mol / Volumen (L)

Despejando y sustituyendo 1 M y los moles que debe contener, despejamos el volumen

V = 0,002 mol / 1 mol/L = 0,002 L = 2 mL

EJEMPLO 2: PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES A PARTIR DE OTRAS

Consejo: - Se suele empezar el factor de conversión con el dato de lo que se quiere preparar y vas enlazada los demás datos hasta llegar a transformar la primera disolución en lo que se busca.

* ¿Qué volumen de disolución de ácido nítrico al 36% y densidad 1,22 g/mL, es necesario para preparar 0,25 L. de disolución 0,25 M?  (Sol: 8,96 mL)

* ¿Cuántos cm³ de disolución de ácido sulfúrico concentrado de densidad 1,84 g/cm³ y 96% de riqueza serán necesarios para preparar 500 cm³ de una disolución 0,5 M de ácido sulfúrico?