Baixe Soluciones Químicas: Conceptos, Tipos y Factores que Afectan el Equilibrio - Prof. Mendez e outras Esquemas em PDF para Biologia, somente na Docsity!
SOLUCIONES: Las soluciones o disoluciones, son una mezcla homogénea de uno o más solutos (sustancia disuelta) distribuidos en un solvente o disolvente (sustancia que produce la disolución); este componente se encuentra en mayor proporción y es el que determina el estado de agregación en el que se encuentra la disolución.
SOLUTO: Es la sustancia que se disuelve en el solvente en forma de moléculas o iones para formar una sola fase o sea un cuerpo homogéneo. En una solución puede existir mas de un soluto. El soluto puede ser sólido, líquido o gas.
SOLVENTE O DISOLVENTE: Es la sustancia en la cual se disuelve el soluto; el solvente siempre se encuentra en mayor cantidad respecto al soluto; este puede ser sólido, líquido o gas.
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES: Los componentes de una disolución no pueden ser reconocidos a simple vista. Tampoco pueden ser separados por centrifugación ni filtración sino por métodos fraccionarios de separación de fases, como son la evaporación, destilación, destilación y cristalización.
Esto se debe a que se trata de una mezcla homogénea, en la que no se dan reacciones químicas, pero sí se obtiene un resultado distinto en apariencia y propiedades físicas a sus sustancias antecesoras.
Su comportamiento físico es distinto al de sus componentes por separado pero, por el contrario, dejan sin alterar las propiedades químicas de cada uno.
SEGÚN LA PROPORCIÓN DE SUS
COMPONENTES
Las disoluciones se pueden clasificar según la cantidad de soluto que contiene.
Diluida o no saturada o insaturada
Es aquella donde la masa de soluto disuelta con respecto a la solución es pequeña con respecto a la cantidad de solvente.
Concentrada
Es aquella donde la cantidad de soluto disuelta es próxima a la determinada por la solubilidad a la misma temperatura.
Saturada
Contiene la máxima cantidad de un soluto que puede mantenerse disuelto en una determinada cantidad de solvente, a una temperatura específica.
Sobresaturada
Contiene más soluto que el que puede haber en una disolución saturada. Estas disoluciones no son muy estables. Con el tiempo una parte del soluto se separa de la disolución en forma de cristales (cristalización).
SEGÚN SU CONCENTRACIÓN: La concentración de las soluciones se expresa en función de la cantidad de soluto en una masa o volumen de solución, o la cantidad de soluto disuelto en una masa o volumen de solvente
Masa porcentual: % m/m Es la solución que se expresa como gramos de soluto en 100 gramos de solución. La masa en gramos de la solución es la suma de la masa del soluto y la masa del solvente
% m/m =Masa del soluto (g) x 100
Masa del soluto (g) + masa del solvente (g)
SOLUCIONES MOLALES m Se puede definir como el número de moles de un soluto disueltos en 1 kilogramo de solvente.
La molalidad es útil para mediciones físicas precisas, la razón es que la molalidad no depende de la temperatura
m= Moles de soluto/ kg de solvente
d4. SOLUCIONES FORMALES
Una solución formal expresa el número total de moles de un soluto por litro de solución. La concentración formal se refiere a la cantidad de soluto disuelto sin considerar la disociación de éste en la solución.
F= número peso fórmula/ L de solución
Tipos de soluciones según su conductividad eléctrica:
Solución Electrolítica La cual al disolverse en el agua se asocia o se separa en sus iones correspondientes, formando una solución que conduce la corriente eléctrica. Las aguas naturales son soluciones electrolíticas; algunas, como las salmueras, las soluciones hidrotermales o el agua del mar, presentan concentraciones de iones disueltos muy altas; mientras que otras, como el agua de los ríos, los lagos, o el agua subterránea, son mucho más diluidas.
Solución No Electrolítica La cual no es conductora de corriente eléctrica, porque no genera iones. Las soluciones de agua con azúcar, agua con glicerina son ejemplos de soluciones no electrolíticas
DILUCIÓN DE SOLUCIONES
Es un proceso de disminución de la concentración al aumentar el solvente.
El producto del volumen de una solución por su concentración molar da como resultado
la cantidad de soluto en la solución.
Cantidad de soluto = volumen x concentración
Cuando se diluye una solución al agregar mas disolvente el número de moles del soluto no experimenta cambio alguno, pero el volumen y la concentración varían. Como se diluye el mismo número de moles de soluto en un volumen mayor de solución, disminuye la molaridad, si se emplea el subíndice 2 para la nueva solución diluida, se tiene
EFECTO DE LA TEMPERATURA y PRESION EN LA SOLUBILIDAD
La temperatura tiene un efecto directo sobre la solubilidad de un soluto en un solvente. La cantidad de soluto necesaria para formar una solución saturada en una cantidad dada de solvente se conoce como la solubilidad máxima de ese soluto a esa temperatura.
La solubilidad de la mayoría de las sustancias solidos y líquidos aumenta con el aumento de la temperatura. La solubilidad de un gas disminuye con el aumento de la temperatura.
La presión externa tiene muy poco efecto sobre la solubilidad de líquidos y solidos, en contraste la solubilidad de los gases aumenta a medida que aumenta la presión
El problema del sedimento de las tuberías
La disminución de las solubilidades de los gases a temperaturas más altas tiene implicaciones tanto prácticas como ambientales. Al hervir agua en un hervidor, se aprecia un sedimento blanco o gris que se acumula en el interior y debe ser removido. El mismo fenómeno ocurre en las calderas gigantes utilizadas para suministrar agua caliente o vapor para aplicaciones industriales, un depósito que puede disminuir seriamente la capacidad de las tuberías de agua caliente.
El problema no es únicamente moderno: acueductos que fueron construidos por los romanos hace 2000 años para transportar agua fría de regiones alpinas a regiones más cálidas y secas del sur de Francia estaban obstruidos por depósitos similares.
El problema es la pérdida de CO2 de disolución disuelta cuando esta se calienta. El agua dura contiene iones disueltos Ca+2 y HCO −
El bicarbonato de calcio Ca(HCO3)2 es bastante soluble en agua, pero no el carbonato de calcio CaCO3. Una solución de iones bicarbonato puede reaccionar para formar dióxido de carbono, ion carbonato y agua: 2HCO− (aq)⟶ CO (aq) + CO −2(aq) +HO(l)
está efectuando continuamente, como la velocidad es la misma las concentraciones de los productos y los reactantes son constantes como consecuencia el equilibrio es dinámico.
b)Es espontáneo. La reacción química alcanza espontáneamente el equilibrio químico; esto se debe a que la velocidad de reacción disminuye a medida que disminuye la concentración de los reactantes. No hay reacción neta en ningún sentido.
c)La naturaleza y las propiedades del estado de equilibrio son las mismas sin importar la dirección desde la cual se ha alcanzado.
d)La concentración en equilibrio es invariable aun en presencia de un catalizador o catalizadores.
e) La Keq (constante de equilibrio) toma diferentes notaciones, dependiendo si se mide en función de la concentración, presiones parciales o fracciones molares.
Si keq es muy grande (keq > 1) entonces, la reacción, se va de izquierda a derecha favoreciéndose la reacción directa, hasta que se llegue al equilibrio, existiendo en el equilibrio una gran cantidad de productos y relativamente para cantidad de reactantes. Son reacciones casi irreversible
CONSTANTE DE EQUILIBRIO
Es el valor que caracteriza a un sistema en equilibrio y sólo depende de la temperatura, es decir para cada temperatura existe un valor determinado del Kc. Si Keq = 1 es igual a la unidad , el equilibrio no está desplazado en ningún sentido, los reactivos y los productos se encontraran en el equilibrio en proporciones comparables
LEY DE EQUILIBRIO QUÍMICO O DE ACCIÓN
DEMASAS (GULBERG - WOOGE)
“En el estado de equilibrio el producto de las concentraciones molares de las sustancias resultantes dividido entre el producto de las concentraciones molares de los reactantes, estando cada concentración elevada a una potencia igual al coeficiente de la respectiva sustancia o especie en la ecuación química es una constante”
Constante de equilibrio (Kp) Para las reacciones en las que intervienen gases, se puede expresar ya sea en términos de concentraciones molar o en términos de presión parcial, cuando se expresa en términos de esta última, la constante se denota Kp.
Tipos de equilibrios
a)Equilibrio homogéneos Son aquellos sistemas donde los reactantes y productos se encuentran en la misma fase o en un mismo estado
Equilibrio Heterogéneos Son aquellos sistemas donde no todos los componentes del sistema están en la misma fase. (gas y sólido, o líquido y sólido)
PRINCIPIO DE LE CHATELIER – BRAUN Fue dado por primera vez por el quimico francés Henry Le Chatelier en 1885 de la siguiente manera: “cualquier cambio en una de las variables que fijan el estado de un sistema en equilibrio causa un traslado de la posición de equilibrio en un sentido con lo cual, se provoque una reacción que tienda a contrarrestar el cambio en la variable a consideración”. Este principio, también se aplica al equilibrio Físico – Químico entre fases:
Agentes: Concentración, Presión, Temperatura, Catalizador
FACTORES QUE AFECTAN EL EQUILIBRIO QUÍMICO:
1.Efecto de la Presión/volumen Cuando aumentamos la presión externa de un sistema en equilibrio entonces el sistema se desplaza hacia aquel sentido donde produce menor número de moléculas, debido que al producir menor número de moléculas se genera menor presión de los gases.
Según el principio de Le Chatelier, una disminución en la concentración de oxigeno desplazará el equilibrio hacia la izquierda, lo que provocará hipoxia.
Sin embargo, el organismo por mecanismos adaptativos, genera mas hemoglobina y desplazando la reacción a la derecha.
Se ha observado a personas que viven en ciudades a gran altura snm, que tienen sorprendentemente, hasta 50% mas de hemoglobina en su sangre que las que viven en ciudades a nivel del mar.
ACIDOS Y BASES
Algunos de los procesos mas importantes de los sistemas químicos y biológicos son reacciones acido-base en disolución acuosa.
Trataremos en este tema las propiedades de los ácidos y las bases, estudiaremos algunas definiciones de ácidos y bases, la escala del pH, la ionización de ácidos y bases débiles, y la relación entre la fuerza de los ácidos y la estructura molecular. También analizaremos los óxidos que pueden actuar como ácidos y bases.
partículas disociadas y sin disociar. Esto ocurre con la mayoría de los
ácidos. Ejemplo HF, el CH3COOH, el HNO
, el catión NH
BASES FUERTES Se le llama base fuerte a aquella que se disocia de forma completa cuando se disuelve en agua, aportando la máxima cantidad de iones OH- posibles, en condiciones de temperatura y presión constantes. La disociación de bases fuertes hidroxílicas puede representarse de la siguiente manera:
