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Soluciones
Una solución se define como una mezcla
homogénea de un soluto (especie que se
encuentra en menor cantidad) con un
solvente (la especie que está en mayor
cantidad y que disuelve al soluto).
El aire, el agua de mar y la tierra, son
mezclas y de ellas es solución
¿Cuál es?
SOLUCIONES
La solución es la mezcla que
esta constituida por dos o más
componentes y que se encuentra
en estado líquido.
Por ejemplo :
El agua de mar es una
mezcla que se forma por
la combinación de agua
y de sales de Na, K, Mg
y Ca, en una
concentración del 3.5 %.
SOLUCIONES
Eso significa que vivimos en un planeta compuesto
por enormes cantidades de solución acuosa.
En la solución , el solvente es la fracción líquida y el
soluto es lo que se disuelve , por ejemplo: la sal
(NaCl) en el agua de mar , el alcohol (Etanol) en la
cerveza y el gas (CO2) en los refrescos.
SOLUCIONES
El solvente común en las tres soluciones es el
agua, que por su abundancia e importancia, se le
conoce como "solvente universal" .
Para referirnos al estado físico de los componentes se
usa la expresión soluto-solvente ; que puede ser sólido liquido (S/L), líquido - liquido (L/L) o gas -líquido (G/L),
siendo en todos los casos , el solvente, el denominador
de la expresión .
Solución
Soluto
Solvente
(H2O)
Solución
Soluto
Molécula de Agua
Puentes de Hidrógeno
CARACTERÍSTICAS
Las características principales para
que una solución sea homogénea,
son: el tamaño de partícula (del
soluto) y la afinidad del soluto por
el solvente.
1)Tamaño de partícula: cuando el
tamaño de partícula es pequeño
(< 1nm) , es decir , los solutos son
moléculas de bajo peso molecular
(como sales y azucares).
CARACTERÍSTICAS
2) Afinidad del soluto por el
solvente: dependiendo de la
polaridad de las moléculas de
soluto y de solvente se tienen
fuerzas de atracción que favorecen
la solubilización del soluto.
bajo el principio de :
“lo semejante disuelve lo
semejante”
AFINIDAD
soluto
Ionico
(NaCl)
Polar
(azúcar)
No Polar
(grasa)
solvente
Polar
(agua)
No Polar
(gasolina)
ejemplo
Agua de
mar
Limonada
Pinturas
Solución y sus componentes
• Una solución es una mezcla homogénea compuesta
por un soluto disuelto en un solvente.
• El soluto es el componente presente en menor
cantidad.
• El solvente es el componente presente en mayor
cantidad.
• Por ejemplo, una cuchara de azúcar disuelta en un
vaso de agua forma una solución acuosa en donde el
azúcar es el soluto y el agua el solvente o disolvente.
• Se da el nombre de solución acuosa a toda solución
en donde el solvente es el agua.
.
• El soluto y el solvente en una solución
pueden existir como moléculas o como
iones.
• Por ejemplo, cuando el azúcar se
disuelve en agua, el azúcar entra en la
solución en forma de moléculas.
• Cuando el cloruro de sodio se disuelve
en agua se separa en iones cloruro y
iones sodio.
• En ambos casos tanto las moléculas
como los iones del soluto están
rodeados por moléculas de agua en la
solución
Solubilidad
Proceso de solvatación
Burns, R. (1996)
solvatación
Electrolitos
• Una sustancia que se rompe en
iones cuando se disuelve al formar
una solución se conoce como
electrolito y es capaz e conducir
la corriente eléctrica.
• Cuando la sustancia no se ioniza se
le llama no electrolito.
Factores que afectan la
solubilidad
• Propiedades del soluto y el
solvente: Los compuestos iónicos
son solubles en los solventes
polares, los compuestos covalentes
(no polares) son solubles en
solventes no polares.
“Lo semejante disuelve lo semejante”
• Temperatura: Soluciones de un gas
en un líquido, la solubilidad
disminuye con el aumento de
temperatura. Soluciones de sólidos
en un líquido generalmente la
solubilidad aumenta al aumentar la
temperatura.
Factores que afectan
la velocidad de disolución
• Tamaño de la partícula: A menor
tamaño de partícula del soluto mayor
velocidad de disolución.
• Velocidad de agitación: La
velocidad de disolución del soluto
aumenta por la agitación.
• Temperatura: A mayor
temperatura mayor velocidad de
disolución.
Tipos de soluciones
• Solución no saturada: Es aquella en
donde hay menos soluto del que puede ser
disuelto a una temperatura dada (diluida y
concentrada).
• Solución Saturada: Es aquella que
contiene tanto soluto como pueda ser
disuelto a una temperatura dada.
• Solución sobresaturada: Es una
solución inestable en la cual hay más soluto
en solución de lo que normalmente existe a
una temperatura dada. Si se realiza algún
proceso de cristalización, todo el exceso del
soluto se precipita, dejando una solución
saturada.
Tipos de soluciones
Brown, T. et al. (1991)
Soluciones
El soluto es IONICO
(Ejem. NaCl)
NO
SI
Es soluble en
Agua (polar)
Es Insoluble en
gasolina (no polar)
El soluto es POLAR
(Ejem. AZUCAR)
NO
SI
El soluto es: NO POLAR
(Ejem. Grasa, manteca,
Cera, Aceite, etc.)
Es soluble en
Solventes no polares :
Gasolina, Hexano, Benceno, Eter,
Etc.
Es Insoluble en
Agua (polar)
Interacción
(Fuerzas de Vander Walls
Es soluble en
Agua (polar)
Es Insoluble en
gasolina (no polar)
Interacción
(Dipolo-Dipolo)
Interacción
(Ion-Dipolo)
Sólido iónico + agua  Solución iónica
que conduce la
electricidad y se la
denomina solución
electrolítica
Sólido molecular + agua  Solución que no
conduce la
electricidad y se la
denomina solución
no electrolítica
Solubilidad
La solubilidad de una
sustancia en un solvente es la
concentración de su
disolución saturada. Se la
expresa en:
g de soluto/ 100 ml de agua.
Preparación de soluciones
Preparación de soluciones
Soluciones
Mezclas homogéneas de dos o más componentes.
Mayor proporción  solvente
Componentes
Menor proporción  soluto
Concentración: indica la cantidad de soluto
presente en una dada cantidad de solvente o
una dada cantidad de solución.
Solución saturada: es una solución que no puede
disolver mayores cantidades de soluto.
Una solución saturada está en equilibrio con el
soluto sólido.
Solubilidad: concentración de soluto de la
solución saturada.
Unidades de concentración
Partes por millón: g de soluto en 106g
de
solución.
msto= g de soluto presentes en mslon g de
solución.
msto
6
ppm 
 10
msoln
Molaridad: moles de soluto en 1 litro de
solución.
nsto= Nro de moles de soluto presentes en nlsoln
litros de solución.
nl soln ____ nsto
1l soln
nsto
__ x 
1
nl soln
nsto
M 
nl soln
Formaridad: peso formula g de
soluto en
1 litro de solución.
nfg sto
F
nl soln
Molalidad: moles de soluto en 1 kg de
solvente.
nsto
m
nKg soln
El proceso de disolución
Puede ocurrir con reacción química o sin
reacción química.
Ejemplos de disolución con reacción:
Zn( s )  2 HCl ( aq )  Cl2 Zn( aq )  H 2 ( g ) 
CO2 ( g )  2 H 2O(l )  CO3 H  ( aq )  H 3O  ( aq )
Entalpía de solución
Sal en H2O
Metanol en H2O
Factores que afectan la
solubilidad
Interacciones soluto-solvente
Lo semejante disuelve lo semejante
Efecto de la temperatura
Compuestos iónicos
Gases
Efecto de la presión
La presión no afecta la solubilidad de
líquidos y sólidos pero sí la de los gases:
Ley de Henry
s g  k H Pg
Solubilidad del
gas en el solvente dado
Constente de Henry
¿De qué depende?
Presión del gas
sobre la solución
PROPIEDADES
COLIGATIVAS
DE LAS SOLUCIONES
Propiedades coligativas
Son aquellas propiedades
físicas de las soluciones que
dependen más bien de la
cantidad de soluto que de su
naturaleza.
Cuatro son las propiedades coligativas:
Disminución de la presión de vapor
Disminución del punto de congelación
Aumento del punto de ebullición
Presión osmótica
Disminución de la presión de vapor
Cuando se agrega un soluto no volátil
a un solvente puro, la presión de
vapor de éste en la solución
disminuye.
P solución < P solvente puro
P = P° - P
Ley de Raoult
PA = XA P°A
PA : Presión de vapor del componente A
XA : Fracción molar de A
P°A : Presión de vapor de A puro
Para un soluto no volátil:
P = P°A XB
donde:
P : Disminución de la presión de vapor
XB : fracción molar del soluto B no volátil
P°A : presión de vapor del solvente A puro
Ley de Raoult para una solución ideal de un soluto en un líquido volátil. La presión de vapor ejercida por el
líquido es proporcional a su fracción molar en la solución.
Presión de vapor del
solvente
P° solvente
0
0
1
X disolvente
X
soluto
1
0
... aplicación
• Calcule el descenso de la presión de
vapor de agua, cuando se disuelven 5.67
g de glucosa, C6H12O6, en 25.2 g de agua
a 25°C. La presión de vapor de agua a
25°C es 23.8 mm Hg ¿Cuál es la presión
de vapor de la solución?
... aplicación
• El naftaleno C10H8, se utiliza para hacer bolas
para combatir la polilla. Suponga una solución
que se hace disolviendo 0,515 g de naftaleno
en 60,8 g de cloroformo CHCl3, calcule el
descenso de la presión de vapor del cloroformo
a 20°C en presencia del naftaleno. La p de v del
cloroformo a 20°C es 156 mm Hg. Se puede
suponer que el naftaleno es no volátil
comparado con el cloroformo. ¿Cuál es la
presión de vapor de la solución?
Para una solución ideal:
Si los componentes son los líquidos A y B:
Psolución = P°A XA + P°B XB
Psolución : Presión de la solución ideal
P°A y P°B : Presiones de vapor de A y B puros
XA y XB : Fracciones molares de A y B
Ley de Raoult para una solución ideal de dos componentes volátiles.
Izquierda: B puro
puro
Derecha: A
P total = PA + PB
Presión de vapor
P°B
PB
P°A
PA
0
0
1
0
XB
XA
0
1
... aplicación
• Una solución líquida consiste en 0,35
fracciones mol de dibromuro de etileno,
C2H4Br2, y 0,65 fracciones mol de
dibromuro de propileno, C3H6Br2. Ambos
son líquidos volátiles; sus presiones de
vapor a 85°C son 173 mm Hg y 127 mm
Hg, respectivamente. Calcule la presión
de vapor total de la solución.
DIAGRAMA PUNTO FUSIÓN Y PUNTO EBULLICIÓN SOLVENTE PURO - SOLUCIÓN
760
Líquido
Presión de vapor del solvente
(torr)
Sólido
Gas
Tf
solución
Tf solvente
puro
Tf
Temperatura (°C)
Te
solvente
puro
Te solución
Te
DISMINUCIÓN DEL PUNTO DE
CONGELACIÓN
Cuando se agrega un soluto no volátil a
un solvente puro, el punto de
congelación de éste disminuye.
Pto. Cong. solución < Pto. Cong. solvente
puro
Tf = Kf • m
Donde:
Tf = Disminución del punto de congelación
Kf = Constante molal de descenso del punto de
congelación
m =
molalidad de la solución
Tf = Tf solvente - Tf solución
AUMENTO DEL PUNTO DE EBULLICIÓN
Cuando se agrega un soluto no volátil
a un solvente puro, el punto de
ebullición de éste aumenta.
Pto. Eb. ss > Pto. Eb. solvente puro
Te = Ke • m
Donde:
Te = Aumento del punto de ebullición
Ke = Constante molal de elevación del punto de
ebullición
m = molalidad de la solución
Te = Te solución - Te solvente
Algunas propiedades de
disolventes comunes
I Solvente
Agua
Benceno
Alcanfor
Fenol
Ac. Acético
CCl4
Etanol
Pe (°C)
Kb (°C/m)
Pf(°C)
100,0
80,1
207,42
182,0
118,1
76,8
78,4
0,512
2,53
5,61
3,56
3,07
5,02
1,22
0,0
5,48
178,4
43,0
16,6
- 22,3
- 114,6
Kf (°C/m)
1,86
5,12
40,00
7,40
3,90
29,8
1,99
... aplicación
• Una solución acuosa de glucosa es 0.0222 m
¿cuáles son el punto de ebullición y el punto de
congelación de esta solución?
• ¿Cuántos
gramos
de
etilenglicol,
CH2OHCH2OH, se deben adicionar a 37.8 g de
agua para dar un punto de congelación de 0.150°C?
• Se disolvió una muestra de 0.205 g de fósforo
blanco en 25.0 g de CS2 Se encontró que la
elevación del punto de ebullición de la solución
de CS2 fue 0.159°C. Cuál es el peso molecular
del fósforo en solución? ¿cuál es la fórmula del
PRESIÓN OSMÓTICA
> P
Agua pura
Disolución
Osmosis Normal
PRESIÓN OSMÓTICA
P > 
Agua pura
Osmosis
inversa
P
Disolución
Se define la presión osmótica como el proceso,
por el que el disolvente pasa a través de una
membrana semipermeable, y se expresa como:
 =
n R T
V
R= 0.0821 atm L / (mol K)
Como n/V es molaridad (M), entonces:
 = M • R • T
Ejercicios
Una disolución contiene 1 g de
hemoglobina disuelto en suficiente agua
para formar 100 mL de disolución. La
presión osmótica a 20ºC es 2.72 mm Hg.
Calcular:
a) La molaridad de la hemoglobina.
b) La masa molecular de la hemoglobina.
Ejercicios
¿Qué presión osmótica ejercerá una
solución de urea (NH2CONH2) en agua al
1%, a 20ºC?. Considere que 1000 g
corresponde aproximadamente a 1 L de
solución.
¿Qué concentración en g/L habría de
tener una solución de anilina en agua,
para que su presión osmótica a 18ºC sea
de 750 mm Hg? (PM= 93.12)
Propiedades Coligativas de los
electrolitos
• Un electrolito es una sustancia que
disuelta en agua conduce la corriente
electrica.
(son
electrolitos
aquellas
sustancias conocidas como ácidos, bases
y sales).
• Para las disoluciones acuosas de
electrolitos es necesario introducir en las
ecuaciones, el factor i
Ejemplo
• Estimar los puntos de congelación de las
disoluciones 0.20 molal de:
a) KNO3
b) MgSO4
c) Cr(NO3)3
• El punto de congelación del HF 0.20 m es
-0.38ºC. ¿estará disociado o no?