quimica

Físico Química
APUNTES DE SOLUCIONES
AGOSTO 2003

Autores
Ximena Schultz
Andrés Soto

Concepto de Solución.
Una solución es un sistema en el cual un soluto es disuelto en un solvente. En general
se suele pensar que el soluto es aquel que se encuentra en menor cantidad respecto al
solvente. Sin embargo por convención se suele definir como solvente universal al agua
obviando loanterior. El soluto no es necesariamente único. El mismo solvente puede a la
vez disolver varios solutos. Existen 3 clasificaciones generales para las soluciones:
a) Insaturada: el solvente puede disolver mas cantidad de soluto.
b) Saturada: el solvente a disuelto todo el soluto que puede.
c) Sobresaturada: Es un caso inestable y el soluto probablemente precipite o bien no se
disuelva en el solventeel exceso.
Lo anterior se relaciona con la solubilidad, y la solubilidad tiene una dependencia de
variables termodinámicas como la composición, la temperatura y la presión. Se entiende
por solubilidad la capacidad que posee un solvente de disolver un soluto. En el caso de dos
líquidos se habla de miscibilidad.
Unidades de concentración de las disoluciones.
Las unidades de concentracióntiene por objeto establecer una relación cuantitativa
entre soluto y solvente. Existen diversos tipos de unidades de concentración. Esto se debe a
la conveniencia que se tenga de acuerdo a las variables comprometidas. A continuación se
presentan algunas de uso corriente:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)

Porcentaje peso – peso [%p/p]: Gramos de soluto en 100 gramos de disolución.
Porcentaje peso –volumen [% p/v]: Gramos de soluto en volumen de disolución.
Molaridad [ ] o ‘M’: moles de soluto en un litro de solución.
Molaridad ‘m’: moles de soluto en un Kilogramo de disolvente.
Normalidad ‘N’: equivalente gramo de soluto en un litro de solución.
Fracción molar ‘xi’: moles de cada componente en un mol de disolución.
Partes por millón ‘ppm’ y partes por billón ‘ppb’, muy usadas cuando unose refiere a
trazas.
h) Presión parcial ‘Pi’: muy usada en gases es el equivalente a la presión total del sistema
ponderada por la fracción molar del gas en cuestión que es componente del sistema (es
cierto en el caso ideal).
Punto de ebullición y de congelación de soluciones.
Existe una directa relación entre molalidad y punto de ebullición y fusión de
soluciones diluidas.
La elevación depunto de ebullición del solvente es proporcional a la molalidad de
la disolución:

∆Te = m ⋅ Ke
donde Ke es una constante que depende a su vez de otros parámetros y es específico para
cada solvente.
De la misma forma el punto de congelación disminuirá si se agrega soluto:

∆Tc = m ⋅ Kc
Constante de equilibrio.
Se define la constante de equilibrio para una reacción reversible delsiguiente modo:
Sea la reacción:

aA + bB + ....... ↔ cC + dD
la constante de equilibrio está dada por:
c
d
aC ⋅ aD ⋅ .........
Keq = a b
a A ⋅ aB ⋅ .........

donde ‘aX’ es la actividad de la especie ‘X’. La actividad puede definirse como el producto
entre el coeficiente de actividad ‘ γ ’ y la concentración molar:

a X = γ [X ]
En cátedra se dará mayores detalles del coeficiente deactividad. Respecto a el
puede considerarse que si todas las concentraciones son menores a 10-2 molar, la solución
es diluida y los coeficientes de actividad son cercanos a la unidad. Esto se conoce como
idealidad y por tanto la actividad de una especie se iguala a la concentración.
La Constante de equilibrio depende de la energía libre de gibbs y la temperatura
según:

 ∆F ° 
K = exp −
 RT 
Acidos y Bases:
Un ácido es una sustancia que capta iones hidroxilo (OH-) o bien libera protones
(H+) a la solución.

Una base por su parte actúa de forma inversa y por tanto libera iones hidroxilo o
bien capta protones.

Clasificación de ácidos y su nomenclatura.
Se pueden clasificar en ácidos orgánicos e inorgánicos.

Acidos inorgánicos:
a) Del tipo HX con ‘X’ un elemento...