Cuestionario Previo No. 4 1. Explicar que es una disolución ideal de no electrolito y de electrolito fuerte. R= Ideal de no electrolito: A las soluciones que siguen la ley de Raoult se les llama soluciones ideales. En una solución ideal, todas las fuerzas moleculares son iguales, sin que importe si las moléculas son semejantes o no. Para una solución ideal no electrolito tenemos que tanto Hmezcla=0 como Vmezcla=0. Sin embargo la mayoría de las mezclas no se comportan de manera ideal. Ideal electrolito: Una solución ideal de no electrolito debe tener las mismas características que una no electrolito mencionadas anteriormente, sin embargo también debe poseer la característica de que esta sustancia al disolverse produzca una solución que conduzca la electricidad. 2. Explicar la teoría de disociación de Arrhenius para una disolución de electrolito fuerte. R= Arrhenius postuló que los electrolitos en solución se disocian en partículas cargadas eléctricamente, llamadas iones, de tal modo que la carga total en los iones positivos es igual a la carga total en los iones negativos. Por consiguiente, el resultado neto es, que l a solución en conjunto es neutra a pesar de la presencia de las partículas eléctricamente cargadas que contienen. La presencia de estos iones explica la conductividad eléctrica de las soluciones. Arrhenius destacó además que un electrolito en solución no requiere necesariamente estar disociado por completo en iones sino que también puede estar sólo parcialmente disociando, teniendo así iones en equilibrio con moléculas no ionizadas de la sustancia. Se puede prever entonces a partir de las leyes de equilibrio químico, que el grado de disociaciones variará con la concentración, llegando ser mayor a medida que la concentración de la sustancia disuelta es menor. 3. Investigar qué diferencia existe entre las propiedades coligativas de disoluciones de no electrolitos y de electrolitos. Tipos de solutos: y
y
se caracterizan porque sus disoluciones con conducen la electricidad. Se disuelven como moléculas neutras que no pueden moverse en presencia de un campo eléctrico. (metanol). Electrolitos: las disoluciones acuosas de estas sustancias conducen la electricidad. En disolución estos solutos se disocian en iones. (NaCl). No electrolitos:
Los solutos no electrolitos son en general poco solubles, a excepción de los que pueden formar puentes de hidrógeno (metanol, glucosa, FH, NH3). Los electrolitos son muy solubles debido a las interacciones ión-dipolo.
En la solubilidad influyen la presión y la temperatura. En general, la solubilidad de un sólido en un líquido aumenta con la temperatura. Esto se puede explicar recurriendo a factores entrópicos.
Un equilibrio dinámico tiende a oponerse a cualquier cambio en sus condiciones. Si el proceso de la disolución es endotérmico, en este caso , entonces un aumento de la temperatura implicará un aumento de la solubilidad. La mayoría de las disoluciones de un sólido en un líquido son endotérmicas, porque es necesario romper la energía de red del sólido para que este se disuelva. Si el proceso es exotérmico entonces , y un aumento de la temperatura conllevará una disminución de la solubilidad. La mayoría de las di soluciones de gases en líquidos son exotérmicas. En general un aumento de la presión im plica una mayor solubilidad de un gas en un líquido. La ley de Henry nos dice que la solubilidad es directamente proporcional a la presión parcial.
Propiedades coligativas de las disoluciones Las propiedades de una disolución difieren mucho de las del disolvente puro. Las propiedades que dependen fundamentalmente de la concentración de partículas de soluto, más que de su naturaleza se llaman propiedades coligativas. Las más importantes son: y y y y
Disminución
de la presión de vapor. Presión osmótica. Aumento del punto de ebullición. Disminución del punto de congelación.
presión de vapor: La velocidad de las partículas de disolvente (agua) que abandonan la superficie del líquido se reduce en presencia de un soluto no volátil. Las disoluciones acuosas concentradas de solutos no electrolitos (glucosa) se evaporan más lentamente que el agua pura. Esto hace que se produzca una disminución en la presión de vapor, que depende únicamente de la concentración del soluto y es independiente de su naturaleza. La relación entre la presión de vapor del disolvente y la concentración se conoce como ley Raoult . Disminución de la
Si a una sustancia A le añadimos un soluto no volátil B, la tendencia de las moléculas de B a abandonar la disolución es mínima, en el vapor sólo habrá partículas de A. Se alcanzaría entonces un nuevo equilibrio con un menor número de partículas, lo que se traduce en una disminución de la presión de vapor. Aumento del punto de ebullición: Como
consecuencia de la reducción en la presión de vapor que se observa cuando se adiciona un soluto no volátil a un disolvente, será necesario calentar a una temperatura más alta para conseguir que la presión de vapor sea igual a 1 atmósfera. Esto supone que la temperatura de ebullición de la disolución será más alta. Experimentalmente se ha comprobado que:
Te=
Kb m
Se observó que el agua de mar funde a menor temperatura que el agua pura. Esto se debe a la existencia de sales. Experimentalmente se ha comprobado que: Disminución del punto de congelación:
Tf=
Kf m
Existe un equilibrio dinámico entre las partículas que solidifican y las partículas que se licúan. Cuando se añade un soluto este equilibrio dinámico se rompe ya que las moléculas del soluto congelan a menos velocidad. Es necesaria una disminución de la temperatura para alcanzar un nuevo equilibrio.
Una medida del grado en que los electrolitos se disocian es el factor de Vant Hoff . Este factor es la relación entre el valor real de una propiedad coligativa y el valor calculado (considerando que la sustancia es un no electrolito)
El valor ideal de factor de V ant Hoff para una sal puede calcularse observando la formula del compuesto. Por ejemplo:
Al factor ideal de V ant Hoff se le simboliza por la letra (nu), debemos considerar este factor como un valor limitante, es decir, el factor V ant Hoff para el NaCl tiene como máximo valor = 2.
