soluciones 2ºmedio 20112.0

SOLUCIONES

UNIDAD 2

GENERALIDADES DE LOS SOLIDOS, LIQUIDOS Y

GASES

GASES: TEORIA CINETICA MOLECULA

R

GENERALIDADES DE LOS GASES

Los gases están formados por pequeñas

partículas que poseen masa y volumen , que

se encuentran separadas entre sí por

distancias muy grandes

Debido a la distancia que existe entre las

moléculas la fuerza de atracción o repulsión

que pudiese existir es despreciable

Las moléculas de un gas se encuentran en

constante movimiento de forma aleatoria , es

decir, en distintas direcciones y velocidades

La colisión entre partículas va transfiriendo

la energía que posee cada molécula de una

a otra

La energía cinética que alcancen las

partículas del gas estará en una relación de

proporcionalidad con respecto a la

temperatura en kelvin , es decir, a mayor

temperatura mayor será la energía cinética

de las partículas

PROPIEDADES DE LOS GASES

Densidad: masa por unidad de volumen,

pero en el caso de los gases el volumen

depende directamente de la presión y la

temperatura.

DIFUSION

CUANDO ENTRAN EN CONTACTO 2 GASES, SE MEZCLAN HASTA QUE LAS PARTICULAS QUEDAN UNIFORMEMENTE REPARTIDAS,

ESTO OCURRE POR EL ESPACIO EXISTENTE ENTRE LAS PARTICULAS

COMPRESIBILIDAD

Los gases pueden

comprimirse ocupando un

menor volumen

SÓLIDOS

¿MOVIMIENTO?

PROPIEDADES DE LOS SÓLIDOS

ELASTICIDAD:

S e presenta

cuando un material

recupera su forma

original luego de

aplicarle una

fuerza

TENACIDAD

Resistencia a la

fractura

DUREZA

Resistencia

que pone el

solido a ser

rayado

MALEABILIDAD Y DUCTIBILIDAD

La maleabilidad y

ductibilidad se

presenta cuando los

sólidos pueden

formar láminas y la

ductibilidad cuando

pueden formar hilos

RESISTENCIA

El sólido es capaz

de soportar

grandes

esfuerzos y

presiones sin

deformarse

PROPIEDADES DE LOS LIQUIDOS

Forma y volumen definido: las fuerzas de

atracción de los líquidos limitan el

movimiento de las moléculas dentro del

recipiente que las contiene, sin embrago

poseen , gran fluidez, lo que permite que los

líquidos fluyan, haciendo que su forma

dependa del recipiente que las contiene, por

lo que se dice que tienen un volumen

definido

DIFUSIÓN

Al mezclar 2 líquidos, las moléculas de uno

de ellos se difunde en las del otro líquido, al

igual como ocurre en los gases pero a una

velocidad menor.

VISCOSIDAD

Es la resistencia del

liquido a fluir . Un liquido

que posee una alta

viscosidad fluirá mas

lentamente que un uno

menos viscoso

Disoluciones químicas

Recordemos….

¿Qué son las disoluciones químicas?

Mezcla homogénea, constituida por dos o

más componentes

Soluciones = disoluciones

COMPONENTES DE UNA DISOLUCION

SOLUTO: Es la sustancia que se encuentra en menor cantidad y por lo tanto, se disuelve

SOLVENTE O DISOLVENTE: Es la sustancia que se encuentra en mayor cantidad y por lo

tanto, disuelve

SOLVENTE O DISOLVENTE

Es la sustancia que disuelve o dispersa al soluto y

generalmente se encuentra en mayor proporción.

Existen solventes polares (agua, alcohol etílico y

amoníaco) y no polares (benceno, éter, tetracloruro de

carbono).

En las soluciones líquidas se toma como solvente

universal al agua debido a su alta polaridad.

El solvente da el aspecto físico de la solución.

ESTRUCTURA

MOLECULAR DEL AGUA

La mayor electronegatividaddel oxígeno con respecto alhidrógeno, determina unadistribución asimétrica de lacarga electrónica, con mayordensidad electrónica sobre eloxígeno, y un déficitelectrónico sobre loshidrógenos.

En consecuencia, la molécula de agua es un dipolo eléctrico, sin carga neta.

Esta estructura condiciona muchas de las propiedades físicas y químicas del agua, debido fundamentalmente a la posibilidad de establecimiento de puentes de hidrógeno entre moléculas acuosas y de éstas con otras moléculas.

PUENTE DE

HIDRÓGENO Un enlace por puente de

hidrógeno se efectúa entreun átomo electronegativo yel átomo de hidrogeno unidocovalentemente a otro átomoelectronegativo.

Este enlace es mucho masdébil que los enlacescovalentes, formándose yrompiéndose con mayorrapidez que estos últimos.

Cada molécula de aguapuede interactuar porpuentes de hidrogeno conotras cuatro moléculas deagua.

Propiedades Físicas y Químicas del Agua

1. Densidad máxima a 4 °C:

• Esto permite que el hielo flote en el agua.

• Esta densidad anómala permite la existencia de vida marina

en los casquetes polares ya que el hielo flotante actúa como

aislante térmico, impidiendo que la masa oceánica se

congele.

2. Elevado Calor Específico (1 cal/g x °C) (calor necesariopara elevar la temperatura de 1 g de agua en 1 °C)

• Este alto valor permite al organismo importantes cambiosde calor con escasa modificación de la temperaturacorporal.

• El agua se convierte en un mecanismo regulador de latemperatura del organismo, evitando alteracionespeligrosas, fundamentalmente a través de la circulaciónsanguínea.

Propiedades Físicas y Químicas del Agua3. Elevada Temperatura de ebullición:

En comparación con otros hidruros, la Temperatura de ebullición del

agua es mucho mas elevada (100 °C a 1 atmósfera). Esto hace que el

agua se mantenga liquida en un amplio margen de temperatura (0-100

°C), lo que posibilita la vida en diferentes climas, incluso a temperaturas

extremas.

5. Elevada Conductividad Calórica:

• Permite una adecuada conducción de calor en el organismo,

contribuyendo a la termorregulación, al mantener constante e igualar

la temperatura en las diferentes zonas corporales.

4. Elevado Calor de Vaporización:

• La vaporización continua de agua por la piel y los pulmones

constituye otro mecanismo regulador de la temperatura.

• La evaporación del sudor contribuye a este mantenimiento, y supone

la eliminación total de unas 620 Kcal diarias.

Propiedades Físicas y Químicas del Agua6. Disolvente de compuestos polares de naturaleza no iónica: Debido a

la capacidad del agua de establecer puentes de hidrogeno con

grupos polares de otras moléculas no iónicas. Así, puede disolver

compuestos como alcoholes, ácidos, aminas y glúcidos.

7. Capacidad de Hidratación o Solvatación de Iones:

• El carácter dipolar del agua determina que sus moléculas rodeen alos distintos iones, aislándolos del resto. A este fenómeno se ledenomina hidratación o Solvatación de iones y facilita la separaciónde iones de diferentes carga, lo que contribuye a la solubilización decompuestos iónicos.

8. Disolvente de Moléculas Anfipáticas:El agua solubiliza compuestos antipáticos (se llaman asi aquellos que presentan en su estructura grupos polares y apolares simultáneamente).Esta solubilización lleva consigo la formación de micelas, con los grupos apolares o hidrófobos en su interior y los grupos polares o hidrófilos orientados hacia el exterior para contactar con el agua.El agua es considerada como el disolvente universal, permitiendo la realización de procesos de transporte, nutrición, osmosis, etc., cuya ausencia haría imposible el desarrollo de la vida.

Propiedades Físicas y Químicas del Agua

10. El agua es un electrolito débil:

• Ello se debe a la naturaleza de su estructura molecular. Libera

el mismo catión que los ácidos (H+; ion hidrógeno o protón, o

ion hidronio) y el mismo anión que las bases (OH-; ion

hidroxilo).

• Por tanto, el agua es un anfolito o sustancia anfótera, es decir,

puede actuar como ácido o como base.

9. Elevada Tensión Superficial:Determina una elevada cohesión entre las moléculas de su superficie y facilita su función como lubricante en las articulaciones.Las sales biliares ejercen esta acción tensoactiva en el intestino delgado, facilitando la emulsión de grasas y, con ello, la digestión.

SOLUBILIDAD

La solubilidad es una medida de la

capacidad de disolverse una determinada

sustancia (soluto) en un determinado medio

(solvente)

NaCl en agua a 0ºC es de 35.7 g por 100 mL

de agua.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA SOLUBILIDAD

Interacciones soluto-disolvente

cuanto mayores sean las atracciones entre

el soluto y las moléculas de disolvente,

mayor será la solubilidad.

EFECTOS DE PRESIÓN

Las solubilidades de los sólidos y líquidos no

acusan un efecto apreciable de la presión,

La solubilidad de un gas en cualquier

disolvente aumenta al incrementar

la presión del gas sobre el disolvente

EFECTOS DE LA TEMPERATURA

La solubilidad de la mayor parte de los

solutos sólidos en agua aumenta al

incrementarse la temperatura de la

disolución.

la solubilidad de los gases en agua

disminuye al aumentar la temperatura

CONDUCTIVIDAD

Electrolíticas: se llama también soluciones

iónicas y presentan una apreciable

conductividad.

Eje: soluciones acuosas de ácidos, bases y

sales.

No electrolíticas: su conductividad es

prácticamente nula, no forman iones y el soluto

se disgrega hasta el estado molecular.

Eje: soluciones de azúcar, alcohol, glicerina

CONCENTRACIÓN DE UNA SOLUCIÓN

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.

Solución Solvente Soluto

Refresco (l) H2O Azúcar, CO2

Aire (g) N2 O2, CH4

Soldadura (s) Cr Mn, C , P , Si

, S

Ejemplos:

EL AGUA COMO DISOLVENTE

El agua es el disolvente más universal, es decir, el líquido que más sustancias

disuelve y ello hace que sea una de las sustancias más

importantes en el ámbito de las disoluciones.

Soluto polar:

Si se disuelve en agua.

Soluto no polar:

No se disuelve el agua, pero sí en disolventes no

polares.

Clasificación de disoluciones

DISOLUCIONES

ESTADO CONCENTRACION

Disoluciones

sólidas

Disoluciones

liquidas

Disoluciones

gaseosas

Disoluciones diluidas

(insaturadas)

Disoluciones concentradas

(saturadas)

Disoluciones

supersaturadas

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.

I) Clasificación de disoluciones según su concentración:

Insaturada Saturada Supersaturada

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.

Disoluciones

Estado de Disolución Estado del Disolvente Estado del Soluto Ejemplo

Líquido Líquido

Líquido Cloro doméstico

Gas Bebidas de fantasía

Sólido Agua de mar

Gas Gas

Líquido Neblina

Gas Aire

Sólido Humo

SólidoSólido

Líquido Amalgamas

Gas Hidrógeno en paladio

Sólido Aleación de bronce

Disoluciones sólidas: son las aleaciones de los metales

Ejemplos:

Bronce (Cu-Sn) Acero (Fe-Cu)

Latón (Cu-Zn) Amalgama (Hg – METAL)

II) Clasificación de disoluciones según su estado:

Disoluciones liquidas

Sólido en liquido Liquido en liquido

Gas en liquido

Azúcar en agua

Sal en agua

Alcohol en agua CO2 en agua(Bebidas gaseosas)

• Disoluciones gaseosas

aire

smog

ACTIVIDADES

De las siguientes mezclas justifica

cuáles son soluciones, indica los

solutos y los solventes

Arcilla y arena; aceite y alcohol;

vinagre; bronce; smog; amalgama;

agua y yodo

Forma soluciones liquido liquido,

sólido liquido, sólido sólido; líquido

gas:

Cobre - agua

café en grano

Etanol - metanol - cinc

Tetracloruro de carbono

Si tienes una solución saturada formada por

10g de jugo en polvo y 50 ml de agua,

responde:

¿Qué tipo de solución es?

¿cuál es el solvente y cuál es soluto?

¿Cuándo estará insaturada y cuándo

saturada?

Disoluciones

Solubilidad : Se denomina solubilidad a la capacidad de una determinada sustancia paradisolverse.

masa de soluto

Solubilidad = ・ 100

masa de disolvente

Factores que alteran la solubilidad

Temperatura: al aumentar la temperatura de la disolución se facilita el proceso de disolución del soluto.

Presión: este factor es apreciable en disoluciones que tienen un soluto en estado gaseoso, en las que aumenta la solubilidad del soluto proporcionalmente al incremento de la presión aplicada.

Agitación: la agitación es directamente proporcional a la solubilidad al aumentar la interacción del soluto (fase dispersa) con el disolvente (fase dispersante).

Estado de agregación: mientras mas disgregado se presente el soluto, mayor será su solubilidad en el disolvente.