los fundamentos de la Química General, orgánica y biológica

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9.1 soluciones

objetivo de aprendizaje

  1. entender qué causa la formación de soluciones.

Una solución es otro nombre para una mezcla homogénea. El capítulo 1 «química, materia y medición» define una mezcla como un material compuesto de dos o más sustancias. En una solución, la combinación es tan íntima que las diferentes sustancias no se pueden diferenciar a la vista, incluso con un microscopio., Compare, por ejemplo, una mezcla de sal y pimienta y otra mezcla que consiste en sal y agua. En la primera mezcla, podemos ver fácilmente granos individuales de sal y las motas de pimienta. Una mezcla de sal y pimienta no es una solución. Sin embargo, en la segunda mezcla, no importa cuán cuidadosamente miramos, no podemos ver dos sustancias diferentes. La sal disuelta en agua es una solución.

el componente principal de una solución, llamado solvente, es típicamente la misma fase que la solución misma. Cada componente menor de una solución (y puede haber más de uno) se llama soluto., En la mayoría de las soluciones que describiremos en este libro de texto, no habrá ambigüedad sobre si un componente es el solvente o el soluto.) Por ejemplo, en una solución de sal en agua, el soluto es sal, y el solvente es agua.

Las soluciones vienen en todas las fases, y el disolvente y el soluto no tienen que estar en la misma fase para formar una solución (como la sal y el agua). Por ejemplo, el aire es una solución gaseosa de aproximadamente 80% de nitrógeno y aproximadamente 20% de oxígeno, con algunos otros gases presentes en cantidades mucho más pequeñas., Una aleación es una solución sólida que consiste en un metal (como el hierro) con algunos otros metales o no metálicos disueltos en él. El acero, una aleación de hierro y carbono y pequeñas cantidades de otros metales, es un ejemplo de una solución sólida. El cuadro 9.1 «tipos de soluciones» enumera algunos tipos comunes de soluciones, con ejemplos de cada uno.

Tabla 9.,8″>

gas gas air liquid gas carbonated beverages liquid liquid ethanol (C2H5OH) in H2O (alcoholic beverages) liquid solid saltwater solid gas H2 gas absorbed by Pd metal solid liquid Hg(ℓ) in dental fillings solid solid steel alloys

What causes a solution to form?, La respuesta simple es que el solvente y el soluto deben tener interacciones intermoleculares similares. Cuando este es el caso, las partículas individuales de solvente y soluto pueden mezclarse fácilmente tan íntimamente que cada partícula de soluto está rodeada por partículas de soluto, formando una solución. Sin embargo, si dos sustancias tienen interacciones intermoleculares muy diferentes, se requieren grandes cantidades de energía para forzar a sus partículas individuales a mezclarse íntimamente, por lo que no se forma una solución.

este proceso conduce a una simple regla general: like disuelve like., Los solventes que son muy polares disolverán solutos que son muy polares o incluso iónicos. Los disolventes que no son polares disolverán solutos no polares. Por lo tanto, el agua, al ser polar, es un buen disolvente para compuestos iónicos y solutos polares como el etanol (C2H5OH). Sin embargo, el agua no disuelve solutos no polares, como muchos aceites y grasas (figura 9.1 «solubilidad»).

usamos la palabra soluble para describir un soluto que se disuelve en un solvente en particular, y la palabra insoluble para un soluto que no se disuelve en un solvente., Por lo tanto, decimos que el cloruro de sodio es soluble en agua pero insoluble en hexano (C6H14). Si el soluto y el solvente son líquidos y solubles en cualquier proporción, usamos la palabra miscible, y la palabra inmiscibles si no lo son.

ejemplo 1

El agua se considera un disolvente polar. ¿Qué sustancias deben disolverse en agua?

  1. metanol (CH3OH)
  2. sulfato de sodio (Na2SO4)
  3. octano (C8H18)

solución

debido a que el agua es polar, las sustancias que son polares o iónicas se disolverán en ella.,

  1. debido al grupo OH en el metanol, esperamos que sus moléculas sean polares. Por lo tanto, esperamos que sea soluble en agua. Como tanto el agua como el metanol son líquidos, la palabra miscible se puede usar en lugar de soluble.
  2. El sulfato de sodio es un compuesto iónico, por lo que esperamos que sea soluble en agua.
  3. Al igual que otros hidrocarburos, el octano es no polar, por lo que esperamos que no sea soluble en agua.,

el desarrollo de Habilidades de Ejercicio

  1. el agua (H2O)

  2. sulfato de sodio (Na2SO4)

  3. octano (C8H18)

Concepto de Revisión de Ejercicios

  1. ¿Qué hace que la solución se forma?

  2. ¿Cómo se relaciona la frase como disuelve como con soluciones?

Respuestas

  1. Soluciones formulario, ya que un soluto y un solvente similares de las interacciones intermoleculares.,

  2. significa que las sustancias con interacciones intermoleculares similares se disolverán entre sí.

Conclusión Clave

  • Soluciones formulario, ya que un soluto y un solvente experiencia similar de las interacciones intermoleculares.

Ejercicios

  1. Definir la solución.

  2. Dar varios ejemplos de soluciones.

  3. ¿Cuál es la diferencia entre un solvente y un soluto?,

  4. ¿Puede una solución tener más de un soluto? ¿Puedes dar un ejemplo?

  5. ¿ una solución tiene que ser un líquido? Dé varios ejemplos para apoyar su respuesta.

  6. dé al menos dos ejemplos de soluciones encontradas en el cuerpo humano.

  7. sustancias Que probablemente será soluble en agua, un disolvente polar?,

    1. el nitrato de sodio (NaNO3)
    2. hexano (C6H14)
    3. alcohol isopropílico
    4. el benceno (C6H6)
  8. sustancias Que probablemente será soluble en tolueno (C6H5CH3), un disolvente no polar?

    1. el nitrato de sodio (NaNO3)
    2. hexano (C6H14)
    3. alcohol isopropílico
    4. el benceno (C6H6)
  9. La solubilidad de los alcoholes en agua varía con la longitud de la cadena de carbono. Por ejemplo, el etanol (CH3CH2OH) es soluble en agua en cualquier proporción, mientras que solo 0.,0008 mL de heptanol (CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2OH) se disolverá en 100 mL de agua. Proponga una explicación para este comportamiento.

  10. sulfóxido de Dimetilo es un líquido polar. Basado en la información en el Ejercicio 9, ¿cuál crees que será más soluble en etanol o heptanol?

Respuestas

1. una mezcla homogénea

3. Un solvente es el componente mayoritario de una solución; un soluto es el componente minoritario de una solución.

5., Una solución no tiene que ser líquida; el aire es una solución gaseosa, mientras que algunas aleaciones son soluciones sólidas (las respuestas variarán).

7. una. probablemente soluble

b. probablemente no soluble

c. probablemente soluble

d. probablemente no soluble

9. Las pequeñas moléculas de alcohol tienen fuertes interacciones intermoleculares polares, por lo que se disuelven en agua. En las moléculas grandes de alcohol, el extremo no polar abruma el extremo polar, por lo que no se disuelven muy bien en agua.

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