Propiedades de las Soluciones, Apuntes de Química

¡Descarga Propiedades de las Soluciones y más Apuntes en PDF de Química solo en Docsity! PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES La mayor parte de las reacciones químicas ocurren entre iones y moléculas disueltos en agua o en otros disolventes y no propiamente entre sólidos, líquidos o gases. Una disolución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias. Sus partículas están uniformemente dispersas en toda la mezcla. Está compuesto por el disolvente (ste) que es el componente mayoritario y el soluto (sto) que es el componente minoritario. Tipos de disoluciones Componente 1 Componente 2 Estado de disolución resultante Gas Gas Gas Gas Líquido Líquido Gas Sólido Sólido Líquido Líquido Líquido Sólido Líquido Líquido Sólido Líquido Sólido CLASIFICACIÓN SEGÚN SU SOLUBILIDAD - Disolución saturada. Contiene la máxima cantidad de un soluto que se disuelve en un disolvente. - Disolución no saturada. Contiene menor cantidad de soluto que la que es capaz de disolvente. - Disolución sobresaturada. Contiene más soluto que el que puede haber en una disolución saturada.1 PROCESO DE DISOLUCIÓN Cuando el soluto se disuelve en el disolvente, las partículas del soluto se dispersan en el disolvente. La facilidad con la que una partícula de soluto reemplaza a una molécula de disolvente depende de la fuerza relativa de tres interacciones: - Interacción disolvente-disolvente - Interacción soluto-soluto - Interacción disolvente-soluto2 ETAPAS PROCESO DE DISOLUCIÓN 1. Separación de moléculas del disolvente 2. Separación de las moléculas del soluto, donde se requiere energía para romper las fuerzas de atracción intermoleculares. 3 3. Las moléculas del disolvente y el soluto se mezclan. 1 Estas son inestables y con el tiempo, una parte del soluto se separa de la disolución en forma de cristales. 2 Estas superan las atracciones anteriores. 3 Son endotérmicas, ya que requieren un ingreso de energía. Este proceso puede ser endotérmico u exotérmico. LA SOLUBILIDAD La solubilidad es la máxima cantidad de soluto que se disolverá en una cantidad dada de disolvente a una temperatura dada. En términos cualitativos, las sustancias pueden ser solubles, ligeramente solubles o insolubles. Dos líquidos son miscibles si son completamente solubles entre sí en todas proporciones. La solvatación es el proceso mediante el cual un ion o una molécula se rodea por moléculas del disolvente, distribuidas en una forma específica. Cuando el disolvente es agua, el proceso se llama hidratación. Los compuestos iónicos serán mucho más solubles en disolvente polares. Las interacciones ion-dipolo inducido predominan entre los iones y compuestos no polares (siendo mucho más débiles que las interacciones ion-dipolo). Tipos de disolventes Solventes polares comunes Solventes no polares comunes Agua (H2O) Hexano (C6H14) Acetona (CH3COCH3) Éter dietílico (CH3CH2OCH2CH3) Alcohol metílico (CH3OH) Tolueno (C7H8) Solubilidad de las sustancias en dependencia de la naturaleza del soluto y el disolvente Naturaleza del Solubilidad Ejemplos Disolvente Soluto Molécula polar Iónico Soluble KBr en agua KNO3 en agua Molécula polar Soluble Glucosa en agua AlCL3 en agua Molécula apolar Poco soluble I2 en agua Molécula apolar Iónico Poco soluble KI en benceno Molécula apolar Soluble I2 en benceno Parafina en benceno Los factores que modifican la solubilidad son la temperatura y la presión. Temperatura - Modifica la solubilidad solo de solutos sólidos (aumenta) y gaseosos (disminuye) - Los líquidos no sufren alteración hasta que sean miscibles. - Electrolito: Sustancia que, cuando se disuelve en agua, forma una disolución que conduce la electricidad. Se divide en débil y fuerte. - No electrolito. No conduce la corriente eléctrica cuando se disuelve en agua La capacidad de una disolución para conducir la electricidad depende del número de iones que contenga. Los electrolitos fuertes disocian sus iones al 100%, obteniendo así una sola flecha en su ecuación química. NaCl (s) H 2O → Na+ (ac) + Cl- (ac) En este caso la red tridimensional de iones del sodio se destruye. Los iones de cada elemento se separan por hidratación.4 Se entiende por disociación la separación del compuesto en cationes y aniones. En el caso de los electrolitos débiles las sustancias no se ionizan por completo. Las reacciones son reversibles, pueden ocurrir en varios sentidos, obteniendo así una doble flecha en su ecuación química. CH3COOH (ac) ⇌ CH3COO- (ac) + H+ (ac) REACCIONES DE PRECIPITACIÓN Se caracteriza por la formación de un producto insoluble o precipitado. Un precipitado es un sólido insoluble que se separa de la disolución. En estas reacciones participan compuestos iónicos. Pb (NO3)2 (ac) + 2NaI (ac) → PbI2(s) + 2NaNO3 (ac) En esta reacción podemos observar que se forma un precipitado de yoduro de plomo. Los precipitados se pueden identificar si están en un estado sólido en una solución acuosa. REACCIONES ÁCIDO-BASE Las reacciones de ácidos y bases son importantes en procesos industriales y en los sistemas biológicos. Arrenhius definió los ácidos y las bases de la siguiente forma: - Ácidos; Sustancias que se ionizan en agua para formar iones H+. - Bases: Sustancias que se ionizan en agua para formar iones OH-. Bronsted definió las misma sin tener que estar en una disolución acuosa: 4 Proceso en el que un ion se ve rodeado por moléculas de agua acomodadas de una manera específica. - Acidos: Donadores de protones. - Bases: Aceptores de electrones. PROPIEDADES DE LOS ÁCIDOS - Tienen sabor agrío. (El vinagre por su ácido acético y los cítricos por su ácido cítrico) - Ocasionan cambios de color en los pigmentos vegetales. (Color del papel tornasol de azul a rojo) - Reaccionan con algunos metales para producir hidrógeno gaseoso: 2HCl (ac) + Mg (s) → MgCl2 (ac) + H2 (g) - Reaccionan con los carbonatos y bicarbonato para forma dióxido de carbono gaseoso. 2HCl (ac) + CaCO3 (s) → CaCl2 (ac) + H2O (l) + CO2 (g) HCl (ac) + NaHCO3 (s) → NaCl (ac) + H2O (l) + CO2 (g) - En disoluciones acuosas conducen la electricidad. - Se dividen en monotrópicos (donan un protón por cada molécula), ditrópicos (donan dos protones) y tritrópicos (donan 3 protones por cada molécula). PROPIEDADES DE LAS BASES - Tienen sabor amargo - Se sienten resbaladizas. - Producen cambios de color en colorantes vegetales. (Papel tornasol de rojo a azul). REACCION DE NEUTRALIZACIÓN Reacción entre cantidades equivalentes de ácidos y bases. Se expresa como: Ácido + Base = Sal + Agua HCl (ac) + NaOH (ac) → NaCl (ac) + H2O (l) Es siempre la combinación de hidrogeniones (H+) que proceden del ácido, con hidroxiliones (OH-) procedentes de la base para dar moléculas de agua sin disociar, con liberación de energía calorífica como calor de neutralización y formación de una sal. REACCIONES REDOX (DE OXIDACIÓN REDUCCIÓN) Son reacciones de transferencia de electrones. - Oxidación: Pérdida de electrones. - Reducción: Ganancia de electrones. 2Mg (s) + O2 (g) + 2MgO (s) - Agente reductor: elemento que se oxida. - Agente oxidante: elemento que se reduce. LAS DILUCIONES La dilución es el procedimiento que se sigue para preparar una disolución menos concentrada a partir de una más concentrada. En este proceso, aumenta la cantidad de disolvente a una cantidad dada de la disolución concentrada, su concentración cambia (dismininuye) sin que cambie el número de moles de soluto presente en la disolución. TITULACIÓN ÁCIDO - BASE La titulación es un método para determinar la cantidad de una sustancia presente en solución. La solución valorada, una solución de concentración conocida, se agrega con una bureta a la solución que se analiza. La adición se detiene cuando se ha agregado la cantidad de reactivo determinada en función de un cambio de coloración. A este punto se le llama punto de equivalencia. La curva de titulación es la gráfica que indica como el pH de la solución cambia durante el transcurso de la misma. El pH se grafica contra el volumen de base o ácido agregado. Cuando la reacción ocurre entre… El pH es… Porque.. Ácido fuerte + base fuerte Igual a 7 (punto de equivalencia) Los iones han sido neutralizados Base fuerte + ácido débil Mayor a 7 El anión del ácido sufre una hidrólisis Ácido fuerte + base débil Menor a 7 El catión de la base sufre una hidrólisis produciéndose iones agente reductor agente oxidante