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TEMA 6: LA MATERIA DISPERSA

1. DISOLUCIONES Las disoluciones o soluciones son una mezcla homogénea de sustancias, por tanto, sus componentes no se pueden distinguir unos de otros a simple vista y que tienen una composición uniforme. El soluto, que es…. El disolvente es… Tanto el soluto como el disolvente se pueden presentar en estado sólido, líquido o gaseoso, dando lugar a diferentes tipos de disoluciones, según el estado físico de sus componentes.

Estado físico de los componentes Tipo de disolución

Soluto Disolvente Ejemplo

Gas en gas Gas Gas Aire Líquido en gas Líquido Gas Aire húmedo, aerosoles Sólido en gas Sólido Gas Partículas de polvo en aire Gas en líquido Gas Líquido Bebidas gaseosas Líquido en líquido Líquido Líquido Gasolina, alcohol en agua Sólido en líquido Sólido Líquido Sal en agua Gas en sólido Gas Sólido Hidrógeno en paladio Líquido en sólido Líquido Sólido Arcilla con agua Sólido en sólido Sólido Sólido Aleaciones

2. CONCENTRACIÓN DE UNA DISOLUCIÓN La solubilidad es . . . Cuantitativamente, la concentración de una disolución se expresa en cantidad de soluto en una determinada cantidad de disolución. Pero existen diferentes formas de expresar la concentración de una disolución:

- porcentaje en masa - porcentaje en volumen - molaridad (M) - normalidad (N)

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PORCENTAJE EN MASA

PORCENTAJE EN VOLUMEN

FRACCIÓN MOLAR

Indica los gramos de soluto por cada 100 g de disolución.

100* masaen %disolucióngramos

solutogramos

⋅

⋅=

La masa de la disolución se obtiene sumando las masas del disolvente y el soluto.

m disolución = m disolvente + m soluto

Indica los mL de soluto en 100 mL de disolución.

100* en volumen %disoluciónmL

solutomL

⋅

⋅=

El volumen de la disolución se obtiene sumando las masas del disolvente y el soluto.

V disolución = V disolvente + V soluto

La fracción molar del soluto es la relación entre el nº de moles del soluto (ns)y el nº moles total de la disolución (soluto+ disolvente: ns+nd):

ds

s

nnn+

= s

X

La fracción molar del disolvente, Xd, se define de forma análoga. ES evidente que 0<X<1. Fácilmente, también se comprueva que Xs+Xd=1.

MOLARIDAD (M)

MOLALIDAD (m) NORMALIDAD (N)

La molaridad, M, de una disolución se define como la cantidad de moles de un componente disuelto en 1L de disolución.

disoluciónL

solutomoles

⋅

⋅= M

Esta es la forma más utilizada en química de expresar la concentración cuando el disolvente es un líquido.

Es el nº de moles del soluto por cada 1Kg de disolvente.

disolventeKg

solutomoles

⋅

⋅= m

Es el nº de equivalentes de soluto que hay por cada 1L de disolución. ¿Y qué es equivalente? Equivalente-gramo simplemente equivalente es el nº de gramos igual al peso equivalente.

disoluciónLnmol

disoluciónLgrequiv

..

N.

==−

Siendo n la valencia o equivalente químico.

3. ÓSMOSIS Y PRESIÓN OSMÓTICA

Se define ósmosis como...

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Y entendemos por presión osmótica,…

nRTV =π

4. DISOLUCIONES COLOIDALES

TAMAÑO ESTABILIDAD Disolución < 1 mm Sí Dispersión coloidal 1-100 mm Sí Suspensión > 100 mm No

5. SUPENSIONES

Cuando el tamaño de partícula del soluto es mayor de 100 mm, son tan grandes y pesan tanto, que es imposible su mezcla íntima con el disolvente.

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EJERCICIOS

1. Tenemos tres vasos con la misma cantidad de agua.

En el vaso A hemos disuelto una cucharada de sal común. En el aso B hemos disuelto dos cucharadas. En el vaso C hemos disuelto tres cucharadas. La disolución A es más............................. (concentrada / diluida) que la B. La disolución A es más............................. (concentrada / diluida) que la C. La disolución C es más............................. (concentrada / diluida) que la B. Solución: A es más diluida que B; A es más diluida que C; C es más concentrada que B

2. ¿Qué unidad tiene por símbolo "% peso”? A Porcentaje en peso B Molaridad C Normalidad D Distribución Solución: A

3. ¿Qué unidad tiene por símbolo "M”? A Pesada B Tanto por ciento en peso C Molaridad D Molada Solución: C

4. ¿Qué unidad tiene por símbolo "Xi”? A Molaridad B Molaridad fraccionada C Fracionalización D Fracción molar Solución: D

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5. ¿Qué unidad tiene por símbolo "m “? A Molalidad B Molaridad C Fracción Molar D Normalidad Solución: A

6. ¿Qué unidad relaciona los moles de soluto con el volumen de disolución? A Modulalidad B Molalidad C Molaridad D Fracción molal Solución: C

7. ¿Qué unidad relaciona los moles de soluto y los quilogramos de disolvente? A Molalidad B Molaridad C Fracción molar D Densidad Solución: A

8. ¿Qué unidad relaciona los moles de soluto con los moles de disolvente? A Ninguna B Molalidad C Molaridad D Normalidad Solución: A

9. ¿Qué unidad relaciona los moles de soluto con los moles de disolución? A Fraccion Normal B Molalidad C Molaridad ( D Normalidad Solución: C

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10. Tenemos 100g de azúcar y 1 kg de agua. Si disolvemos todo el azúcar en agua,

a) ¿cuál será la concentración en % en peso de la disolución resultante? Solución: 10% en peso 11. ¿Cuál es la molaridad de 0,75 moles de soluto disueltos en 2,5 L de solvente?.

Solución: M= 0,3 M 12. Determinar la molaridad, normalidad, molalidad, fracción molar y porcentaje en

peso de una disolución hecha tomando 2g de Ca (OH)2 y disolviéndolos en 200cm3 de agua. La densidad de esta disolución es de 1,05 g/cm3. Solución: M = 0.140, N = 0.280, m = 0.135, x = 0.0024, % = 0.99%.

13. ¿Cuál es la molaridad de 58,5 gr de cloruro de sodio disueltos en 2 litros de

solvente? Solución: M= 0,5 M

14. ¿Cuantos gramos de cloruro de calcio necesitamos para obtener una disolución de tres litros de volumen y una molaridad de 0.597?

Solución: 198 gr. de CaCl2

15. Calcular la molaridad de una disolución preparada al mezclar 75 ml. de una disolución de ácido clorhídrico 0,5 M con 75 ml. de una otra 0,05 M. Se suponen los volúmenes adictivos.

Solución: 0,276 M

16. Se toman 50 ml de una disolución de ácido nítrico de densidad 1,405 g/ml, y que contiene un 68,1% en peso de dicho ácido. Calcular la molaridad de la disolución.

Solución: 15,2 M

17. Determinar la molaridad y porcentaje en peso de una disolución hecha tomando 2 g de hidróxido cálcico Ca(OH)2 y disolviéndolos en 200 cm3 de agua. La densidad de la disolución es de 1,05 g/ cm3.

Solución: 0,95 % en peso de Ca(OH)2 ; 0,13 M

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18. Calcular la molaridad de una disolución de ácido sulfúrico H2SO4 de 98% en peso y densidad 1,84 g/ml. Calcular también la fracción molar.

Solución: 18,52 M

19. En un frasco de laboratorio se lee: “Disolución acuosa de HClO4, 35% (en peso) y densidad 1,252 g/cm3”. Calcula la molaridad.

Solución: 4,35 M

20. Una disolución de ácido clorhídrico HCl, tiene una densidad de 1120 kg/m3. La molaridad de la disolución es 1,16. Averigua % en peso de la disolución.

Solución: 0,38 % en peso de HCl

21. Un ácido nítrico concentrado, de densidad 1.405 g/cm3, contiene 68.1% en peso de HNO3. Calcular la molaridad, la normalidad y la molalidad de este ácido.

Solución: M = 15.187, N = 15.187, m = 33.884.

22. Calcular cómo pueden prepararse 250 g de una disolución de carbonato sódico

(Na2CO3.10H2O) al 10% en peso a partir de la sal hidratada (Na2CO3.10H2O) y agua.

Solución: se precisan 67.45 g de Na2CO3.10H2O y 182.55 g de agua.

23. Se disuelven 180 g de NaOH en 400 g de agua. La densidad de la disolución resultante a 20°C es de 1.340 g/cm3. Calcular: a) la concentración de esta disolución en tanto por ciento en peso. b) La concentración de la disolución en gramos por litro. c) La molaridad. d) La normalidad. e) La molalidad.

Solución: a) 31.04%. b) 415.86 g NaOH / L. c) 10.4 M. d) 10.4 N. e) 11.25 m.

24. Se dispone de un ácido sulfúrico concentrado de densidad 1.824 g/cm3 y de un 92.0% en peso de H2SO4. Calcular: a) el volumen de este ácido que hay que tomar para preparar 500 mL de un ácido 0.5 N. b) Cuánto hay que diluir el ácido concentrado para obtener un ácido 2 normal.

Solución: a) 7.30 mL. b) Se diluye el ácido concentrado a un volumen 17.12 veces mayor.