CONCENTRACIONES FÍSICAS

CONCENTRACIONES FÍSICAS

Las concentraciones de las sustancias pueden expresarse en varios tipos.

    CONCENTRACIÓN PESO A PESO: El porcentaje peso-peso (%p-p) es una propiedad intensiva que determina la cantidad de gramos de soluto presentes en cada 100 gramos de solución.

Propiedades:

·         m. soluto + m. solvente = m. solución

·         %msoluto + %msolucion = 100%

·         0 <= %msoluto <= 100%

  

       Fórmula:

       % P/P =   _______M.soluto (gr)                       x100

                  m. del soluto + m. del solvente (gr)

Ejercicio:

Calcular el porcentaje peso a peso de una solución que contiene 35gr de Ag(OH) en 110gr de solvente.

% P/P= ___35gr     x100 = 24.14% P/P Ag (OH)

              35gr + 110gr

CONCENTRACIÓN PESO - VOLUMEN: El porcentaje masa-volumen es la cantidad de soluto que hay en 100 centímetros cúbicos o mililitros de la solución. Es a partir del soluto en gramos dividido entre el volumen de la disolución en mililitros (ml):

Fórmula:

% P/V = masa del soluto (gr)    x100

               volumen del soluto(ml)

Ejercicio:

·     Calcular el porcentaje peso volumen de Na (OH) una solución de 120ml que contiene 20 gr de este hidróxido.

Na(OH) = 20gr   x100       =16.67%   P   Na(OH)

                 120ml                                  V

CONCENTRACIÓN VOLUMEN - VOLUMEN: El porcentaje en volumen es una expresión común para especificar la concentración de una solución Se define como:

Fórmula:

%V/V=   vol. del soluto (ml)   x100

                Vol. solución (ml)

El porcentaje en volumen se emplea generalmente cuando la solución involucra a dos fases líquidas, aunque puede ser utilizado en otros casos, como en soluciones gaseosas. El porcentaje en volumen también puede definirse como la proporción entre el volumen del soluto y el volumen del solvente, tomando como base de cálculo 100 ml de solución.

Ejercicio:

Calcular el porcentaje v/v de una solución de H₂SO₄ que  contiene 15ml de este ácido en 130ml de H₂O₂

H₂SO₄= 15ml    x100  = 10.34% V/V H₂SO₄

               145ml

PARTES POR MILLÓN: Partes por millón (ppm) es la unidad de medida con la que se evalúa la concentración. Se refiere a la cantidad de unidades de la sustancia (agente, etc.) que hay por cada millón de unidades del conjunto. Se abrevia como "ppm".

Fórmula:

 p.p.m =   mgr soluto                                             p.p.m = ml solución   

                 kg solución                                                           lt solución

Ejercicio:

Expresar en partes por millón una solución que contiene Na Cl en cantidades de 15 gr en una masa de solución de 300 gr.

M. soluto=        15gr. à 15000 mgr.

M. solución=    300gr à0.3 kg

p.p.m= 15000mgr. = 50000 p.p.m NaCl

                   0.3

MOLARIDAD:  Es la unidad más utilizada para expresar concentración de las soluciones.

Se representa con la letra M. Es el número de moles de soluto en un litro de solución.  

Formula: 

Molaridad = moles de soluto

                     litros de solución

                   

Ejercicio:

¿Cuál será la molaridad de una solución que contiene 64 gr de Metanol (p.m. 32 gr/mol) en 500 ml de solución? 

M = 64gr               = 4 molar                                                      

      32gr/mol                                                                  

       0.51lt  

NORMALIDAD: Es una  unidad química de concentración que se refiere al número de equivalentes  gramo de soluto que se han disuelto en un litro de solución.

Se representa con la letra N.              

Fórmula:       

N= Número de eq-gr soluto                       N=  (gramos de soluto)

        Volumen solución (lt)                                       # equiv gr    

                                                                            Vol. solución (lt)       

Equivalente gramo:

Ácido       Eq- gr    PM ácido

                                    # M

Base       Eq-gr      PM base

                                 # (OH)

Sal           Eq-gr       PM sal

                             Valencia metal

El equivalente gramo de un elemento en su masa atómica divida para su valencia. En el caso de los compuestos, depende de la reacción química en la que participan.             

Ejercicio:

Calcular la normalidad del ácido nítrico cuya masa es de 50gr. Es un volumen de solución de 1.2 lt.

HNO₃

H= 1x1=   1                                                                 N= 50gr.  =    0.66 normal

N=14x1=14                                                                    63 gr/mol.

O=16x3=48                                                                        1.2 lt.

              63gr/mol.

Eq- gr.  63   =63

              1

ESTADO LÍQUIDO

ESTADO LÍQUIDO

De acuerdo con teoría cinética – molecular, los líquidos presentan las siguientes características:

-No tiene forma definida

-Tienes volumen definido

- No tiene fluidez

- Se difunde en líquidos con los cuales son miscibles

- No son compresibles.

PROPIEDADES DE LOS LÍQUIDOS:

Las propiedades de lo líquidos dependen de la propia estructura y de la intensidad de la fuerza de atracción entre las partículas.

      Viscosidad: es la resistencia que presenta un líquido a fluir, esto ocurre cuando las partículas se deslizan una sobre otra debido a la fricción interna de un fluido. El deslizamiento ocurre más lento por lo que al líquido se lo califica como viscoso. La viscosidad cambia a distintas temperaturas.

            Presión de vapor: es la presión que ejercen las moléculas de una sustancia en fase gaseosa sobre la fase liquida de la misma sustancia. Los líquidos que se evaporan fácilmente tienen valores de presión altos y se denominan volátiles.

VAPORIZACIÓN Y  CONDENSACIÓN

Los líquidos tienen sus moléculas en constante movimiento, esto ocasiona que alguna de ellas se escape y se conviertan en vapor. Las moléculas de vapor, a su vez, pueden regresar al estado líquido mediante un proceso de condensación.

Capilaridad: Es la capacidad que tienen los líquidos para ascender por las paredes de un tubo. Las partículas que conforman un líquido se mantienen unidas gracias a las fuerzas intermoleculares de cohesión y las fuerzas que unen al líquido a la pared interna del tubo se denominan fuerzas intermoleculares de adhesión. Cuando las fuerzas de adhesión superan a la de cohesión da lugar a una concavidad, en coso contrario, descienden y forman una superficie convexa.

LEY DE LOS GASES

LEY DE LOS GASES

Tanto la presión como el volumen y la temperatura definen el estado de un gas de tal forma que si una de las variables cambia, el estado del gas también lo hace porque las dos restantes se modifican inevitablemente.

LEY DE BOYLE

Aquí se tiene un proceso isotérmico. Trata de aumentar la presión y observar que el volumen se reduce proporcionalmente. Si es que duplicas la presión observaras que el volumen se reduce a la mitad; si reduces la presión de un gas a la mitad, haremos que el volumen se duplique.

La presión y el volumen son magnitudes inversamente proporcionales,    razón por la que el producto presión- volumen es constante. 

LEY DE CHARLES

Es el proceso isobárico, se mantienen la presión constante. El volumen del gas varía dependiendo del valor de la temperatura.

Si duplicas la temperatura absoluta, el volumen se duplica también que el volumen y la temperatura absoluta son directamente proporcionales, entre ellas se mantengan constantes.

 V/T = CONSTANTE

V1 = V2 T1    T2 LEY DE GAY- LUSSAC Considera constante el volumen del gas durante el proceso, aumenta la temperatura absoluta al doble de su valor original, la presión también se ve duplicada; disminuye la temperatura absoluta a la mitad, la presión se reduce a la mitad de la misma manera.                           LEY DE DALTON DE LAS PRESIONES PARCIALES Cada uno de los gases que forman parte de una mezcla se comportan de forma independiente; dando origen a esta ley “la presión total de una mezcla es igual a la suma de las presiones parciales que los gases individuales ejercen”. P TOTAL= P1+P2+P3 +P4+… +PN. Se refiere a la presión parcial de cada uno de los gases al ocupar el volumen de la mezcla. La presión parcial de un gas componente de la mezcla es la presión  que ejercería dicho gas si ocupa todo el volumen de la mezcla. Los gases como el nitrógeno, oxigeno e hidrógeno, están formados por moléculas no polares, lo cual hace  que sean poco solubles en a gua.  En esta técnica, los gases se encuentran húmedos, pues contienen vapor de agua; entonces,  la presión  total en el contenedor será igual a: PRESIÓN TOTAL = PRESIÓN DEL GAS RE COGIDO + PRESIÓN DE VAPOR DE H2O. CONDICIONES INICIALES Y FINALES DE UN GAS La presión, la temperatura y el volumen varían. P1V1  = P2V2      T1            T2    ECUACIÓN GENERAL DE UN GAS Gas ideal: Presión: 1 atm Temperatura: 273oK Volumen: 22.4 litros NO de moles: 1 mol Fórmula:   P.V=n.R.T (La R representa la constante universal de los gases) R= P.V       n.T R= 0.082atm.litros            mol. oK Fórmula del peso molecular: n=  m       PM Densidad: Masa de una sustancia para el volumen de la misma. Si el volumen varía, también la densidad varía inversamente proporcional. S= m       V Ejemplo: m= 10gr v= 50cm3 s= 10gr  = 0.2gr/cm3    50cm3 LEY DE AVOGADRO 1 mol de cualquier gas que se encuentre en las mismas condiciones de presión y temperatura ocupa el mismo volumen molar. Según Avogadro: “iguales volúmenes de diferentes gases contienen igual número de partículas a la misma presión y temperatura. El número de moles se relaciona con el volumen. A presión y temperatura constantes, el volumen de un gas es directamente proporcional al número de moles de ese gas. REACCIONES ESTEQUIOMÉTRICAS DE LOS GASES Los reactivos y productos son gases que se encuentran a la misma presión y temperatura.

TEORÍA CINÉTICO MOLECULAR DE LOS GASES

TEORÍA CINÉTICO MOLECULAR DE LOS GASES

- Se basa en la idealización de una mezcla de gas que realizan algunas consideraciones para facilitar sus análisis.
- El gas, compuesto por moléculas idénticas y esféricas que se están moviendo aleatoriamente con distintas velocidades.
- Se mueven con velocidad constante entre colisiones, la ausencia de fuerzas entre moléculas (siempre y cuando el gas no sea comprimido).
- Las moléculas de gas son pequeñas, su volumen conjunto es insignificante en comparación con el volumen que ocupa el gas.
- No se pierde energía durante las colisiones, lo que implica que  las colisiones son  elásticas.
- Las moléculas obedecen las leyes de Newton en su comportamiento.  
-La presión esta definida como el resultado de aplicar una fuerza F sobre un área determinada A.

-     P= F/A
     -Las unidades de presión en el sistema internacional vienen dadas por el arreglo  N/M (2) que en conjunto se denominan pascales (Pa)
     -Se ha establecido que el número de moléculas existentes en un mol de gas es 6.02x10 a la 23, valor que se conoce con el nombre de número de AVOGRADO.