DI SOLUCI ONES11.. Mezcla Mezcla Het erogénea Het erogénea:: (Ej emplo (Ej emplo:: arena arena yy arcilla) arcilla).. Las Las part ículas part ículas individuales individuales se se observan observan con con f acilidad f acilidad yy son son mezclas mezclas separables separables f ácilment e f ácilment e por por algún algún procedimient o procedimient o mecánico mecánico.. 22.. Disoluciones Disoluciones Coloidales Coloidales (Seudosoluciones) (Seudosoluciones):: (Ej emplo (Ej emplo:: lodo, lodo, arcilla arcilla yy agua) agua).. Su Su t amaño t amaño es es superior superior al al de de las las que que forman forman las las soluciones soluciones verdaderas verdaderas ee inferior inferior al al de de las las mezclas mezclas het erogéneas het erogéneas;; la la dispersión dispersión no no es es homogénea homogénea.. 33.. Homogénea Homogénea ((11 f ase) f ase) (Solución (Solución oo disolución) disolución):: Los Los const it uyent es const it uyent es t ienen t ienen t amaño t amaño molecular molecular oo iónico, iónico, lo lo cual cual hace hace imposible imposible observarlas observarlas aa simple simple vist a vist a.. Clasificación de las disoluciones • Dependiendo de la naturaleza de la fase: Sólida Líquida Gaseosa • Dependiendo del número de componentes: * Binaria * Ternaria * Cuaternaria . . . Disolvente: Componente que está presente en mayor cantidad o que la fase de la disolución. Solutos: Los restantes componentes. Clasificación de las disoluciones líquidas • Dependiendo del estado del soluto: Soluto sólido Soluto líquido Soluto gaseoso • Dependiendo del disolvente: Acuosas No acuosas • Dependiendo de la naturaleza del soluto: Electrolíticas: soluto se disocia en iones (ej. sal) (conducen la corriente eléctrica) No electrolíticas: soluto no se disocia en iones (ej. azúcar) (no conducen la corriente eléctrica) COMPOSICIÓN DE LA DISOLUCIÓN Fracción molar Molaridad ( M) Molalidad ( m) EJEMPLO 1 Calcule el número de moles de solut o de HCl en cada una de las siguient es disoluciones acuosas: a. 145 mL de una disolución de HCl con molaridad 0. 8n/ dm 3 . RTA: 0. 116 b. 145 g de una disolución de HCl al 10% en peso. RTA: 0. 398 c. 145 g de una disolución cuya molalidad en HCl es 4. 85 molal. RTA: 0. 598 MODELOS DE DI SOLUCI ONES Modelo de disolución ideal Modelo de disolución diluida ideal MODELO DE LA DISOLUCIÓN IDEAL Descripción molecular Disolución en la cual las moléculas de las dist int as especies son t an semej ant es unas a ot ras que las moléculas de uno de los component es pueden sust it uir a las del ot ro sin que se produzca una variación de la est ruct ura espacial de la disolución ni de la energía de las int eracciones int ermoleculares present es en la misma. Ej emplo: n- pent ano- n- hexano, benceno- t olueno, 12 CH 3 I - 13 CH 3 I DISOLUCIONES DILUIDAS IDEALES O DISOLUCIONES DILUIDAS IDEALES O IDEALMENTE DILUIDA. IDEALMENTE DILUIDA. Muchas disoluciones se desvían bastante del modelo de disolución ideal. Por ello resulta útil definir otro modelo: MODELO DE LA DISOLUCIÓN DILUIDA IDEAL Descripción molecular Disolución en la cual las moléculas de soluto prácticamente sólo interaccionan con moléculas de disolvente. Es el límite cuando x L (disolvente) ÷1 y x L (solutos) ÷0 (Sólo aplicable a disoluciones no electrolíticas) CARACTERÍ STI CAS GENERALES DE UNA SOLUCI ÓN I DEAL Una Una solución solución ideal ideal que que cont enga cont enga const it uyent es const it uyent es volát iles volát iles cumple cumple la la ley ley de de Raoult Raoult .. Como Como los los component es component es son son volát iles, volát iles, part e part e de de la la solución solución se se evapora evapora para para llenar llenar con con vapor vapor el el espacio espacio encima encima del del líquido líquido.. Cuando Cuando la la solución solución yy el el vapor vapor alcanzan alcanzan el el equilibrio equilibrio aa la la t emperat ura t emperat ura T, T, la la presión presión t ot al t ot al en en el el recipient e recipient e es es la la suma suma de de las las presiones presiones parciales parciales de de los los component es component es de de la la solución solución.. LEY DE RAOULT LEY DE RAOULT Con respect o al component e i : Con respect o al component e i : Pi = xi * Pvi Pi = xi * Pvi°° Donde: Donde: Pi: Pi: presión parcial de i en la f ase vapor en presión parcial de i en la f ase vapor en equilibrio con una solución ideal a la equilibrio con una solución ideal a la t emperat ura T. t emperat ura T. xi: xi: f racción molar de i en la f ase líquida. f racción molar de i en la f ase líquida. Pvi Pvi°°:: presión de vapor del líquido puro i presión de vapor del líquido puro i a la t emperat ura del sist ema. a la t emperat ura del sist ema. LEY DE RAOULT LEY DE RAOULT La La ley ley de de Raoult Raoult expresa expresa que que la la presión presión de de vapor vapor parcial parcial del del const it uyent e const it uyent e volát il volát il de de una una solución solución es es igual igual aa la la presión presión de de vapor vapor del del const it uyent e const it uyent e puro puro mult iplicada mult iplicada por por la la f racción f racción molar molar del del const it uyent e const it uyent e en en la la solución solución.. Solución Solución binaria binaria en en la la que que ambos ambos component es component es son son volát iles volát iles:: xx 11 ++ xx 22 == 11 PP 11 == xx 11 ** Pv Pv 11 °° PP 22 == xx 22 ** Pv Pv 22 °° == ((11 –– xx 11 )) Pv Pv 22 °° DIAGRAMA P-x (A T CTE, DISOLUCIÓN IDEAL) LEY DE RAOULT LEY DE RAOULT Si la presión t ot al de la mezcla es P: Si la presión t ot al de la mezcla es P: P = P P = P 11 + P + P 22 = x = x 11 * Pv * Pv 11 °° + (1 + (1 –– xx 11 ) Pv ) Pv 22 °° P = x P = x 11 * Pv * Pv 11 °° + Pv + Pv 22 °° -- xx 11 * Pv * Pv 22 °° P = Pv P = Pv 22 °° + x + x 11 (Pv (Pv 11 °° -- Pv Pv 22 °°)) La La expresión expresión ant erior ant erior relaciona relaciona la la presión presión t ot al t ot al sobre sobre la la mezcla mezcla con con la la f racción f racción molar molar del del component e component e 22 en en el el líquido líquido.. Est ablece Est ablece que que la la presión presión es es una una f unción f unción lineal lineal de de xx 22 .. Ver Ver Figura Figura LEY DE RAOULT LEY DE RAOULT EJ EMPLO 2 La La presión presión de de vapor vapor del del benceno benceno es es 74 74.. 77 t orr t orr aa 20 20°°C, C, mient ras mient ras que que la la presión presión de de vapor vapor del del t olueno t olueno es es 22 22.. 33 t orr t orr aa 20 20°°CC.. Ciert a Ciert a disolución disolución de de benceno benceno yy t olueno t olueno aa 20 20°°CC t iene t iene una una presión presión de de vapor vapor de de 46 46 t orr t orr.. Calcule Calcule la la f racción f racción molar molar de de benceno benceno en en est a est a disolución disolución yy en en el el vapor vapor que que se se encuent ra encuent ra en en equilibrio equilibrio con con ella ella.. Asuma Asuma que que la la solución solución se se comport a comport a como como una una disolución disolución ideal ideal.. SOLUCI ÓN EJ EMPLO 2 P°benceno = 74. 7 t orr a 20°C P°t olueno = 22. 3 t orr a 20°C P = 46 t orr P = P1 + P2 = x1 * 74. 7 + x2 * 22. 3 46 = x1 * 74. 7 + ( 1 – x1) * 22. 3 46 = 74. 7 x1 + 22. 3 – 22. 3 x1 46 = 52. 4 x1 + 22. 3 23. 7 = 52. 4 x1 x1 = 0. 452 P2 = Presión parcial del benceno = 0. 452* 74. 7 = 33. 8 t orr. En el equilibr io las presiones son iguales, por t ant o la presión del benceno en fase líquida es igual a la presión que ej erce el benceno en fase vapor. Aplicando Dalt on para calcular la composición del benceno en fase vapor: CONTI NUACI ÓN SOLUCI ÓN EJEMPLO 2 735 . 0 46 8 . 33 2 2 = = = P P y EJERCI CI O 1 Una Una disolución disolución aa 20 20°°CC est á est á compuest a compuest a por por 11.. 55 moles moles de de benceno benceno yy 33.. 55 moles moles de de t olueno t olueno.. Calcular Calcular la la presión presión yy f racción f racción molar molar de de benceno benceno en en el el vapor vapor en en el el equilibrio equilibrio con con est a est a solución solución.. P°benceno = 74. 7 t orr a 20°C P°t olueno = 22. 3 t orr a 20°C Diagrama P-x (T cte, disolución ideal) P 1 , P 2 y P TOT en el equilibrio en función de la composición del líquido (x 1 ) ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° + ÷ = + ° ÷ ° = + = + ÷ = ÷ = = = = v2 1 2 1 V2 1 2 v 1 1 v 2 1 TOT 2 V 1 2 V 2 V 1 2 v 2 2 1 1 v 1 v 1 1 P x ) Pv Pv ( P x P x P P P P P x P P ) x 1 ( P x P x P P x P P TOT P 1 P° V1 P 2 P° V2 Si P° v1 > P° v2 P x 1 0 1 No informa la composición del vapor • El disolvente obedece la ley de Raoult: • El soluto obedece la ley de Henry: En condiciones de dilución suficientemente elevada, todas las disoluciones no electrolíticas pasan a ser disoluciones diluidas ideales. Aplicación disolución diluida ideal: SOLUBILIDAD DE LOS GASES EN EL AGUA Alguna fracción de los const it uyent es del aire que ent ran en cont act o con el agua ent ran en solución como 0 2 , N 2 , CO 2 ( gases at mosféricos) . SOLUBILIDADES DE GASES EN EL AGUA La concent ración del gas que se disuelve en el agua est á det erminada por: Presión parcial del gas por encima de la superficie del agua. Nat uraleza del gas Temperat ura Los gases como el N 2 , H 2 , O 2 y He, se disuelven en el agua sólo en ligera proporción, mient ras que los gases como el cloruro de hidrógeno HCl y el amoníaco NH 3 son muy solubles. LEY DE HENRY K Hi = Const ant e de Henry del component e i en unidades de presión x i = Fracción molar del gas i en la solución P i = Presión parcial del gas i en unidades de presión Hi i i K x P * = i Hi i P K x 1 = OXÍGENO DISUELTO O 2 ( g) ⇄O 2 ( ac) K’ H = Constante de equilibrio para la reacción planteada | | | | | | 2 2 2 2 H O O = K' O ac g ac P O ÷ LEY DE HENRY A t emperat ura const ant e la solubilidad de un gas en un líquido es direct ament e proporcional a la presión del gas sobre el líquido. S = K ’ Hi * P i K ’ H i = Constante de Henry en unidades Molaridad/atm S = Concentración de gas en la solución en unidades de Molaridad P i = Presión parcial del gas en atm CONSTANTES DE LA LEY DE HENRY PARA LOS GASES COMUNES SOLUBLES EN AGUA , K H , atm T (°C) Aire N 2 O 2 CO 2 CO H 2 H 2 S CH 4 1 4.32x10 4 5.29x10 4 2.55x10 4 0.073x10 4 3.52x10 4 5.79x10 4 0.027x10 4 2.24x10 4 10 5.49x10 4 6.68x10 4 3.27x10 4 0.104x10 4 4.42x10 4 6.36x10 4 0.037x10 4 2.97x10 4 20 6.64x10 4 8.04x10 4 4.01x10 4 0.142x10 4 5.36x10 4 6.83x10 4 0.048x10 4 3.76x10 4 30 7.71x10 4 9.24x10 4 4.75x10 4 0.186x10 4 6.20x10 4 7.29x10 4 0.061x10 4 4.49x10 4 40 8.70x10 4 10.4x10 4 5.35x10 4 0.233x10 4 6.96x10 4 7.51x10 4 0.075x10 4 5.20x10 4 DATOS DE CONSTANTE DE HENRY PARA COMPONENTES DEL AIRE A 25ºC. K , H GAS P ( at m) K’H * mol L - 1 * at m - 1 N 2 0. 78 6. 79 x 10 - 4 O 2 0. 21 1. 34 x 10 - 3 Ar 0. 009 1. 43 x 10 - 3 CO 2 0. 0003 3. 79 x 10 - 2 EJEMPLO 3 Det erminar la concent ración de sat uración en mg/ L del O 2 en agua a 10°C y a 20°C y 1 at m. INFLUENCIA DE LA PRESIÓN EN LA INFLUENCIA DE LA PRESIÓN EN LA SOLUBILIDAD SOLUBILIDAD La presión del gas varia con la altitud; se puede calcular con la ecuación de la ley de distribución barométrica. P i = es la presión del gas a h y T específicas. P io = Presión del gas a nivel del mar. h = altura (m) M i = Masa molar del gas en kg/mol R = 8.3145J/mol-g-K T = Temperatura (K) RT xgxh Mw o i i e P P ÷ = EJEMPLO 4 Cuál es el nivel de sat uración del O 2 en mg/ L a 298 K y a 900 m de alt ura sobre el nivel del mar SOLUCIÓN EJEMPLO 4 | | L mg 8.034 = mol mg 32000 L mol 10 x 2.51 = L / mg L mol 10 x 2.51 = 0.187 x 10 x 1.34 O = *PO K' atm. 0.187 = 0.892 x 0.21 = P K 298 x Kg j/mol 314 , 8 e atm 0.21 = P 4 - 4 - 3 - 2 2 H i m. 900 x seg m 9.80 x mol Kg 10 x 32 - i 2 -3 × ¬ ac INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA EN LA SOLUBILIDAD INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA EN LA SOLUBILIDAD La variación de la solubilidad del gas con la t emperat ura, se calcula con base en la ecuación de Van’t Hoff. | | . | \ | ° A 1 2 2 1 T 1 - T 1 R H = ) KH KH ( ln EJEMPLO 5 Cuál es el nivel de sat uración del O 2 a 50º C ? SOLUCIÓN EJEMPLO 5 K’ H a 25º C = 1. 34 x 10 - 3 M/ at m ( ) A A A H r O - H f O = -2.8Kcal o 2 ac o 2(g) = H f o | | 6.24mg/L = L mg atm. 0.21 x 10 x 9.24 PO x H K' = O 10 X 9.29 = H K' 10 x 1.34 ln + 323 1 - 298 1 1.987 2800 - = KH ln 4 - 2 1 2 4 - 1 3 - 1 ÷ | . | \ | EJEMPO 6 El vapor en equilibrio con una disolución de et anol ( et ) y cloroformo ( cl) a 45°C en la cual xcl= 0.9900, t iene una pr esión de 438.59 t orr y una fracción molar ycl = 0.9794. Se puede suponer que la disolución es ideal. a) Calcule las pr esiones par ciales en la fase vapor . b) calcule la pr esión de vapor del cloroformo puro a 45°C. c) Calcule la const ant e de la ley de Henry K H par a el et anol en clorofor mo a 45°C. RTAS: b) 433.9 t orr. c) 903 t orr. DESVIACIONES DEL COMPORTAMIENTO DE DISOLUCIONES IDEALES Diagramas P-x Acetona + cloroformo Diagramas P-x Acetona + cloroformo Desviaciones negativas de la ley de Raoult Ocurre cuando las interacciones A-B son mayores que las A-A y B-B H M < 0 V M < 0 Diagramas P-x Acetona + CS 2 Desviaciones positivas de la ley de Raoult Ocurre cuando las interacciones A-B son menores que las A-A y B-B H M > 0 V M > 0 PROPIEDADES COLIGATIVAS PROPIEDADES COLIGATIVAS.. 1. Disminución de la presión de vapor 2. Aumento de la temperatura de ebullición 3. Descenso de la temperatura de fusión/congelación 4. Presión osmótica La formación de una disolución tiene consecuencias sobre una serie de propiedades: propiedades coligativas. Propiedades que dependen únicamente de la cantidad (concentración) de soluto añadida (moles o moléculas de soluto), pero no de su naturaleza (de qué soluto sea). Disoluciones diluidas ideales (no electrolíticas) formadas por un disolvente volátil (1) y un soluto no volátil (2). Descenso De La Presión De Vapor La La presión presión de de vapor vapor de de la la solución solución desciende desciende con con respect o respect o aa la la presión presión de de vapor vapor del del solvent e solvent e puro puro.. PP corresponde corresponde aa la la presión presión de de vapor vapor de de la la solución solución.. El El solut o solut o es es un un component e component e no no volát il volát il.. PP 11 == xx 11 ** Pv Pv 11 °° PP == Pv Pv 11 °° -- PP 11 P= P= Pv Pv 11 °° -- xx 11 ** Pv Pv 11 °° PP == Pv Pv 11 °° ((11 –– xx 11 )) PP == Pv Pv 11 °° ** xx 22 Complet ament e Complet ament e independient e independient e t ant o t ant o de de la la nat uraleza nat uraleza del del solut o solut o como como del del solvent e solvent e.. EJEMPLO 7 Calcular la presión de vapor de la solución que cont iene 53. 94 g de manit a (PM = 182. 11) en 1000 g de agua a 20°C. A est a t emperat ura la P v ° de agua es igual a 17. 51 mmHg. 5 . 17 0093 . 0 51 . 17 | 1 093 . 0 0053 . 0 * 51 . 17 0053 . 0 18 1000 11 . 182 94 . 53 11 . 182 94 . 53 * 1 2 2 1 = ÷ = A ÷ ° = = = A = + = ° = A P Pv P mmHg P x x Pv P EJERCI CI O 2 Se Se disuelven disuelven 24 24.. 63 63 gg de de una una sust ancia sust ancia en en 150 150 gg de de agua agua.. AA 23 23°°CC la la presión presión de de vapor vapor de de la la solución solución es es 20 20.. 73 73 mmHg mmHg yy la la del del agua agua es es 21 21.. 07 07 mmHg mmHg.. Hallar Hallar el el peso peso molecular molecular de de la la sust ancia sust ancia.. PP == Pv Pv11°° ** xx11 PP == Pv Pv11°° ** xx22 Aument o de la t emperat ura de Ebullición Las Las soluciones soluciones que que cont ienen cont ienen solut os solut os no no volát iles volát iles hierven hierven aa t emperat uras t emperat uras más más elevadas elevadas que que las las del del solvent e solvent e puro puro.. La La dif erencia dif erencia ent re ent re los los punt os punt os de de ebullición ebullición de de la la solución solución yy del del solvent e solvent e para para una una presión presión const ant e const ant e se se conoce conoce como como elevación elevación del del punt o punt o de de ebullición ebullición.. Aument o de la t emperat ura de Ebullición Aument o de la t emperat ura de Ebullición AT b = K b * m 2 1000 * , 2 1 m Hv RTo MW Kb A = Descenso de la temperatura de congelación Descenso de la temperatura de congelación ATc = Kc * m 2 1000 * 1 2 1 c Hm RTo MW Kc A = 1000 * 1 2 1 f Hm RTo MW Kf A = Const ant es de Elevación del Punt o de Ebullición Const ant es de Elevación del Punt o de Ebullición y de Descenso del Punt o de Congelación y de Descenso del Punt o de Congelación Solvent e Solvent e Punt o Ebullición Punt o Ebullición Normal ( Normal (°°C) C) Kb ( Kb (°°C m C m -- 11 )) Pt o Congelación Pt o Congelación Normal ( Normal (°°C) C) Kc ( Kc (°°C m C m -- 11 )) Agua Agua 100. 0 100. 0 0. 512 0. 512 0. 0 0. 0 1. 855 1. 855 Benceno Benceno 80. 2 80. 2 2. 53 2. 53 5. 5 5. 5 5. 12 5. 12 Ácido Acét ico Ácido Acét ico 118. 5 118. 5 3. 07 3. 07 16. 6 16. 6 3. 9 3. 9 Naf t aleno Naf t aleno 218. 0 218. 0 5. 65 5. 65 80. 2 80. 2 6. 9 6. 9 Alcanf or Alcanf or 208. 3 208. 3 5. 95 5. 95 178. 4 178. 4 40 40 PRESI ÓN OSMÓTI CA PRESI ÓN OSMÓTI CA Se Se llama llama presión presión osmót ica osmót ica de de la la solución, solución, aa la la presión presión mecánica mecánica que que debe debe aplicarse aplicarse sobre sobre la la solución solución para para impedir impedir la la ósmosis ósmosis del del solvent e solvent e hacia hacia la la solución solución aa t ravés t ravés de de una una membrana membrana semipermeable semipermeable.. ¶= C 2 * RT Presión osmótica. Presión osmótica. Membrana semipermeable: Permite que pequeñas moléculas pasen a su través, pero las grandes no. Ósmosis: Flujo de disolvente a través de una membrana semipermeable hacia el seno de una disolución más concentrada. La presión necesaria para detener el flujo: Presión osmótica (t) Presión osmótica = c R T Ecuación de van’t Hoff Molaridad Importancia en los seres vivos: • Paredes celulares actúan como membranas semipermeables: permiten el paso de moléculas pequeñas (agua, moléculas de nutrientes) pero no de grandes (enzimas, proteínas, ...). • Determinación de pesos moleculares osmometría. (especialmente para moléculas con altos pesos moleculares como, p.ej., macromoléculas biológicas). • Ósmosis inversa desalinización (aplicar a la disolución una presión mayor que la , provocando un flujo de salida del disolvente). Aplicaciones EJERCI CI O 3 EJERCI CI O 3 A 25°C una disolución preparada disolviendo 82. 7 mg de un compuest o no elect rolit o en agua hast a alcanzar el volumen de 100 mL t iene una de 83. 2 t orr. Calcular el peso molecular del compuest o no elect rolit o. Rt a: 184. 7 g/ n EJERCICIOS PROPUESTOS 1. Suponga que se disuelven 6 g de una mezcla de naft aleno ( C 10 H 8 ) y ant r aceno ( C 1 4 H 10 ) en 300 g de benceno. Cuando la disolución se enfría, empieza a congelar a una t emper at ura 0. 7°C por debaj o del punt o de congelación del benceno puro ( 5. 5°C) . Calcule la composición de la mezcla, t eniendo en cuent a que Kc es 5. 1°C . kg.n - 1 par a el benceno. RTAS:0. 027n naft , 0. 014 n ant r. EJERCICIOS PROPUESTOS 2. A 20°C, 0.164 mg de H2 se disuelven en 100 g de agua cuando la pr esión de H2 sobre el agua es 1.0 at m. a) calcule la const ant e de la ley de Henry para el H2 en agua a 20°C. b) Calcule la masa de H2 que se disuelve en 100 g de agua a 20°C cuando la pr esión de H2 es 10 at m. Desprecie la var iación de Ki con la presión. RTAS: a) 6.82* 104 at m: b) 164 mg. 3. Se disuelven 0.572 g de resorcina en 19.31 g de agua y la disolución hierve a 100.14 °C. Calcular el peso molecular de la resorcina. RTA: 110 g/ mol. EJERCICIOS PROPUESTOS 4. Calcular las const ant es molales de los punt os de ebullición y de congelación del agua con base en los calores lat ent es de ebullición y de fusión del agua. RTA: 0.52°C* m- 1 y 1,86°C* m- 1 respect ivament e. 5. La const ant e molal para el punt o de congelación del alcanfor es 40 °C/ molalidad. Se prepara una mezcla de 23.7 mg de fenolft aleína y 0.387 g de alcanfor, la cual fundida empieza a solidificarse a 166.5 °C. El punt o de fusión del alcanfor ut ilizado es de 174.4 °C. Hallar el peso molecular de la fenolft aleína. RTA: 310 g/ mol. 6. El acido acét ico puro solidifica a 16.6°C y su const ant e molal del punt o de congelación es 3.9 °C/ molalidad. Calcular cuál debe ser el punt o de congelación de un ácido acét ico que cont ienen 2.8 % de agua. RTA: 10.36°C. EJERCICIOS PROPUESTOS 7. Una disolución que cont iene 0. 604 g de naft aleno C10H8 en 20 g de cloroformo hierve a 62. 11 °C mient ras que el cloroformo puro hierve a 61. 2 °C. Encuent re: a) Const ant e molal del punt o de ebullición del cloroformo. RTA: 3. 86°C* m- 1. b) Calor lat ent e de ebullición por gramo de cloroformo RTA: 57. 9 cal/ g. 8. Hallar la concent ración en g/ L de una disolución de glucosa C6H12O6, que a 25 °C es isosmót ica o isot ónica con una disolución de urea CO( NH2) 2 a 12 °C, la cual cont iene 3 g de urea en un volumen de 150 cm3. RTA: 57. 36g/ L. 9. Una disolución de sacarosa C12H22O11 t iene a 20 °C una H de 1000 mm Hg. Si se enfrían 100 gramos de disolución hast a –2, 0 °C, calcular la cant idad de hielo que se separa. Suponer que la densidad de la disolución es igual a uno. RTA: 93. 033 gramos. EJERCICIOS PROPUESTOS 10. El ácido acét ico puro CH3COOH solidifica a 16. 6º C y su const ant e molal de congelación es 3. 9ºC∙Kg∙mol- 1, calcular cuál debe ser la t emperat ura de congelamient o en °C de un ácido acét ico que cont iene 2.8% en peso de agua. RTA: 10. 36º C 11. Cuando se disuelve 1g de úrea [ CO( NH2) 2] en 200g del solvent e A, el punt o de congelación de A disminuye en 0.25º C; cuando se disuelven 1.5 g de y en 125g del mismo disolvent e A, el punt o de congelación de A diminuye en 0.2º C ; calcule el peso molecular de y. RTA: 180g/ n 12. Calcule Kb del agua si ∆Hm,vap = 40.6KJ/ mol para el agua a 100º C. RTA_0.513°C. kg. mol- 1_ EJERCICIOS PROPUESTOS 13. Una mezcla que cont iene 0. 55g de alcanf or y 0. 045g de un hidrocarburo congela a 157º C. El solut o t ienen 93. 54% de C y 6 . 46% de peso de H. ¿Cuál es la f órmula del hidrocar buro? RTA: C11H9 ¿Cuál es el descenso r elat ivo de la presión del vapor de la solución con respect o al solvent e puro? RTA: 0. 081. P V ° ¿Cúal es el calor lat ent e molar de fusión del solvent e RTA: 6. 84 kJ/ n Dat os al canfor: Fórmul a mol ecul ar C 10 H 16 O, t emperat ura de congel aci ón 178. 8º C, Kc = 37. 7ºC∙m- 1 ESTUDIAR Numerales: 9. 2. Magnit udes molares parciales 9. 3: Magnit udes de mezcla 9. 4. Det erminación de magnit udes molares parciales 9.2 MAGNITUDES MOLARES PARCIALES: Volúmenes molares parciales Se Se t iene t iene una una disolución disolución mezclando mezclando aa t emperat ur a t emperat ur a yy presión presión const ant e const ant e nn 11 ,, nn 22 ,, ……,, nn rr moles moles de de las las sust ancias sust ancias 11,, 22,, ……,, rr.. VV mm11 * , * , ……,, VV mr mr ** volúmenes volúmenes molar es molar es de de las las sust ancias sust ancias puras puras 11,, 22,, ……,, rr aa TT yy PP.. V* V* el el volumen volumen t ot al t ot al de de los los component es component es sin sin mezclar mezclar ( puros) ( puros) aa TT yy PP.. El El ast erisco ast erisco indica indica que que la la pr opiedad pr opiedad se se r efier e r efier e aa una una sust ancia sust ancia pura pura oo aa un un conj unt o conj unt o de de sust ancias sust ancias puras puras.. Después Después de de la la mezcla, mezcla, por por lo lo general general el el volumen volumen VV de de la la disolución disolución no no es es igual igual al al volumen volumen sin sin mezclar mezclar * V V = ¿ = + + + = 1 , , 2 , 2 1 , 1 * * ... * * * i m i r m n m m V n V n V n V n V Volúmenes molares parciales 50 cm 3 H 2 0 50 cm 3 et anol 96.5 cm 3 Causas de las diferencias ent re V de la disolución y V* : Diferencias ent re las fuerzas int ermoleculares exist ent es en la disolución y las exist ent es en los component es puros. Diferencias ent re el empaquet amient o de las moléculas en la disolución y su empaquet amient o en los component es puros, debido a los dist int os t amaños y formas de las moléculas que se mezclan. Volúmenes molares parciales La ecuación se puede ut ilizar para expresar cualquier propiedad ext ensiva como U, H, S, G y C P . Cada una de est as propiedades cambia al mezclar los component es a T y P const ant es. U, H, S, G y C P son función del est ado de la disolución, como T, P, n 1 , n 2 …n r . ¿ = + + + = 1 , , 2 , 2 1 , 1 * * ... * * * i m i r m n m m V n V n V n V n V ) ,..., , , , ( 2 1 r n n n P T U U = ), ,..., , , , ( 2 1 r n n n P T V V = Diferencial total de V r r n P T r n P T n T n P dn dn dV dn dn dV dP dP dV dT dT dV dV i i i i = = + + + + = , , 1 , , 1 , , ) ( ... ) ( ) ( ) ( 1 ), ,..., , , , ( 2 1 r n n n P T V V = Volúmenes molares parciales Volumen molar parcial de una sust ancia j en la disolución: j i n P T j J dn dV V = = , , ) ( V: volumen de la disolución i i i n T n P dn V dP dP dV dT dT dV dV i i ¿ + + = , , ) ( ) ( ,...) , , , ( 2 1 x x P T V V i i = Relación entre el volumen de la disolución y los volúmenes molares parciales ,...) , , , ( 2 1 x x P T nf V = dn x x P T f dV ,...) , , , ( 2 1 = i i i dn V dV ¿ = dn V x dV i i i ¿ = ¿ = i i i V n V ) * ( * ,i m i i i mez V V n V V V ÷ = ÷ ÷ A ¿ Medida de los volúmenes molares parciales Número fij o de moles de A pero valores diferent es de n B 9.3 Magnitudes de mezcla * H H H mez ÷ ÷ A * S S S mez ÷ ÷ A * G G G mez ÷ ÷ A MAGNITUDES TERMODINÁMICAS MAGNITUDES TERMODINÁMICAS DE MEZCLA. DE MEZCLA. Magnitud de mezcla: Diferencia entre el valor de la magnitud en la disolución y la de los componentes puros. Compuestos puros ÷Disolución AY M = Y disoluc – Y* V M = 0 no hay cambio de volumen al formarse la disolución, pues no cambia la estructura espacial. En el caso de una disolución ideal (T y P ctes) U M = 0 pues no cambia la energía de las interacciones al formarse. H M = 0 no hay calor de mezcla a P cte; ni absorbe ni desprende Q. S M > 0 aumenta el desorden. G M < 0 formación de la disolución: espontánea. 9.4 Método para determinar volúmenes molares parciales 9.4 Método para determinar volúmenes molares parciales en una disolución de dos componentes en una disolución de dos componentes para disoluciones agua para disoluciones agua--etanol etanol a 20 a 20°°C y 1 atm. C y 1 atm. n V mez / A Volúmenes molares parciales para disoluciones Volúmenes molares parciales para disoluciones agua etanol a 20 agua etanol a 20°°C y atm. C y atm. Propiedades termodinámicas de las disoluciones ideales Clasificación de las disoluciones • Dependiendo de la naturaleza de la fase: Sólida Líquida Gaseosa • Dependiendo del número de componentes: * Binaria * Ternaria * Cuaternaria . . . Disolvente: Componente que está presente en mayor cantidad o que la fase de la disolución. Solutos: Los restantes componentes. Clasificación de las disoluciones líquidas • Dependiendo del disolvente: Acuosas • Dependiendo del estado del soluto: Soluto sólido Soluto líquido Soluto gaseoso No acuosas • Dependiendo de la naturaleza del soluto: Electrolíticas: soluto se disocia en iones (ej. azúcar) (no conducen la corriente eléctrica) . sal) (conducen la corriente eléctrica) No electrolíticas: soluto no se disocia en iones (ej. COMPOSICIÓN DE LA DISOLUCIÓN Fracción molar Molaridad (M) Molalidad (m) . RTA: 0.EJEMPLO 1 Calcule el número de moles de soluto de HCl en cada una de las siguientes disoluciones acuosas: a.85 molal.116 b. 145 g de una disolución de HCl al 10% en peso. 145 mL de una disolución de HCl con molaridad 0. RTA: 0.8n/dm3.398 c. RTA:0. 145 g de una disolución cuya molalidad en HCl es 4.598 . MODELOS DE DISOLUCIONES Modelo de disolución ideal Modelo de disolución diluida ideal . 12CH I. Ejemplo: n-pentano-n-hexano.MODELO DE LA DISOLUCIÓN IDEAL Descripción molecular Disolución en la cual las moléculas de las distintas especies son tan semejantes unas a otras que las moléculas de uno de los componentes pueden sustituir a las del otro sin que se produzca una variación de la estructura espacial de la disolución ni de la energía de las interacciones intermoleculares presentes en la misma.13CH I 3 3 . benceno-tolueno. DISOLUCIONES DILUIDAS IDEALES O IDEALMENTE DILUIDA. Es el límite cuando xL(disolvente) 1 y xL(solutos) 0 (Sólo aplicable a disoluciones no electrolíticas) . Por ello resulta útil definir otro modelo: MODELO DE LA DISOLUCIÓN DILUIDA IDEAL Descripción molecular Disolución en la cual las moléculas de soluto prácticamente sólo interaccionan con moléculas de disolvente. Muchas disoluciones se desvían bastante del modelo de disolución ideal. solución. la presión total en el recipiente es la suma de las presiones parciales de los componentes de la solución. parte de la solución se evapora para llenar con vapor el espacio encima del líquido. líquido. Raoult. Como los componentes son volátiles.CARACTERÍSTICAS GENERALES DE UNA SOLUCIÓN IDEAL Una solución ideal que contenga constituyentes volátiles cumple la ley de Raoult. Cuando la solución y el vapor alcanzan el equilibrio a la temperatura T. . . xi: fracción molar de i en la fase líquida. Pvi° Pvi°: presión de vapor del líquido puro i a la temperatura del sistema.LEY DE RAOULT Con respecto al componente i : Pi = xi * Pvi° Pvi° Donde: Pi: presión parcial de i en la fase vapor en equilibrio con una solución ideal a la temperatura T. solución.LEY DE RAOULT La ley de Raoult expresa que la presión de vapor parcial del constituyente volátil de una solución es igual a la presión de vapor del constituyente puro multiplicada por la fracción molar del constituyente en la solución. Solución binaria en la que ambos componentes son volátiles: volátiles: x1 + x2 = 1 P1 = x1 * Pv1° P2 = x2 * Pv2° = (1 – x1) Pv2° . DISOLUCIÓN IDEAL) LEY DE RAOULT .DIAGRAMA P-x (A T CTE. Ver Figura .x1 * Pv2° P = Pv2° + x1 (Pv1° . la presión es una función lineal de x2. Establece que líquido.Pv2°) La expresión anterior relaciona la presión total sobre la mezcla con la fracción molar del componente 2 en el líquido.LEY DE RAOULT Si la presión total de la mezcla es P: P = P1 + P2 = x1 * Pv1° + (1 – x1) Pv2° P = x1 * Pv1° + Pv2° . Calcule la fracción molar de benceno en esta disolución y en el vapor que se encuentra en equilibrio con ella. ideal. torr. mientras que la presión de 20° vapor del tolueno es 22.3 torr a 20°C. 22.EJEMPLO 2 La presión de vapor del benceno es 74. . Asuma que ella. la solución se comporta como una disolución ideal. torr a 20°C. 20° Cierta disolución de benceno y tolueno a 20° 20°C tiene una presión de vapor de 46 torr.7 74. Aplicando Dalton para calcular la composición del benceno en fase vapor: .4 x1 x1 = 0.3 – 22.7 torr a 20°C P°tolueno = 22. por tanto la presión del benceno en fase líquida es igual a la presión que ejerce el benceno en fase vapor.4 x1 + 22.SOLUCIÓN EJEMPLO 2 P°benceno = 74.452*74.7 x1 + 22.7 = 52.3 46 = x1 * 74.7 + x2 * 22.7 = 33.3 x1 46 = 52.3 torr a 20°C P = 46 torr P = P1 + P2 = x1 * 74.8 torr.452 P2 = Presión parcial del benceno = 0.3 23. En el equilibrio las presiones son iguales.3 46 = 74.7 + (1 – x1) * 22. 735 P 46 .8 y2 0.CONTINUACIÓN SOLUCIÓN EJEMPLO 2 P2 33. 5 moles de tolueno. presión y fracción molar de benceno en el vapor en el equilibrio con esta solución.7 torr a 20°C P°tolueno = 22.3 torr a 20°C . Calcular la tolueno. solución.5 moles de benceno y 3. P°benceno = 74.EJERCICIO 1 Una disolución a 20° 20°C está compuesta por 1. P2 y PTOT en el equilibrio en función de la composición del líquido (x1) P1 x1 Pv1 Pv1 x1 P2 x 2 Pv 2 (1 x1 ) PV 2 PV 2 x1 PV 2 PTOT P1 P2 P v1 x1 P v 2 x1 PV2 (Pv1 Pv ) x1 Pv2 2 Si P°v1 > P°v2 P PTOT P°V2 P2 0 x1 1 P1 No informa la composición del vapor P°V1 . disolución ideal) P1.Diagrama P-x (T cte. . todas las disoluciones no electrolíticas pasan a ser disoluciones diluidas ideales.• El disolvente obedece la ley de Raoult: • El soluto obedece la ley de Henry: En condiciones de dilución suficientemente elevada. .Aplicación disolución diluida ideal: SOLUBILIDAD DE LOS GASES EN EL AGUA Alguna fracción de los constituyentes del aire que entran en contacto con el agua entran en solución como 02. N2.CO2 (gases atmosféricos). mientras que los gases como el cloruro de hidrógeno HCl y el amoníaco NH3 son muy solubles.SOLUBILIDADES DE GASES EN EL AGUA La concentración del gas que se disuelve en el agua está determinada por: Presión parcial del gas por encima de la superficie del agua. O2 y He. Naturaleza del gas Temperatura Los gases como el N2. H2. se disuelven en el agua sólo en ligera proporción. . LEY DE HENRY Pi xi * K Hi 1 xi Pi K Hi KHi = Constante de Henry del componente i en unidades de presión xi = Fracción molar del gas i en la solución Pi= Presión parcial del gas i en unidades de presión . OXÍGENO DISUELTO O2 (g)⇄O2 (ac) O2 ac O 2 ac K'H = O2 g PO 2 K’H = Constante de equilibrio para la reacción planteada . S = K ’ Hi * Pi K ’ Hi = Constante de Henry en unidades Molaridad/atm S = Concentración de gas en la solución en unidades de Molaridad Pi= Presión parcial del gas en atm .LEY DE HENRY A temperatura constante la solubilidad de un gas en un líquido es directamente proporcional a la presión del gas sobre el líquido. 04x104 4. atm T (°C) Aire N2 O2 CO2 CO H2 H2 S CH4 1 4.96x104 7. KH.075x104 5.68x104 3.24x104 4.186x104 6.29x104 0.49x104 40 8.27x104 0.073x104 3.027x104 2.52x104 5.76x104 30 7.233x104 6.35x104 0.70x104 10.36x104 6.71x104 9.142x104 5.97x104 20 6.32x104 5.CONSTANTES DE LA LEY DE HENRY PARA LOS GASES COMUNES SOLUBLES EN AGUA .75x104 0.29x104 2.104x104 4.49x104 6.51x104 0.20x104 .42x104 6.36x104 0.048x104 3.24x104 10 5.061x104 4.4x104 5.79x104 0.64x104 8.037x104 2.55x104 0.83x104 0.01x104 0.20x104 7. 0003 K’H * mol L-1 * atm-1 6. K.009 0.DATOS DE CONSTANTE DE HENRY PARA COMPONENTES DEL AIRE A 25ºC.21 0.79 x 10-2 .78 0.34 x 10-3 1.H GAS N2 O2 Ar CO2 P (atm) 0.43 x 10-3 3.79 x 10-4 1. EJEMPLO 3 Determinar la concentración de saturación en mg/L del O2 en agua a 10°C y a 20°C y 1 atm. . h = altura (m) Mi = Masa molar del gas en kg/mol R = 8. Pi Po e Mwi xgxh RT Pi = es la presión del gas a h y T específicas.INFLUENCIA DE LA PRESIÓN EN LA SOLUBILIDAD La presión del gas varia con la altitud.3145J/mol-g-K T = Temperatura (K) . se puede calcular con la ecuación de la ley de distribución barométrica. Pio = Presión del gas a nivel del mar. EJEMPLO 4 Cuál es el nivel de saturación del O2 en mg/L a 298 K y a 900 m de altura sobre el nivel del mar . 314 j/mol Kg x 298 K Pi = 0.892 = 0.21 x 0.51 x 10-4 mg / L = 2. mol seg e 8.SOLUCIÓN EJEMPLO 4 -32 x 10-3 Kg m x 9. Pi = 0.34 x 10-3 x 0.21 atm K'H *PO2 = O 2 ac 1.187 = 2.034 L mol L mol L .51 x 10-4 mol mg mg 32000 = 8.187 atm.80 2 x 900 m. KH1 H ln ( )= KH 2 R 1 1 . T T 2 1 . se calcula con base en la ecuación de Van’t Hoff.INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA EN LA SOLUBILIDAD La variación de la solubilidad del gas con la temperatura. EJEMPLO 5 Cuál es el nivel de saturación del O2 a 50ºC ? . SOLUCIÓN EJEMPLO 5 o K’H a 25ºC = 1.34 x 10-3M/atm o o H r H f O 2 a c - H f O 2 (g ) = -2 .8 K c a l ln KH 1 = - 2800 1.987 X 10 x PO 1 298 -4 - 1 323 + ln 1.34 x 10 -3 K' H 1 = 9.29 K' H O 2 = mg L 1 2 9.24 x 10 -4 x 0.21 atm. = 6.24mg/L EJEMPO 6 El vapor en equilibrio con una disolución de etanol (et) y cloroformo (cl) a 45°C en la cual xcl= 0.9900, tiene una presión de 438.59 torr y una fracción molar ycl = 0.9794. Se puede suponer que la disolución es ideal. a) Calcule las presiones parciales en la fase vapor. b) calcule la presión de vapor del cloroformo puro a 45°C. c) Calcule la constante de la ley de Henry KH para el etanol en cloroformo a 45°C. RTAS: b) 433.9 torr. c) 903 torr. DESVIACIONES DEL COMPORTAMIENTO DE DISOLUCIONES IDEALES Diagramas P-x Acetona + cloroformo . Diagramas P-x Acetona + cloroformo Desviaciones negativas de la ley de Raoult Ocurre cuando las interacciones A-B son mayores que las A-A y B-B HM < 0 VM < 0 . Diagramas P-x Acetona + CS2 Desviaciones positivas de la ley de Raoult Ocurre cuando las interacciones A-B son menores que las A-A y B-B HM > 0 VM > 0 . 1. 3. Disminución de la presión de vapor Aumento de la temperatura de ebullición Descenso de la temperatura de fusión/congelación Presión osmótica Disoluciones diluidas ideales (no electrolíticas) formadas por un disolvente volátil (1) y un soluto no volátil (2). Propiedades que dependen únicamente de la cantidad (concentración) de soluto añadida (moles o moléculas de soluto). La formación de una disolución tiene consecuencias sobre una serie de propiedades: propiedades coligativas. pero no de su naturaleza (de qué soluto sea). . 2.PROPIEDADES COLIGATIVAS. 4. COLIGATIVAS. . El solución.x1 * Pv1° P = Pv1° (1 – x1) P = Pv1° * x2 Completamente independiente tanto de la naturaleza del soluto como del solvente. solvente. P puro. P1 = x1 * Pv1° P = Pv1° .Descenso De La Presión De Vapor La presión de vapor de la solución desciende con respecto a la presión de vapor del solvente puro. soluto es un componente no volátil.P1 P= Pv1° . corresponde a la presión de vapor de la solución. volátil. P Pv 1 * x 2 182 . 0053 0 .EJEMPLO 7 Calcular la presión de vapor de la solución que contiene 53. 093 mmHg P 1 Pv 1 P | 17 . A esta temperatura la Pv° de agua es igual a 17.11) en 1000 g de agua a 20°C. 94 . 5 x2 53 .94 g de manita (PM = 182. 51 0 .51 mmHg. 94 1000 182 . 0093 17 . 11 18 P 17 . 0053 53 . 11 0 . 51 * 0 . 73 mmHg y la del agua 20. sustancia. Hallar el peso molecular 21. de la sustancia. mmHg. 150 g de agua. es 21. A 23°C la presión de vapor agua. 23° de la solución es 20.07 mmHg.63 g de una sustancia en 24.EJERCICIO 2 Se disuelven 24. P = Pv1° * x1 Pv1 P = Pv1° * x2 Pv1 . Aumento de la temperatura de Ebullición Las soluciones que contienen solutos no volátiles hierven a temperaturas más elevadas que las del solvente puro. La diferencia entre los puntos de ebullición de la solución y del solvente para una presión constante se conoce como elevación del punto de ebullición. . puro. ebullición. Aumento de la temperatura de Ebullición . Aumento de la temperatura de Ebullición Tb = Kb * m2 MW1RTo 2 Kb Hv. m *1000 . Descenso de la temperatura de congelación . Descenso de la temperatura de congelación Tc = Kc * m2 MW1 RTo 2 Kc Hm1c * 1000 MW1 RTo 2 Kf Hm1 f * 1000 . 12 3.65 5.6 80.07 5.3 0.4 1.512 2.9 40 .5 218.2 118.0 5.9 6.53 3.0 80.Constantes de Elevación del Punto de Ebullición y de Descenso del Punto de Congelación Solvente Punto Ebullición Normal (°C) (° Kb (°C m-1) (° Pto Congelación Normal (°C) (° Kc (°C m-1) (° Agua Benceno Ácido Acético Naftaleno Alcanfor 100.0 208.5 16.2 178.95 0.855 5. PRESIÓN OSMÓTICA . a la presión mecánica que debe aplicarse sobre la solución para impedir la ósmosis del solvente hacia la solución a través de una membrana semipermeable. semipermeable. ¶= C2*RT .PRESIÓN OSMÓTICA Se llama presión osmótica de la solución. Membrana semipermeable: Permite que pequeñas moléculas pasen a su través. La presión necesaria para detener el flujo: Presión osmótica () . Ósmosis: Flujo de disolvente a través de una membrana semipermeable hacia el seno de una disolución más concentrada.Presión osmótica. pero las grandes no. .. moléculas de nutrientes) pero no de grandes (enzimas. . macromoléculas biológicas). • Ósmosis inversa desalinización (aplicar a la disolución una presión mayor que la .). provocando un flujo de salida del disolvente). Importancia en los seres vivos: • Paredes celulares actúan como membranas semipermeables: permiten el paso de moléculas pequeñas (agua.ej..Presión osmótica =cRT Molaridad Ecuación de van’t Hoff Aplicaciones • Determinación de pesos moleculares osmometría.. proteínas. (especialmente para moléculas con altos pesos moleculares como. p. 2 torr.7 mg de un compuesto no electrolito en agua hasta alcanzar el volumen de 100 mL tiene una de 83. Calcular el peso molecular del compuesto no electrolito.EJERCICIO 3 A 25°C una disolución preparada disolviendo 82. Rta: 184.7 g/n . 7°C por debajo del punto de congelación del benceno puro (5. RTAS:0.014 n antr. . Suponga que se disuelven 6 g de una mezcla de naftaleno (C10H8) y antraceno (C14H10) en 300 g de benceno.027n naft.1°C .5°C).EJERCICIOS PROPUESTOS 1. Calcule la composición de la mezcla. Cuando la disolución se enfría.kg. teniendo en cuenta que Kc es 5. empieza a congelar a una temperatura 0. 0.n-1 para el benceno. b) Calcule la masa de H2 que se disuelve en 100 g de agua a 20°C cuando la presión de H2 es 10 atm. .EJERCICIOS PROPUESTOS 2.164 mg de H2 se disuelven en 100 g de agua cuando la presión de H2 sobre el agua es 1.31 g de agua y la disolución hierve a 100. RTA: 110 g/mol. 3. a) calcule la constante de la ley de Henry para el H2 en agua a 20°C.0 atm.572 g de resorcina en 19. RTAS: a) 6. Desprecie la variación de Ki con la presión.14 °C. A 20°C.82*104 atm: b) 164 mg. Calcular el peso molecular de la resorcina. Se disuelven 0. 0. 387 g de alcanfor.EJERCICIOS PROPUESTOS 4. El punto de fusión del alcanfor utilizado es de 174. . Calcular cuál debe ser el punto de congelación de un ácido acético que contienen 2. RTA: 310 g/mol. RTA: 10.9 °C/molalidad. El acido acético puro solidifica a 16. la cual fundida empieza a solidificarse a 166.7 mg de fenolftaleína y 0.8 % de agua. La constante molal para el punto de congelación del alcanfor es 40 °C/molalidad. Hallar el peso molecular de la fenolftaleína. Se prepara una mezcla de 23. RTA: 0. 6.86°C*m-1 respectivamente. 5.6°C y su constante molal del punto de congelación es 3. Calcular las constantes molales de los puntos de ebullición y de congelación del agua con base en los calores latentes de ebullición y de fusión del agua.36°C.52°C*m-1 y 1.5 °C.4 °C. b) Calor latente de ebullición por gramo de cloroformo RTA: 57.0 °C.11 °C mientras que el cloroformo puro hierve a 61. Si se enfrían 100 gramos de disolución hasta –2. RTA: 57. . Encuentre: a) Constante molal del punto de ebullición del cloroformo.9 cal/g.36g/L.86°C*m-1.EJERCICIOS PROPUESTOS 7. 8. Hallar la concentración en g/L de una disolución de glucosa C6H12O6. RTA: 93.033 gramos.2 °C. Una disolución de sacarosa C12H22O11 tiene a 20 °C una de 1000 mm Hg. 9. la cual contiene 3 g de urea en un volumen de 150 cm3. Una disolución que contiene 0. Suponer que la densidad de la disolución es igual a uno. calcular la cantidad de hielo que se separa. RTA: 3.604 g de naftaleno C10H8 en 20 g de cloroformo hierve a 62. que a 25 °C es isosmótica o isotónica con una disolución de urea CO(NH2)2 a 12 °C. cuando se disuelven 1. Calcule Kb del agua si ∆Hm.25ºC.RTA_0.6KJ/mol para el agua a 100ºC. Cuando se disuelve 1g de úrea [CO(NH2)2] en 200g del solvente A.vap = 40.513°C.kg.36ºC 11. calcule el peso molecular de y. RTA: 180g/n 12. calcular cuál debe ser la temperatura de congelamiento en °C de un ácido acético que contiene 2.9ºC∙Kg∙mol-1. El ácido acético puro CH3COOH solidifica a 16. el punto de congelación de A disminuye en 0.5 g de y en 125g del mismo disolvente A. el punto de congelación de A diminuye en 0.EJERCICIOS PROPUESTOS 10.8% en peso de agua.mol-1_ .2ºC . RTA: 10.6ºC y su constante molal de congelación es 3. 8ºC. temperatura de congelación 178.55g de alcanfor y 0.7ºC∙m-1 .081. El soluto tienen 93. ¿Cuál es la fórmula del hidrocarburo? RTA: C11H9 ¿Cuál es el descenso relativo de la presión del vapor de la solución con respecto al solvente puro? RTA: 0.PV° ¿Cúal es el calor latente molar de fusión del solvente RTA: 6. Una mezcla que contiene 0. Kc = 37.84 kJ/n Datos alcanfor: Fórmula molecular C10H16O.46% de peso de H.045g de un hidrocarburo congela a 157ºC.54% de C y 6.EJERCICIOS PROPUESTOS 13. 4.ESTUDIAR Numerales: 9.2.3: Magnitudes de mezcla 9. Determinación de magnitudes molares parciales . Magnitudes molares parciales 9. El asterisco indica que la propiedad se refiere a una sustancia pura o a un conjunto de sustancias puras. r a T y P.i Después de la mezcla. 2. Vm1*.…. nr moles de las sustancias 1. puras.…. V* el volumen total de los componentes sin mezclar (puros) a T y P..r n V * i 1 m. r.…. 2 .2.1 n2V *m. n2. por lo general el volumen V de la disolución no es igual al volumen sin mezclar V V * .9.… puras 1. nnV *m. Vmr* volúmenes molares de las sustancias *.2 MAGNITUDES MOLARES PARCIALES: Volúmenes molares parciales Se tiene una disolución mezclando a temperatura y presión constante n1. V * n1V *m..…. . Diferencias entre el empaquetamiento de las moléculas en la disolución y su empaquetamiento en los componentes puros. debido a los distintos tamaños y formas de las moléculas que se mezclan.Volúmenes molares parciales 50 cm3 H20 50 cm3 etanol 96.5 cm3 Causas de las diferencias entre V de la disolución y V*: Diferencias entre las fuerzas intermoleculares existentes en la disolución y las existentes en los componentes puros. P.i se puede utilizar para expresar cualquier propiedad extensiva como U. P. n1 .... n1. G y CP.. H. S. P. nr ). G y CP son función del estado de la disolución... S. n1 . nr ) V V (T . como T... n2 . . 2 . Cada una de estas propiedades cambia al mezclar los componentes a T y P constantes. U U (T . H.. n2 …nr. U. nnV *m..r n V * i 1 m .Volúmenes molares parciales La ecuación V * n1V *m. n2 .1 n2V *m. P.P..Diferencial total de V V V (T . n2 . nr )... n1 .nir dnr dT dP dn1 dnr . dV ( dV dV dV dV ) P.ni dP ( )T ..ni dT ( )T . ( )T .P...ni1 dn1 . .ni j dn j una V: volumen de la disolución dV ( dV dV ) P . P . P. x2 ..) ..Volúmenes molares parciales Volumen molar parcial de sustancia j en la disolución: VJ ( dV ) T . x1 . n i dP dT dP V dn i i i Vi Vi (T . n i dT ( ) T . P . x 2 .i * ) i ...) dV f (T . x1 .Relación entre el volumen de la disolución y los volúmenes molares parciales V nf (T ... P. x 2 ...)dn dV dV V i V i dn i i x i V i dn n iV i i mezV V V * ni (Vi Vm . x1 . Medida de los volúmenes molares parciales Número fijo de moles de A pero valores diferentes de nB . 3 Magnitudes de mezcla mez H H H * mez S S S * mez G G G * .9. no hay calor de mezcla a P cte. aumenta el desorden. formación de la disolución: espontánea. . ni absorbe ni desprende Q. Magnitud de mezcla: Diferencia entre el valor de la magnitud en la disolución y la de los componentes puros. pues no cambia la estructura espacial. pues no cambia la energía de las interacciones al formarse.MAGNITUDES TERMODINÁMICAS DE MEZCLA. Compuestos puros Disolución YM = Ydisoluc – Y* (T y P ctes) En el caso de una disolución ideal VM = 0 UM = 0 HM = 0 SM > 0 GM < 0 no hay cambio de volumen al formarse la disolución. 9.4 Método para determinar volúmenes molares parciales en una disolución de dos componentes . 20° .V mez / n para disoluciones agua-etanol aguaa 20°C y 1 atm. 20° .Volúmenes molares parciales para disoluciones agua etanol a 20°C y atm. Propiedades termodinámicas de las disoluciones ideales .