Inorganica

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2 interacciones del Soluto-Solvente

2.1 Soluciones
En un sentido limitado, las soluciones son fases líquidas homogéneas que consisten en más de una sustancia en proporciones variables, cuando una de las sustancias, el solvente puede ser una mezcla, se trata distintamente de las otras sustancias, se llaman los solutos [1]. Normalmente, el componente que es superior se llama solvente ylos componentes de menor importancia (cantidad) son los solutos. Cuando la suma de las fracciones de todos los solutos es pequeña comparada a la unidad, la solución se llama una “solución diluida”. Una solución de las sustancias del soluto en un solvente, se trata como solución ideal cuando los coeficientes de actividad del soluto están cercanos a la unidad (y = l) [1].

Un solvente no sedebe considerar una serie continua macroscópica caracterizada solamente por constantes físicas tales como densidad, constante dieléctrica, índice de la refracción, etc., sino como un discontinuo que consiste en moléculas de solvente que actúan mutua y recíprocamente. Según el grado de estas interacciones, son solventes con estructura interna pronunciada (ej. agua) y otras en las cuales lainteracción entre las moléculas de solventes son pequeñas (ej. los hidrocarburos). La interacción entre las especies en solventes (y en soluciones) es, por una parte, demasiado grande para que sea tratada por las leyes de la teoría cinética de gases; por otra parte, es demasiado pequeña para que sea tratada por las leyes de la física de estado sólido. Así, el solvente no es un medio indiferente en el cual elmaterial disuelto difunde para distribuirse uniformemente y desordenado, ni posee una estructura pedida que se asemeja a una red cristalina. Sin embargo, el orden de distancia de enlace en un cristal corresponde al orden local en un líquido. Así, ni unos ni otros de los dos modelos posibles -el gas y el modelo de cristal- se pueden aplicar a las soluciones sin limitación. Entre los dos modeloshay una gama tan amplia de posibilidades y variantes experimentales establecidas, que es difícil desarrollar en absoluto un modelo, generalmente válido para los líquidos. Debido a la complejidad de las interacciones, la estructura de líquidos -en contraste a la de gases y sólidos- es menos conocida. Por lo tanto, la examinación experimental y teórica de la estructura de líquidos, pertenece a lastareas más difíciles de la físico-química [2-7].

Incluso para el solvente más importante -agua- la investigación de su fina estructura interna sigue siendo tema de la investigación actual [8-15,15a]. Diversos y numerosos modelos, ej. el “modelo del racimo que oscila” de Franck y de Wen [16], fueron utilizados para describir la estructura del agua. Sin embargo, todos estos modelos hanprobado ser inaccesibles para una descripción completa de las características fisicoquímicas del agua y de una interpretación de sus anomalías [11]. La Fig. 2-1 describe claramente la complejidad de la estructura interna de un solvente, por ejemplo, el agua.

El agua líquida consiste, en ambas regiones, en moléculas enlazadas en una red regular, y en las regiones donde están los puentes dehidrógeno, las moléculas de agua están al azar; el agua monomérica es impregnada y entremezclada, con los trozos al azar, las vacantes de la red. Hay cadenas y pequeños polímeros así como las moléculas de agua enlazadas, libre, y atrapadas [9].

En principio, los solventes orgánicos, tales como los próticos, deben poseer una estructura similar y complicada. Sin embargo, mientras que el agua seha estudiado a fondo [17], la examinación de la estructura interna de solventes orgánicos todavía está en el principio.
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Fig. 2-1. Diagrama esquemático en dos dimensiones de la estructura tridimensional del agua líquida.

De la idea que el solvente proporcione solamente un medio indiferente de la reacción, viene del principio de la dilución de Ruggli-Ziegler, conocido de antaño...
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