Temas para estudio

1. Concentración de soluciones.

2. Forma de expresar la concentración de disoluciones:

4. Porcentaje en volumen
Porcentaje en volumen
El porcentaje en masa representa los gramos de soluto en 100
El porcentaje en masa representa los gramos de soluto en 100
gramos de disolución. Por ejemplo: una disolución al 10% de azúcar
gramos de disolución. Por ejemplo: una disolución al 10% de azúcar
en agua contiene:
en agua contiene:
• 10 g de azúcar (soluto)
• 10 g de azúcar (soluto)
• 100 gramos de disolución
• 100 gramos de disolución
(soluto = 10 g de azúcar + disolvente = 90g de agua)
(soluto = 10 g de azúcar + disolvente = 90g de agua)
Para calcular el porcentaje en masa (% en masa) de soluto en una
Para calcular el porcentaje en masa (% en masa) de soluto en una
disolución se sustituyen los datos en la siguiente expresión:
disolución se sustituyen los datos en la siguiente expresión:

5. Por ejemplo:
Una disolución al 5% de alcohol etílico contiene:
5 ml de alcohol (soluto)
100 ml de disolución
(soluto = 5 ml de este alcohol + disolvente = 95ml de agua)

6. Ejemplo 1 (% en masa)
Ejemplo 1 (% en masa)
¿Qué porcentaje en
¿Qué porcentaje en
masa de sal tendrá un
masa de sal tendrá un
suero salino preparado
suero salino preparado
en la farmacia con 40 g
en la farmacia con 40 g
de sal y 80 gramos de
de sal y 80 gramos de
agua?
agua?

7. ¿Qué masa de cloruro de potasio, y agua se necesitan
¿Qué masa de cloruro de potasio, y agua se necesitan
para preparar 250 g de una disolución al 5%?
para preparar 250 g de una disolución al 5%?

8. Ejemplo 2 (% en volumen)
Ejemplo 2 (% en volumen)
Una botella de brandy contiene un volumen de 946 ml. En la
Una botella de brandy contiene un volumen de 946 ml. En la
etiqueta dice tener un 38% en volumen de alcohol.
etiqueta dice tener un 38% en volumen de alcohol.
Calcula el volumen de alcohol contenido.
Calcula el volumen de alcohol contenido.

13. Unidades de concentración
Molaridad, Molalidad, Normalidad.

14. MOLARIDAD
MOLARIDAD
M = gramos de soluto / PM x V

16. •• ¿Cuántos gramos de dicromato de potasio (K 22Cr2O7)
¿Cuántos gramos de dicromato de potasio (K Cr2O7)
se requieren para preparar 250 mL de una
se requieren para preparar 250 mL de una
disolución cuya concentración sea 2.16 M?
disolución cuya concentración sea 2.16 M?
•• ¿Cuál es la concentración molar de una disolución
¿Cuál es la concentración molar de una disolución
que contiene 16,0 g de metanol, CH33OH, en 200 ml
que contiene 16,0 g de metanol, CH OH, en 200 ml
de disolución?
de disolución?

18. ¿Cuál es la molalidad de una disolución que se preparó
¿Cuál es la molalidad de una disolución que se preparó
disolviendo 5 g de tolueno (C77H8) en 225 g de benceno
disolviendo 5 g de tolueno (C H8) en 225 g de benceno
(C66H6)?
(C H6)?

19. Dilución
Las disoluciones que se emplean ordinariamente en el laboratorio
suelen comprarse o prepararse en forma concentrada
(disoluciones stock). Por ejemplo, el HCl se adquiere como
disolución 12 M.
Podemos obtener disoluciones de más baja concentración
agregando agua: proceso conocido como dilución.

23. Para poder titular una disolución desconocida con una estándar, debe
haber alguna forma de determinar cuándo se ha llegado al punto de
equivalencia de la titulación. En las titulaciones ácido-base, se
emplean colorantes llamados indicadores ácido-base.
El colorante fenoftaleína es incoloro en disolución ácida pero rosado en
disolución básica. Si agregamos fenoftaleína a una disolución desconocida
de ácido, la disolución será incolora. Luego podemos agregar base estándar
con una bureta hasta que la disolución apenas pase de incolora a rosada.
Cambio de color = punto final de la titulación, generalmente coincide con el punto de
equivalencia

25. Análisis gravimétrico. Método de análisis cuantitativo basado en
la medición precisa y exacta de la masa de la sustancia que se
determina (analito), la cual ha sido previamente separada del
resto de los componentes de la muestra (matriz) como una fase
más o menos pura.
El Análisis gravimétrico involucra dos etapas generales esenciales:
La separación del componente que se desea cuantificar y,
La pesada exacta y precisa del componente separado.

26. Los métodos de Análisis gravimétrico se pueden clasificar en
tres grandes grupos:
 Volatilización o destilación.
 Extracción.
 Precipitación.

27. Volatilización o destilación
Los métodos gravimétricos por volatilización o destilación tienen
como fundamento la separación del analito del resto de los
componentes de la muestra mediante un procedimiento que
involucra la volatilización, evaporación o destilación de
determinadas sustancias con la ayuda del calor.
Finalmente se pesa con precisión el residuo no volatilizado.

28. Extracción
Los métodos gravimétricos por extracción se fundamentan en la
separación del analito del resto de los componentes de la muestra
mediante un proceso de extracción (generalmente sólido-líquido);
ya sea con el empleo de disolventes orgánicos que solubilicen el
compuesto objeto de estudio, o con solución ácida, básica, o
neutra que separe compuestos interferentes.
De cualquier manera, el compuesto objeto de estudio se cuantifica
finalmente, bien por pesada directa o por diferencia de pesada.

29. Precipitación
En los métodos gravimétricos por precipitación, la porción pesada
de la sustancia que se estudia (matriz), se solubiliza por algún
procedimiento, y luego el elemento a determinar (analito) se
precipita en forma de un compuesto difícilmente soluble.
El precipitado se separa por filtración, se lava a fondo, se incinera
(o se seca) y se pesa con precisión. Conociendo la identidad (su
fórmula) y la masa de las cenizas (o del precipitado) puede
finalmente expresarse la concentración del analito en la matriz.

30. TERMOQUÍMICA
La combustión completa de un
hidrocarburo produce CO2 y agua, pero
se produce también CALOR.
La termoquímica: parte de la química
que estudia y cuantifica el calor
desprendido o absorbido en las
reacciones químicas, así como el trabajo
que éstas pueden llegar a realizar.
Otro aspecto que estudia es la predicción
de la evolución que un sistema químico
seguirá a partir de sus condiciones
iniciales.

31. La termodinámica estudia los intercambios de energía asociados a
La termodinámica estudia los intercambios de energía asociados a
los procesos físicos yya los químicos (reacciones).
los procesos físicos a los químicos (reacciones).
Las reacciones endotérmicas absorben calor. Las reacciones
Las reacciones endotérmicas absorben calor. Las reacciones
exotérmicas liberan calor. La termoquímica funde los conceptos de
exotérmicas liberan calor. La termoquímica funde los conceptos de
la termodinámica con el concepto de energía en forma de enlaces
la termodinámica con el concepto de energía en forma de enlaces
químicos. Esto incluye el cálculo de la capacidad calorífica, el calor
químicos. Esto incluye el cálculo de la capacidad calorífica, el calor
de la combustión, la entalpía, la entropía, la energía libre…
de la combustión, la entalpía, la entropía, la energía libre…

32. La termoquímica se centra en los intercambios de energía entre
el sistema en estudio y su entorno.
Sistema: Conjunto de partículas en estudio; porción del
universo sobre la que centramos nuestra observación. Al resto
del universo lo denominamos entorno (ambiente, exterior,
alrededores)

33. Clasificación termodinámica de los sistemas:
Sistema aislado: Son los que no intercambian ni materia ni energía
con el entorno. Por tanto, la cantidad total de masa y de energía
permanece constante.

34. Clasificación termodinámica de los sistemas:
Sistemas cerrados. Son aquellos que no pueden intercambiar masa
pero sí energía. La cantidad total de energía del sistema variará.

35. Clasificación termodinámica de los sistemas:
Sistemas abiertos. En éstos se intercambia materia y energía con el
exterior.

36. ENERGÍA
Energía externa del sistema:
Energía cinética; energía debida al movimiento de las partículas
del sistema.
Energía potencial; es la energía que un objeto posee en virtud de
su posición relativa a otros objetos.
Por ejemplo, un electrón en
Por ejemplo, un electrón en
movimiento cerca de un protón
movimiento cerca de un protón
tiene energía cinética gracias a
tiene energía cinética gracias a
su movimiento yy energía
su movimiento energía
potencial gracias a su atracción
potencial gracias a su atracción
electrostática por el protón.
electrostática por el protón.

37. ENERGÍA
Para un sistema termodinámico usaremos el concepto de energía
interna del sistema como la suma de las energías que tienen las
partículas de este sistema.
Energía interna: energía asociada con el estado interno de un
sistema.

38. Unidades de energía
La unidad SI para la energía es el joule, J (“yul”).
 1 J = 1 kg-m2/s2
Una masa de 2 kg que se mueve a una velocidad de 1 m/s posee
una energía cinética de 1 J:

39. Unidades de energía
Usaremos kilojoules (kJ) como energía asociada a las reacciones
químicas.
Los cambios de energía que acompañan a las reacciones químicas se
han expresado en calorías, una unidad no SI que todavía se usa
ampliamente en química, biología y bioquímica.
Caloría (cal): cantidad de energía necesaria para elevar la
temperatura de 1 g de agua de 14.5°Ca 15.5°C. Hoy en día, la caloría
se define en términos del joule

40. Trabajo
El trabajo en termodinámica
siempre representa un intercambio
de energía entre un sistema y su
entorno.
La energía que se usa para hacer que un objeto se mueva contra una
fuerza se denomina trabajo
Trabajo = fuerza por distancia

44. ¿Qué energía cinética tiene en J, un mol de átomos de Ar que se
mueven a 650 m/s?

45. La otra forma de transferir energía es como calor. El calor es la
energía que se transfiere de un objeto más caliente a uno más frío.

46. Primera ley de la termodinámica
Puede resumirse en una sencilla afirmación: la energía se
conserva.
La energía interna de un sistema es la suma de todas las energías
cinéticas y potenciales de todas sus partes componentes.
La energía se representa con el símbolo E.
No se conoce el valor real de E, sino ∆E (delta E, cambio de
energía).

47. Sistema con una energía interna inicial E inicial. Luego, el sistema
sufre un cambio, en el cual puede efectuarse trabajo o
transferirse calor. Después del cambio, la energía interna del
sistema es Efinal. Definimos cambio de energía interna, ∆E, como
la diferencia entre Efinal y Einicial.
∆E positivo cuando Efinal > Einicial,,indica que el sistema ganó
∆E positivo cuando Efinal > Einicial indica que el sistema ganó
energía de su entorno.
energía de su entorno.
∆E negativo cuando Efinal< Einicial,, lo que indica que el
∆E negativo cuando Efinal< Einicial lo que indica que el
sistema perdió energía a su entorno.
sistema perdió energía a su entorno.

48. Cuando un sistema sufre cualquier cambio químico o
físico, el cambio que acompaña en su energía interna, ∆E,
está dado por el calor agregado o generado (q), más el
trabajo realizado sobre el sistema o por realizado por él,
(w):
Cuando se añade calor a un sistema o se efectúa un
Cuando se añade calor a un sistema o se efectúa un
trabajo sobre él, aumenta su energía interna.
trabajo sobre él, aumenta su energía interna.

49. Calor del entorno al sistema (q) será +
Se efectúa trabajo sobre el sistema (w) será +

50. Calor del sistema al entorno (q) será -
Se efectúa trabajo del sistema al entorno (w) será –
∆E signo negativo.

53. El calor absorbido o desprendido a presión
constante en un proceso se llama (∆ variación de)
entalpía.
La variación de entalpía expresa una medida de la
cantidad de energía absorbida o cedida por un
sistema termodinámico.
Una reacción se llama exotérmica si su entalpía de
reacción es negativa (es decir, si el sistema cede
calor) y endotérmica si su entalpía es positiva (es
decir, si el sistema absorbe calor).

57. La emisión o absorción de calor hace que los
La emisión o absorción de calor hace que los
objetos cambien de temperatura. El cambio
objetos cambien de temperatura. El cambio
de temperatura que un objeto experimenta
de temperatura que un objeto experimenta
cuando absorbe cierta cantidad de energía
cuando absorbe cierta cantidad de energía
está determinado por su capacidad calorífica.
está determinado por su capacidad calorífica.

58. La capacidad calorífica de un objeto es la cantidad de calor
necesaria para elevar su temperatura en 1K o 1°C. Cuanto mayor
es la capacidad calorífica de un cuerpo, más calor se necesita para
producir una elevación de temperatura dada.
La capacidad calorífica de 1 mol de una sustancia es su capacidad
calorífica molar.
La capacidad calorífica de 1 g de una sustancia es su capacidad
calorífica específica, o calor específico.

59. El calor específico de una sustancia se puede determinar
midiendo el cambio de temperatura, ∆T, que experimenta una
masa conocida, m, de la sustancia cuando gana o pierde una
cantidad específica de calor, q: