SOLUCIN IDEALUna solucin es un sistema homogneo formado por al menos dos componentes , el que est en mayor cantidad se denomina solvente o disolvente y el o los que estn en menor cantidad soluto

El caso mas simple es el formado por dos componentes.Existen diferentes tipos de soluciones segn el estado en que se encuentren el solvente y el soluto.

Soluciones slido - lquido, ejemplo sal disuelta en aguaSoluciones lquido - lquido, ejemplo alcohol disuelto en aguaSoluciones lquido - gas, ejemplo dixido de carbono disuelto en aguaSoluciones gas - gas ejemplo dixido de carbono disuelto en oxgenoSoluciones slido- slido , ejemplo una aleacin como el bronce

DISOLUCIONES LIQUIDO-LIQUIDO:Se denomina disolucin ideal de dos lquidos a aquella que:Se verifica sin variacin de volumen.Ni desprende ni se absorbe calor al formar la disolucin.Los lquidos cumplen la ley de Raoult.Si el soluto y el disolvente son lquidos:Pv(d)=PoA*(A)+PoB*(B)Es ms voltil la sustancia que tiene mayor presin de vapor, hierve antes y por tanto su temperatura de ebullicin es ms pequea.Un liquido hierve cuando su presin de vapor se hace igual a la presin atmosfrica.

Ley de RaoultSoluciones binarias de componentes voltilesx1 + x2 = 1p1 =x1p01 y p2 = x2p02 = (1-x1)p02 p = p1 + p2 = x1p01 + (1-x1)p02 p = p02 + (p01 - p02)x1La adicin de un soluto puede aumentar o disminuir la presin de vapor de la solucin respecto de la del disolvente dependiendo de cual es el ms voltil.

Como x es una fraccin molar en el lquido, no puede describir estados en el sistema que sean completamente gaseosos (slo describe los estados por encima de la linea verde). Por otra parte y no puede describir un estado completamente lquido (slo describe los estados por debajo de la curva verde). Los estados completamente lquidos son aquellos estables a altas presiones y los completamente gaseosos estables a bajas presiones. Sobre las linea coexisten ambas fases.Lquidop = p02 + (p01 - p02)x1Vapor

Podemos expresar la presin total en funcin de y1, la fraccin molar de 1 en el vapor:y1 = p1/p

p = p02 + (p01 - p02)x1

La curva superior se denomina curva del lquido.La curva inferior es la del vapor. El vapor es estable por debajo de la curva del vapor. El lquido es estable por sobre la curva del lquido. Los puntos entre las curvas representan estados del sistema en los que lquido y vapor coexisten en equilibrio.

Considerando el punto c, la fraccin X es la fraccin molar del componente A ( 1) en todo el sistema, lquido + vapor. A la presin p, coexisten en equilibrio lquido de composicin xA (punto a) y vapor de composicin yA (punto b). En la regin entre las curvas del lquido y del vapor (equilibrio lquido-vapor). Como T es fija, podemos elegir tanto p, como xA yA para describir el sistema.

Cambios de estado reduciendo la presin a T = cte.Durante la reduccin de p la composicin del lquido vari a lo largo de la curva a1a2 y la del vapor segn a1a2. Si reducimos la presin a p3, aqu slo nos quedan vestigios de lquido a la composicin a3 y casi todo vapor de composicin a3. En a4 slo tenemos vapor. Aqu la composicin del vapor es la misma que la del lquido original (a).

Diagramas temperatura-composicinp = p02 + (p01 - p02)x1Si consideramos p = cte. las ecuaciones son relaciones entre la temperatura de equilibrio, la de ebullicin, y x1 y1. Estas curvas se pueden determinar en forma terica utilizando la ec. de Clausius-Clapeyron para ambos componentes y tambin se determinan experimentalmente.

Calentamos una mezcla lquida a presin constante desde una temperatura baja (a) hasta una alta (a). En a el sistema es lquido y permanece as hasta alcanzar el punto l a T1. A T1 aparece el primer vapor de composicin y. El vapor es mucho ms rico en el componente 1, el ms voltil (menor Teb). Este hecho constituye la base para la separacin de mezclas voltiles por destilacin.

SolucionesSoluciones infinitamente diluidasA: solventeB: solutoPBPAPBPAPB = kH . XBSoluto Voltil Ley de Henrym = kHXA 1XB 1

Soluciones infinitamente diluidas Ley de Henry Solubilidad en lquidos de Gases poco solubles Coeficiente de BUNSEN (a)Solubilizado a condiciones de:Pgas= 1atm y Temperatura de 25CEl volumen del gas es medido a condiciones estandar P = 1 atm y T = 0C

Solubilidad de Gases en lquidosEquivalencia entre HHenry - Coeficiente de BunsenLey de Henry

Xgas=Ppas / kH_gas ngas/nSTE=Ppas / kH_gas

DESTILACION FRACCIONADA

Es un mtodo de separacin de componentes de una solucin, basada en la distribucin de sustancias entre una fase gaseosa y una lquida.

El trmino se aplica a los casos en que todos los componentes estn presentes en las dos fases.

En lugar de introducir una nueva sustancia en la mezcla (como en absorcin o en desorcin gaseosa), la nueva fase se crea por evaporacin o condensacin a partir de la solucin original.DESTILACION FRACCIONADA

Destilacin fraccionada

Relaciones presin-composicin y temperatura-composicin en disoluciones no-ideales Muy pocos sistemas forman disoluciones ideales en todo el rango de composicin, aunque todas se aproximan al comportamiento ideal cuando estn suficientemente diluidas. De hecho se habla de disoluciones diluidas ideales (o idealmente diluidas) cuando la fraccin molar del disolvente se aproxima a la unidad, de forma que las molculas de soluto slo interaccionan con el disolvente dada su dilucin.

El modelo de disolucin ideal implica que las interacciones entre los componentes de la disolucin son idnticas, sin embargo en gran parte de los casos, las interacciones intermoleculares en la disolucin son ms dbiles que en los lquidos puros, lo que implica que "las molculas pueden pasar a la fase gaseosa con mayor facilidad". En estos casos, Pi> Pi ideal. El sistema presenta una desviacin positiva de la Ley de Raoult.El caso opuesto, en el que las interacciones intermoleculares son mayores en la disolucin que en los lquidos puros, tambin es posible. Un caso muy frecuente es el de las disoluciones de sustancias que pueden formar entre si enlaces por puentes de hidrgeno, pero no en los lquidos puros (ej. acetona-cloroformo). En cuyo caso Pi< Piideal. El sistema presenta una desviacin negativa de la Ley de Raoult.

Desviaciones de la ley de RaoultDesviaciones positivasDesviaciones negativasInteracciones intermoleculares < queinteracciones en el lquido puroInteracciones intermoleculares > queInteracciones en lquido puro

Disulfuro de carbono acetona Cloroformo - acetona

Cerca de X ~ 1, se cumple la ley de Raoult:

P = P0 X

Cerca de X ~ 0, se cumple la Ley de Henry:

P = kH X

(KH constante de Henry, depende del soluto)Lo mismo vale si hay varios solutos voltiles, pero debe ser una solucin diluida:

Disolvente (Ley de Raoult) : P1 = X1P01Solutos (Ley de Henry):Pj = kj Xj

Mezclas azeotrpicasLas mezclas ideales, o las que se apartan muy poco del comportamiento ideal, pueden separarse en sus constituyentes por destilacin fraccionada.Si las desviaciones respecto de la ley de Raoult son tan notorias que producen un mximo o un mnimo en la curva de presin de vapor, entonces aparece un mnimo o un mximo correspondiente en la curva de la temperatura de ebullicin.Estas mezclas no pueden separarse completamente en sus constituyentes por destilacin fraccionada.La mezcla que tiene presin de vapor mxima o mnima se denomina mezcla azeotrpica.

LquidoComposicinTemperatura de ebullicinAzetropo de mnimo punto de ebullicin

Partiendo de un lquido P, la destilacin fraccionada llevar por ltimo a un destilado de composicin A y el residuo final se aproximar a Z1.Partiendo de un lquido Q, la destilacin fraccionada llevar por ltimo a un destilado de composicin B y el residuo final se aproximar a Z1Azetropo de mximo punto de ebullicin

Las soluciones infinitamente diluidas pueden comportarse como soluciones ideales, en este caso tenemos:Soluciones diluidas de solutos no electrolticasSoluciones diluidas de solutos voltiles

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