8: Soluciones

Última actualización
Guardar como PDF

Page ID: 70820

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

Las soluciones son mezclas homogéneas (monofásicas) de dos o más componentes. Por conveniencia, a menudo nos referimos al componente mayoritario como el solvente; los componentes minoritarios son solutos; realmente no hay distinción fundamental entre ellos. Las soluciones juegan un papel muy importante en la Química porque permiten encuentros íntimos y variados entre moléculas de diferentes tipos, condición que es esencial para que ocurran reacciones químicas rápidas.

8.1: Soluciones y sus Concentraciones
Concentración es un término general que expresa la cantidad de soluto contenida en una cantidad dada de solución. Se utilizan diversas formas de expresar la concentración; la elección suele ser una cuestión de conveniencia en una aplicación particular. Deberías familiarizarte con todos ellos.
8.2: Termodinámica de Soluciones
Los dos procesos fundamentales que deben ocurrir cada vez que un soluto se disuelve en un solvente, y discuten los efectos de la absorción o liberación de energía en la extensión de estos procesos.
8.3: Propiedades coligativas- Ley de Raoult
La reducción en la presión de vapor de una solución es directamente proporcional a la fracción de las moléculas de soluto [volátiles] en el líquido, es decir, a la fracción molar del disolvente. La presión de vapor reducida viene dada por la ley de Raoult.
8.4: Propiedades coligativas - Elevación del punto de ebullición y depresión del punto de congelación
La temperatura a la que la presión de vapor de una solución es de 1 atm será mayor que el punto de ebullición normal en una cantidad conocida como elevación del punto de ebullición.
8.5: Propiedades coligativas - Presión Osmótica
La ósmosis es el proceso en el que un líquido pasa a través de una membrana cuyos poros permiten el paso de moléculas de disolvente pero son demasiado pequeños para que pasen las moléculas de soluto más grandes.
8.6: Ósmosis Inversa
La aplicación de una presión hidrostática mayor que esta al lado de alto contenido de solutos de una celda osmótica obligará a que el agua fluya de regreso al lado del agua dulce. Este proceso, conocido como ósmosis inversa, es ahora la principal tecnología empleada para desalar el agua del océano y recuperar agua “usada” de plantas de energía, escorrentía e incluso de aguas residuales. También es ampliamente utilizado para desionizar el agua ordinaria y purificarla para usos industriales (especialmente la fabricación de bebidas y alimentos) y para beber.
8.7: Propiedades coligativas y Entropía
Las cuatro propiedades coligativas son el resultado de la “dilución” del disolvente por el soluto agregado. Más específicamente, todos estos resultan del efecto de dilución del disolvente sobre su entropía, y así en el incremento en la densidad de estados energéticos del sistema en la solución en comparación con la del líquido puro.
8.8: Soluciones ideales frente a soluciones reales
Se podría esperar que la presión de vapor de una solución de etanol y agua sea directamente proporcional a las sumas de los valores predichos por la ley de Raoult para los dos líquidos individualmente, pero en general, esto no sucede. La razón de esto se puede entender si recuerdas que la ley de Raoult refleja un solo efecto: la menor proporción de moléculas vaporizables (y por lo tanto su reducida tendencia a escapar) cuando el líquido es diluido por sustancia de otro modo “inerte” (no volátil).
8.9: Destilación
La destilación es un proceso mediante el cual una mezcla de líquidos que tienen diferentes presiones de vapor se separa en sus componentes. Dado que la destilación depende de las diferentes presiones de vapor de los componentes a separar, primero consideremos las gráficas de presión de vapor vs. composición para una mezcla hipotética a alguna temperatura arbitraria a la que puedan existir ambas fases líquida y gaseosa, dependiendo de la presión total.
8.10: Iones y Electrolitos
Las soluciones electrolíticas son aquellas que son capaces de conducir una corriente eléctrica. Una sustancia que, cuando se agrega al agua, la hace conductora, es conocida como electrolito. Un ejemplo común de un electrolito es la sal ordinaria, el cloruro de sodio. El NaCl sólido y el agua pura no son conductores, pero una solución de sal en el agua es fácilmente conductora. Una solución de azúcar en agua, por el contrario, es incapaz de conducir una corriente; por lo tanto, el azúcar es un no electrolito.