Soluciones Ideales

soluciones ideales
Una solución es una mezcla homogénea de especies químicas dispersas a escala molecular, una solución es
una fase simple: El constituyente presente en mayor cantidad se le conoce comunmente como disolvente o
solvente, mientras que aquellos constituyentes (uno o más) presentes en cantidades menores se les denomina
soluto.
 Soluciones sólido - líquido, ejemplo sal disuelta en agua

 Soluciones líquido - líquido, ejemplo alcohol disuelto en agua
 Soluciones líquido - gas, ejemplo dióxido de carbono disuelto en agua
 Soluciones gas - gas ejemplo dióxido de carbono disuelto en oxígeno
 Soluciones sólido- sólido , ejemplo una aleación como el bronce
Soluciones binarias con componentes volatiles

Las soluciones binarias son las que presentan dos componentes y a uno se le conoce SOLUTO y al otro
SOLVENTE. El soluto es el que se encuentra en menor proporción y el solvente es el que se encuentra en
mayor proporción.
Una sustancia volatil es aquella que se evapora a temperatura ambiente sin nesecidad de aplicarle alguna
fuente de energia, tolueno benceno, hidroxido de amonio, alcoholes, thiner, gasolina, petroleo
Presión de las soluciones

La ley de Raoult establece que la relación entre la presion de vapor de cada componente en una solucion
ideal es dependiente de la presión de vapor de cada componente individual y de la fraccion molar de cada
componente en la solución. La ley fue enunciada en 1882 por el químico francés francois Marie Raoult (1830-
1901)
Esta propiedad surge del análisis de la relación solvente/soluto de la solución en la que estemos trabajando.
Es una consecuencia de la disminución de la concentración efectiva del solvente, por la presencia de las
partículas del soluto.
La presión de vapor es la presión ejercida por un vapor en equilibrio con su líquido. Cuando se añade un
soluto no volátil a un disolvente puro, la presión de vapor del disolvente es menor en esa solución que si el
disolvente es puro. Con esto se puede establecer que la adición de un soluto no volátil lleva a una disminución
de la presión de vapor del disolvente. Esto se debe a que en una solución el número de partículas de disolvente
se reduce debido a la presencia del soluto.
Dicho equilibrio se alcanza cuando la velocidad que el líquido emplea para evaporarse sea igual a la
velocidad con la que el vapor se condensa.
Diferencia entre soluciones volatil y no volatil

Un líquido se transforma en siguiente de gas o de dos vías, evaporación y vaporización. La diferencia
fundamental entre los dos es que la evaporación se refiere a la conversión de una fase líquida a fase gaseosa
por debajo del punto de ebullición, normalmente a temperatura ambiente, mientras que en la vaporización
esta conversión ocurre sobre todo en el punto de ebullición. Además, implica la conversión de evaporación de
la superficie del líquido, mientras que en el caso de vaporización, la evaporación ocurre con la masa de
líquido entero. Sobre la base de la tasa de vaporización, las sustancias se dividen en dos subgrupos, sustancias
volátiles y no volátiles.
Sustancias volátiles tienen un muy bajo punto de ebullición y por lo tanto tienen la tendencia a vaporizarse
incluso a temperatura ambiente, mientras que las sustancias no volátiles tienen puntos de ebullición
relativamente altos y no se vaporizan a temperatura. La presión de vapor de una sustancia es la presión a la
que es su fase gaseosa en equilibrio con la fase condensada, sea sólida o líquida. Sustancias volátiles poseen
una alta presión de vapor a temperatura ambiente, mientras que las sustancias no volátiles no tienen una alta
presión de vapor en condiciones normales de.
Cuando se calienta o almacenado en un envase abierto, el volumen de las sustancias volátiles disminuye
rápidamente, pero esto no sucede a las sustancias no volátiles; esto es debido a la mayor tasa de vaporización
del anterior. Además, las sustancias volátiles son altamente inflamables, en comparación con sustancias no
volátiles y prenderse fuego aunque llevó a cerca de la llama, o calentado fuertemente.
Todas las sustancias volátiles tienen un olor peculiar a través del cual pueden ser fácilmente detectados.
Las sustancias no volátil, por el contrario, son en su mayoría inodoros, o tienen un olor insignificante.
Volátiles: En química, se utiliza el término volátil para describir a las sustancias que tienen una mayor
tendencia a entrar en la fase de vaporización, incluso a temperatura baja considerablemente. La volatilidad
de una sustancia está directamente relacionada con su presión de vapor, lo que significa que el vapor de
presión superior, más volátiles será la sustancia, y vice versa. El término se aplica principalmente a los
líquidos, pero también puede ser utilizado para describir el proceso de sublimación en la cual un sólido se
convierte directamente en un gas, sin someterse a la fase intermedia de líquido. Compuestos orgánicos, como
los compuestos de hidrógeno y carbono, son más volátiles en comparación con los compuestos inorgánicos
No volátil: Sustancias no volátiles son aquellos que no se vaporizan rápidamente. Sustancias no volátiles

poseen bajas presiones de vapor y en su mayoría se presentan como sólidos a temperatura ambiente.
Sustancias inorgánicas son en su mayoría no volátil. Cloruro de sodio (sal común) y el nitrato de plata son
algunos ejemplos comunes de compuestos no volátiles
De que manera se relacionan las soluciones con la carrera de ingenieria

El ingeniero utiliza la quimica y otras ciencias tanto para el desarrollo de tecnologías, como para el manejo
eficiente de recursos y fuerzas de la naturaleza en beneficio de la sociedad. La ingeniería es una actividad que
transforma el conocimiento en algo práctico.
La ingeniería aplica los conocimientos y métodos científicos a la invención o perfeccionamiento de tecnologías

de manera pragmática y ágil, adecuándose a las limitaciones de tiempo y recursos y a los requerimientos
legales, de seguridad, ecológicos, etc.
en la actualidad, con el conocimiento que se tiene sobre las

reacciones químicas, es posible, la mayoría de las veces, fabricar “materiales sobre pedido”; es decir,
materiales que reúnan ciertas características deseables, si no es que ideales para el fin al cual serán
destinados. Sin embargo, por lo general,no son los químicos los encargados de aprovechar las propiedades de
losmateriales; de esto se encargan principalmente los ingenieros, ya que, valga la expresión, “con su ingenio,
son capaces de aprovechar al máximo lascaracterísticas y las propiedades de un material particular”. Por lo
anterior, todo ingeniero, debe tener una educación integral en el conocimiento de los principiosbásicos de las
ciencias exactas, entre las que se encuentra la Química, a fin deque pueda comprender, lo mejor posible, los
cambios que ocurren no sólo en lanaturaleza, sino también en los procesos industriales y en los eventos de la
vidadiaria; además, esos conocimientos le proporcionan las herramientas necesariaspara que, dado el caso,
pueda optimizar procesos, explicar fenómenos y crear omejorar dispositivos que redunden en beneficios a la
sociedad. Adicionalmente alo anterior, resulta de singular importancia que el ingeniero conozca el
lenguajetécnico básico de las ciencias exactas, para que pueda comprender la literaturaespecializada en los
avances científicos y tecnológicos.En ocasiones, no resulta sencillo identificar en cuáles
PRESIÓN DE VAPOR
La propiedad física principal relacionada con la estabilización, es la presión de vapor (PV), ésta se debe al
movimiento de las moléculas del gas. La presión de vapor es la presión de un sistema cuando el sólido o líquido se
hallan en equilibrio con su vapor.
Los vapores y los gases, tienden a ocupar el mayor volumen posible y ejercen así sobre las paredes de los recintos
que los contienen, una presión también llamada, fuerza elástica o tensión. Para determinar un valor sobre esta
presión se divide la fuerza total por la superficie en contacto.
Esta propiedad esta reflejada en la Ley de Raoult, un científico francés, Francois Raoult quien enunció el siguiente
principio: “La disminución de la presión del disolvente es proporcional a la fracción molar de soluto disuelto”.
Este principio ha sido demostrado mediante experimentos en los que se observa que las soluciones que contienen
líquidos no volátiles o solutos sólidos, siempre tienen presiones más bajas que los solventes puros.
Para poder entender lo que es la Presión de Vapor, utilicemos el esquema que sigue:
En el dibujo se representa un recipiente cerrado, lleno parcialmente de un líquido (azul).
Este líquido como toda sustancia está constituido por moléculas (bolitas negras), que están en constante movimiento
al azar en todas direcciones. Este movimiento errático, hace que se produzcan choques entre ellas, de estos choques
las moléculas intercambian energía, tal y como hacen las bolas de billar al chocar; algunas aceleran, mientras otras
se frenan.
En este constante choque e intercambio de energía, algunas moléculas pueden alcanzar tal velocidad, que si están
cerca de la superficie pueden saltar del líquido (bolitas rojas) al espacio cerrado exterior como gases.
A este proceso de conversión lenta de los líquidos a gases se les llama evaporación.
A medida que mas y mas moléculas pasan al estado de vapor, la presión dentro del espacio cerrado sobre el líquido
aumenta, este aumento no es indefinido, y hay un valor de presión para el cual por cada molécula que logra escapar
del líquido necesariamente regresa una de las gaseosas a él, por lo que se establece un equilibrio y la presión no
sigue subiendo. Esta presión se conoce como Presión de Vapor Saturado.
La presión de vapor saturado depende de dos factores:
La naturaleza del líquido

La temperatura
Influencia de la naturaleza del líquido
El valor de la presión de vapor saturado de un líquido, da una idea clara de su volatilidad, los líquidos más volátiles
(éter, gasolina, acetona etc) tienen una presión de vapor saturado más alta, por lo que este tipo de líquidos,
confinados en un recipiente cerrado, mantendrán a la misma temperatura, un presión mayor que otros menos
volátiles. Eso explica porqué, a temperatura ambiente en verano, cuando destapamos un recipiente con gasolina,
notamos que hay una presión considerable en el interior, mientras que si el líquido es por ejemplo; agua, cuya
presión de vapor saturado es más baja, apenas lo notamos cuando se destapa el recipiente.
Influencia de la temperatura
Del mismo modo, habremos notado que la presión de vapor de saturación crece con el aumento de la temperatura, de
esta forma si colocamos un líquido poco volátil como el agua en un recipiente y lo calentamos, obtendremos el
mismo efecto del punto anterior, es decir una presión notable al destaparlo.
La relación entre la temperatura y la presión de vapor saturado de las sustancias, no es una línea recta, en otras
palabras, si se duplica la temperatura, no necesariamente se duplicará la presión, pero si se cumplirá siempre, que
para cada valor de temperatura, habrá un valor fijo de presión de vapor saturado para cada líquido.
La explicación de este fenómeno puede se basa en el aumento de energía de la moléculas al calentarse.
Cuando un líquido se calienta, estamos suministrándole energía. Esta energía se traduce en aumento de velocidad de
las moléculas que lo componen, lo que a su vez significa, que los choques entre ellas serán más frecuentes y
violentos.
Es fácil darse cuenta entonces, que la cantidad de moléculas que alcanzarán suficiente velocidad para pasar al estado
gaseoso será mucho mayor, y por tanto mayor también la presión.
Cálulo de la PV:
El cálculo de la presión se realiza mediante la siguiente fórmula:
Las soluciones que obedecen a esta relación exacta se conocen como soluciones ideales. Las presiones de vapor de
muchas soluciones no se comportan idealmente.
Pasos para calcular la presión de vapor de una solución:
El planteamiento del problema puede ser el siguiente: Calcule la presión de vapor de una solución a 26°C que
contiene 10 gr. de Urea disuelta en 200 gr. de agua. Masa molecular de la urea: 60 g/mol. Masa molecular del agua:
18 g/mol
Paso 1: Calcular el número de moles del soluto y del solvente.
Total moles soluto + solvente = 0,1666 + 11,111 = 11,276 mol
Paso 2: Fracción molar (Fn)
Paso 3: Aplicar la expresión matemática de la Ley de Raoult

Se busca en la tabla la presión del agua a 26ºC que corresponde a Po y se sustituye en la fórmula.
Presión de vapor de agua a 28ºC = 25 mmHg

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 Soluciones sólido - líquido, ejemplo sal disuelta en agua

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No volátil: Sustancias no volátiles son aquellos que no se vaporizan rápidamente. Sustancias no volátiles

De que manera se relacionan las soluciones con la carrera de ingenieria

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en la actualidad, con el conocimiento que se tiene sobre las

La presión de vapor saturado depende de dos factores:

La naturaleza del líquido

Influencia de la naturaleza del líquido

Pasos para calcular la presión de vapor de una solución:

Paso 1: Calcular el número de moles del soluto y del solvente.

Total moles soluto + solvente = 0,1666 + 11,111 = 11,276 mol

Paso 2: Fracción molar (Fn)

Paso 3: Aplicar la expresión matemática de la Ley de Raoult

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