Repaso de Sistemas de concentración molar ?· %masa/volumen, partes por mil (ppmil), ... Presión –la…

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  • Repaso de Sistemas de

    concentracin molarProf. Jos A. Prez

    Qumica Analtica

    1

  • Unidades de Concentracin

    molaridad, molalidad, % masa, % volumen,

    %masa/volumen, partes por mil (ppmil), partes

    por milln (ppm), partes por billn (ppb),

    densidad y gravedad especfica.

    2

  • El proceso de disolucin

    Se forma una solucin cuando una

    sustancia se dispersa de manera uniforme

    en otra.

    La preparacin de soluciones envuelve un equilibrio

    que se denomina equilibrio dinmico.

    Soluto + disolvente solucindisolver

    cristalizacin

    3

  • Soluciones

    Slido en lquido

    solucin saturada - solucin que est en equilibrio con un soluto no disuelto. Contiene la cantidad mxima de soluto que se puede disolver solubilidad- cantidad dada de soluto que se disuelve

    para formar una solucin saturada

    solucin insaturada solucin que no esta en equilibrio con respecto a una sustancia dada

    solucin sobresaturada solucin que contiene una cantidad mayor de soluto

    4

  • Disolucin de slidos

    inicos en lquidos

    Atraccin soluto-disolvente Energa de la red energa que possen los slidos en la

    red cristalina

    Solvatacin interaccin entre el soluto y las molculas de disolvente, si el disolvente es agua ese proceso se conoce como hidratacin.

    Ej. Disolver NaCl en agua

    Temperatura Para la mayora de los slidos inicos un aumento en

    temperatura lleva a un aumento en la solubilidad

    5

  • Disolucin de lquidos en

    lquidos

    Interacciones soluto-disolvente

    - Regla Igual disuelve Igual- las sustancias

    con fuerzas de atraccin similares suelen

    ser mutuamente solubles.

    - miscibles pares de lquidos que se

    mezclan en todas proporciones

    - inmiscibles - pares de lquidos que no se

    mezcla en ninguna proporcin.

    6

  • Disolucin de gases en

    lquidos Presin la solubilidad de un gas aumenta

    con aumento en presin

    - Ley de Henry= Sg=kHPg Temperatura

    - gases solubilidad disminuye al aumentar la temperatura

    7

  • Formas de expresar

    concentracin

    concentracin la

    cantidad dada de

    soluto por una

    cantidad dada de

    solvente o solucin

    Estas son:

    % por masa

    Molalidad

    Fracciones de masa

    ppm

    Molaridad

    Fraccin molar

    8

  • Por ciento por peso

    100solucin masa

    soluto masapesopor % x

    Masa solucin = masa soluto + masa disolvente

    Veamos ejemplos a continuacin;

    9

  • Ejemplos

    Calcule el porciento por masa de NaOH

    para una solucin que se prepara

    disolviendo 10.0g de NaOH en 150.0g de

    H2O.

    Cuntos g de NaCl hay en 150 mL de una

    solucin acuosa con una densidad de

    1.10g/mL y que es 20.0% por masa en

    NaCl?

    10

  • Molalidad(m)

    disolvente Kg

    soluto molesm

    Veamos ejemplos a continuacin;

    11

  • Determina la molalidad de una solucin se

    prepar disolviendo 5.67g de

    glucosa(C6H12O6) en 25.2 g H2O.(Masa

    molar C6H12O6=180.0g.mol)

    Cul es la molalidad de una solucin que

    contiene 7.78g de urea((NH2)2CO) en 203g

    H2O ?(masa molar (NH2)2CO = 60.06g/mol)

    Ejercicios- asignacin

    12

  • Fracciones de Masa(partes

    por milln y partes por billn)

    Partes por milln(ppm)

    solucin L

    soluto mg ppm

    10solucin masa

    soluto masappm 6

    x

    Soluciones Diluidas

    Veamos ejemplos

    a continuacin;13

  • Una solucin se prepar disolviendo

    0.0154g de NaCl en 350.0g de H2O.

    Determina la concentracin en ppm.

    Una muestra de agua potable contiene

    0.105ppm de plomo. Cuntos g de Pb hay

    en 1.0 L de esta muestra?

    Ejercicios- asignacin

    14

  • Molaridad(M)

    solucin L

    soluto molesM

    Ejemplo: 12.0g de NaOH(Masa molar = 40.01g/mol) son colocados en un matraz volumtrico de 500.0mL. El matraz es llenado hasta la marca de calibracin con agua. Determina la molaridad de la solucin resultante.

    15

  • Fraccin Molar

    Indica la relacin entre los moles de un

    componente y los moles totales en una

    solucin

    Ej. solucin AB

    B moles A moles totalesmoles

    totalesmoles

    B molesX

    totalesmoles

    A molesX BA

    Veamos ejemplos a continuacin; 16

  • Una solucin contiene 3.456g de KCl (Masa

    molar74.55g/mol) en 350g de agua (Masa

    molar 18.02g/mol).

    Determine la fraccin molar de agua y KCl

    en la solucin resultante.

    Ejercicios- asignacin

    17

  • Conversin entre unidades

    % por peso a

    Molalidad Asumir 100 g solucin

    Masa soluto = % peso

    Calcular masa

    disolvente

    = masa solucin masa

    soluto

    Calcular moles soluto

    Calcular molalidad

    Molalidad a % por peso

    Asumir 1 kg de disolvente

    Moles soluto = molalidad

    Buscar masa de soluto

    Buscar masa solucin

    = masa soluto(g) + masa

    disolvente(g)

    Buscar % por peso

    18

  • Conversin entre unidades

    Molaridad a % por

    peso

    Asumir 1.0 L de solucin

    Moles soluto= M

    Buscar masa soluto

    Buscar masa solucin

    m= (d)(vol. solucin)

    Buscar % peso

    % por peso a

    Molaridad Asumir 100 g solucin

    Masa soluto = % peso

    Calcular moles soluto

    Calcular Vol. solucin

    V= masa solucin/d

    Calcular molaridad

    19

  • Conversin entre unidades

    Molalidad a Molaridad

    Asumir 1.0 Kg de

    disolvente

    Moles soluto = m

    Buscar masa soluto

    Buscar masa solucin

    Buscar V solucin

    V=msolucin /d

    Buscar Molaridad

    Molaridad a Molalidad

    Asumir 1.0 L de solucin

    Moles soluto = M

    Calcular masa de soluto

    Calcular masa de solucin

    m=(d x v)

    Calcular masa disolvente

    = masa solucin masa

    soluto

    20

  • Una solucin es 20% por peso en H2SO4 y tiene una densidad de 1.14g/mL. Determina: Molalidad de la solucin

    Molaridad de la solucin

    Una solucin es 1.5 M en KCl y tiene una densidad de 1.011g/mL. Determina la molalidad de la solucin

    Una solucin es 0.273m en KCl. Cul es la molaridad de la solucin si la densidad es 1.011g/mL?Cul es el % por peso?

    21

  • Ejercicio

    Una solucin acuosa es 30.2%en NH3 y

    tiene un densidad de 0.982g/mL.(Masa

    molar NH3=17.04g/mol) Determine:

    Molalidad

    Molaridad

    Fracciones molares de todos los componentes

    22

  • Soluciones- concentracin

    y Propiedades coligativas

    Son las propiedades

    que dependen de la

    cantidad de soluto

    pero no del tipo de

    soluto presente en una

    solucin

    Estas son :

    Depresin (disminucin)

    en la presin de vapor

    Elevacin en el punto

    de ebullicin

    Depresin (disminucin)

    en el punto de

    congelacin

    Presin osmtica

    23

  • Disminucin en la presin

    de vapor

    La adicin de un soluto no voltil a un

    solvente lleva a una disminucin en la

    presin de vapor de la solucin resultante en

    comparacin con el solvente puro

    Ley de Raoult PA = PA XA Donde:

    PA = presin parcial de la solucin

    PA = presin parcial del solvente puro

    XA = fraccin molar de solvente

    24

  • Ejercicio

    A 25C la presin de vapor del agua es

    23.76mmHg. Determine la presin de vapor

    a 25C de la solucin que se prepara

    aadiendo 5.67g de C6H12O6 (Mmolar=180g/mol) en 25.2g H2O

    (Mmolar=18.02g/mol).

    26

  • Elevacin en el punto de

    ebullicin y depresin en el

    punto de congelacin

    Ebullicin

    Tb= Kb m

    Donde:

    Tb = Tb solucin Tb0

    puro

    Kb = constante de

    elevacin en el punto de

    ebullicin

    m = molalidad

    Congelacin

    Tf= Kf m

    Donde:

    Tf = Tf 0

    puro Tf solucin

    Kf = constante de

    depresin en el punto de

    congelacin

    m = molalidad

    27

  • Ejercicio

    Determine el punto de ebullicin y el punto

    de congelacin de una solucin que

    contiene 4.76g de etilenglicol

    (Mmolar=62.07g/mol) en 202 g H2O. KbH2O =

    0.52C/m y KfH2O = 1.86C/m

    28

  • Presin Osmtica

    Osmosis el flujo de solvente a travs de una membrana semipermeable para igualar la concentracin de soluto en ambos lados de la membrana. Membrana semipermeable = permite flujo de

    solvente

    29

  • Osmosis y presin osmtica

    30

  • Presin osmtica() propiedad coligativa

    que es igual a la presin que cuando es

    aplicada a la solucin, paraliza o detiene la

    osmosis .

    =MRT

    M= molaridad,

    R = 0.08206atmL/Kmol,

    T = temp. absoluta

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  • Osmosis y presin osmtica

    Isotnica: soluciones que tienen igual

    concentracin de soluto y por lo tanto igual

    presin osmtica

    Hipertnica: soluciones con mayor

    concentracin de soluto

    Hipotnica: soluciones con menor

    concentracin de soluto. 32

  • Aplicaciones de la presin

    osmtica

    Determinar Masa Molar

    Buscar

    1. Molaridad -

    RTM

    soluto moles

    soluto gramos Molar Masa 3.

    xV(L)M moles 2.

    33

  • Coloides

    Dispersin de partculas de una sustancia en otra sust