Disoluciones

DISOLUCIÓN:
Es una mezcla homogénea, la cual a nivel molecular o iónico de dos o más especies químicas no reaccionan entre sí; cuyos componentes se encuentran en proporción que varía entre ciertos límites.
FORMACIÓN DE DISOLUCIONES:
Pongamos el ejemplo de NaCl? + H2O. Las moléculas del agua interaccionan con las moléculas del cloruro de sodio. Esta interacción se desarrolla juntándose las cargas negativas del H2O con las positivas de NaCl? y viceversa, como resultado la “sal” se disuelve (se separa) en el agua.
LEY DE HENRY:
La Ley de Henry fue formulada en 1803 por William Henry . Enuncia que a una temperatura constante, la cantidad de gas disuelta en un líquido es directamente proporcional a la presión parcial que ejerce ese gas sobre el líquido. Matemáticamente se formula del siguiente modo:
C= k.P
Donde:
p es la presión parcial del gas.
c es la concentración del gas.
k es la constante de Henry, que depende de la naturaleza del gas, la temperatura y el líquido.
Un ejemplo de la aplicación de esta Ley está dado por las precauciones que deben tomarse al volver a un buzo a la superficie. Al disminuir la presión parcial de los distintos gases, disminuye la solubilidad de los mismos en la sangre, con el consiguiente riesgo de una eventual formación de burbujas. Para evitarlo, esta descompresión debe efectuarse lentamente.
Destilación fraccionada
La destilación fraccionada es un proceso físico utilizado para separar mezclas (generalmente homogéneas ) de líquidos mediante el calor, y con un amplio intercambio calórico y másico entre vapores y líquidos. Se emplea principalmente cuando es necesario separar compuestos de sustancias con puntos de ebullición distintos pero cercanos. Un ejemplo es la separación de los componentes del petróleo.
Disoluciones no ideales: Azeótropos
Un azeótropo es una mezcla líquida de dos o más componentes que posee un único punto de ebullición constante y fijo, y que al pasar al estado vapor ( gaseoso ) se comporta como un compuesto puro, o sea como si fuese un solo componente. Un azeótropo, puede hervir a una temperatura superior, intermedia o inferior a la de los constituyentes de la mezcla, permaneciendo el líquido con la misma composición inicial, al igual que el vapor, por lo que no es posible separarlos por destilación simple. El azeótropo que hierve a una temperatura máxima se llama azeótropo de ebullición máxima y el que lo hace a una temperatura mínima se llama azeótropo de ebullición mínima, los sistemas azeotrópicos de ebullición mínima son más frecuentes que los de ebullición máxima.
Presión de vapor de las disoluciones
La ley de Rault establece que la presión parcial ejercida por el vapor del disolvente sobre una disolución ideal, PA, es el producto de la fracción molar del disolvente en la disolución, xA, y la presión de vapor del disolvente puro a temperatura dada, PºA.
Diagramas P/x: Las presiones parciales y la presión de vapor total se representan en función de las composiciones del vapor y la disolución.
Diagramas Teb/x: Se representan los puntos de ebullición normal de las disoluciones en función de la composición del vapor y la disolución.
LAS PROPIEDADES COLIGATIVAS. DISOLUCIONES CON SOLUTO NO VOLÁTIL.
Las propiedades coligativas son aquellas propiedades que sólo dependen de la concentración del soluto y no de la naturaleza de sus moléculas. Las 4 propiedades coligativas son:
ELEVACIÓN EBULLOSCÓPICA
La temperatura de ebullición de un líquido es aquélla a la cual su presión de vapor iguala a la atmosférica.
Al añadir un soluto no volátil se produce un aumento en la temperatura de ebullición. La elevación de la temperatura de ebullición del soluto viene dada por la expresión:
DTe = Ke m
DESCENSO CRIOSCÓPICO
La temperatura de congelación de las disoluciones es más baja que la temperatura de congelación del disolvente puro La congelación se produce cuando la presión de vapor del líquido iguala a la presión de vapor del sólido. Llamando Tc al descenso crioscópico y m a la concentración molal del soluto, se cumple que:
DTc = Kc m
siendo Kc la constante crioscópica del disolvente.
PRESIÓN OSMÓTICA
Se define la presión osmótica como la tendencia a diluirse de una disolución separada del disolvente puro por una membrana semipermeable .Un soluto ejerce presión osmótica al enfrentarse con el disolvente sólo cuando no es capaz de atravesar la membrana que los separa. La presión osmótica de una disolución equivale a la presión mecánica necesaria para evitar la entrada de agua cuando está separada del disolvente por una membrana semipermeable.
DESCENSO RELATIVO DE LA PRESIÓN DE VAPOR
La presión de vapor de un disolvente desciende cuando se le añade un soluto no volátil.la ley de Raoult: la presión de vapor de la disolución es igual a la presión de vapor del disolvente por la fracción molar del disolvente en la disolución.
DISOLUCIONDES DE ELECTROLITOS
Arrhenius llego a la conclusión de que en algunos casos los iones existen en una sustancia sólida y llega a disociarse unos de otros cuando el sólido se disocia en agua. En otros casos los iones no existen en la sustancia pero se forman cuando se disuelve en agua, en ambos casos la electricidad no es necesaria para producir iones.
Arrhenius desarrollo su teoría de la disociación electrolítica para explicar las conductividades eléctricas de las disoluciones
Propiedades coligativas: disminución del punto de congelación, aumento del punto de ebullición y la presión osmótica.
Propiedades coligativa anómalas: ciertos solutos producen un efecto mayor que el esperado sobre las propiedades coligativas.
En estos casos hay que introducir una variable que se determina mediante:
ΔTf medido/ ΔTf esperado
todas las ecuaciones relacionadas con las propiedades coligativas son modificadas introduciendo este factor denominado de Van’t Hoff.
MEZCLAS COLOIDALES
En una disolución el soluto se disocia totalmente formando un sistema homogéneo
En una suspensión las partículas no se disocian totalmente y forman un sistema heterogéneo
Entre estos dos extremos existen los sistemas coloidales las partículas del soluto, micelas, tienen tamaños aproximados entre 50Å y 2000 Å. No se ven en el microscopio por lo que se utiliza el método denominado efecto Tyndall para poder observarlas que consiste en que en una dispersión coloidal la luz es dispersada en muchas direcciones y se observa fácilmente
Existen varios tipos de coloides dependiendo de la fase dispersa y del medio de dispersión, que pueden ser sólido, liquido o gas, como por ejemplo: niebla, leche, queso…
Según la afinidad por el medio dispersante pueden ser liófilos (hidrófilos si es el agua) o liófobos (hidrófobos).
La carga eléctrica de las partículas coloidales produce repulsión entre ellas e impide que puedan reunirse para formar partículas mayores lo que favorece la estabilidad