SOLUCIONES

Las soluciones, son mezclas homogéneas de sustancias en iguales o distintos estados de agregación. La concentración de una solución constituye una de sus principales características.

La sustancia presente en mayor cantidad suele recibir el nombre de solvente, y a la de menor cantidad se le llama soluto y es la sustancia disuelta.

El soluto puede ser un gas, un líquido o un sólido, y el solvente puede ser también un gas, un líquido o un sólido. El agua con gas es un ejemplo de un gas (dióxido de carbono) disuelto en un líquido (agua).

CLASIFICACIÓN:

POR SU ESTADO Y POR SU CONCENTRACION

SÓLIDAS : SOLUCION NO-SATURADA: es aquella en donde la fase dispersa y la dispersante no están en equilibrio a una temperatura dada; es decir, ellas pueden admitir más soluto hasta alcanzar su grado de saturación.

LIQUIDAS: SOLUCION SATURADA: en estas disoluciones hay un equilibrio entre la fase dispersa y el medio dispersante, ya que a la temperatura que se tome en consideración, el solvente no es capaz de disolver más soluto.

GASEOSAS: SOLUCION SOBRE SATURADA: representan un tipo de disolución inestable, ya que presenta disuelto más soluto que el permitido para la temperatura dada.
Para preparar este tipo de disoluciones se agrega soluto en exceso, a elevada temperatura y luego se enfría el sistema lentamente. Estas soluciones son inestables, ya que al añadir un cristal muy pequeño del soluto, el exceso existente precipita; de igual manera sucede con un cambio brusco de temperatura.

POR SU TIPO

PORCENTUALES: Aquellas soluciones que se dan tanto en tanto porciento. Se manejan en % peso - peso, % peso - volumen y % volumen – volumen.

EMPÍRICAS: Proceden solamente por práctica, es decir, guardan una relación en partes de soluto – solvente.

VALORADAS: Son empleadas en volumetría y cuya concentración debe de ser conocida con tanta mayor exactitud. Cuando mejores resultados analíticos de desee obtener.

MEZCLA

Las mezclas se clasifican en:

Heterogéneas
Gas-líquido
Sólido-líquido
Sólido-gas

Homogéneas (1 fase)
Gas- Gas
Líquido-Líquido
Sólido-Sólido

Para separar una disolución homogénea de una sola fase generalmente es preciso generar una segunda fase antes de que pueda llevarse a cabo económicamente la separación de una especie química. Esta segunda fase se puede generar por medio de un agente energético de separación (AES) (implica la transferencia de calor y/o trabajo hacia o desde la mezcla objeto de separación) o por medio de un agente material de separación (AMS) (es generalmente el componente de mayor concentración en la segunda fase ), tal como un disolvente o un absorbente.

METODOS DE SEPARACION

Los Métodos de Separación se basan en diferencias entre las propiedades físicas de los componentes de una mezcla, tales como: Punto de Ebullición Densidad, Presión de Vapor, Punto de Fusión, Solubilidad, etc.

Los Métodos más conocidos son:

Evaporación: Consiste en calentar la mezcla hasta el punto de ebullición de uno de los componentes, y dejarlo hervir hasta que se evapore totalmente.

Centrifugación: Es un procedimiento que se utiliza cuando se quiere acelerar la sedimentación.

Levigación: Se utiliza una corriente de agua que arrastra los materiales más livianos a través de una mayor distancia, mientras que los más pesados se van depositando; de esta manera hay una separación de los componentes de acuerdo a lo pesado que sean.

Imantación: Se fundamenta en la propiedad de algunos materiales de ser atraídos por un imán. El campo magnético del imán genera una fuente atractora, que si es suficientemente grande, logra que los materiales se acerquen a él.

Cromatografía de Gases: La cromatografía es una técnica cuya base se encuentra en diferentes grados de absorción, que a nivel superficial, se pueden dar entre diferentes especies químicas.

Cromatografía en Papel: Se utiliza mucho en bioquímica, es un proceso donde el absorbente lo constituye un papel de Filtro. Una vez corrido el disolvente se retira el papel y se deja secar, se trata con un reactivo químico con el fin de poder revelar las manchas.

Decantación: Consiste en separar materiales de distinta densidad.

Tamizado: Consiste en separar partículas sólidas de acuerdo a su tamaño. Prácticamente es utilizar coladores de diferentes tamaños en los orificios, colocados en forma consecutiva, en orden decreciente, de acuerdo al tamaño de los orificios.

Filtración: Se fundamenta en que alguno de los componentes de la mezcla no es soluble en el otro, se encuentra uno sólido y otro líquido. Se hace pasar la mezcla a través de una placa porosa o un papel de filtro, el sólido se quedará en la superficie y el otro componente pasará.

Destilación: Consiste en separar los componentes de las mezclas basándose en las diferencias en los puntos de ebullición de dichos componentes.

CROMATOGRAFIA

El termino cromatografía deriva de las palabras griegas khromatos (color) y graphos (escrito), fue descubierta por el botánico ruso, de origen italiano, Mijaíl Tswett en 1906, pero su uso no se generalizó hasta la década de 1930.

Tswett separó los pigmentos de las plantas (clorofila) vertiendo extracto de hojas verdes en éter de petróleo sobre una columna de carbonato de calcio en polvo en el interior de una probeta. A medida que la disolución va filtrándose por la columna, cada componente de la mezcla precipita a diferente velocidad, quedando la columna marcada por bandas horizontales de colores, denominadas cromatogramas. Cada banda corresponde a un pigmento diferente.

Definición de cromatografía

Recientemente la I.U.P.A.C define la cromatografía como:

Método físico usado principalmente para la separación de los componentes de una muestra, en el cual los componentes a separar son distribuidos entre dos fases mutuamente inmiscibles, una de las cuales constituye la fase estacionaria, de gran área superficial, y la otra es la fase móvil.

La primera puede ser un sólido o un líquido soportado en un sólido o en un gel (matriz). La fase estacionaria puede ser empaquetada en una columna, extendida en una capa, distribuida como una película, etc., y la fase móvil es un fluido (gas, líquido o fluidos supercríticos), el cual pasa a través o a lo largo de la fase estacionaria.

Las distintas técnicas cromatográficas se pueden dividir según cómo esté dispuesta la fase estacionaria.

Cromatografía plana: La fase estacionaria se sitúa sobre una placa plana o sobre un papel. Las principales técnicas son:

• Cromatografía en papel
• Cromatografía en capa fina

Cromatografía en columna: La fase estacionaria se sitúa dentro de una columna. Según el fluido empleado como fase móvil se distinguen:

• Cromatografía de líquidos
• Cromatografía de gases
• Cromatografía de fluidos supercríticos
  

CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA

La configuración electrónica, es la forma en que se encuentran ubicados los electrones alrededor del núcleo del átomo, es decir, en los diferentes niveles de energía.

PRINCIPIO DE EXCLUSION DE PAULI: “No puede haber más de dos electrones en un orbital y si hay dos electrones en un orbital sus espines deben ser distintos”. Los espines de los electrones en un mismo orbital deben estar apareados↑↓.

REGLA DEL OCTETO: Todo nivel electrónico debe estar completo con 8 electrones, a excepción del Hidrógeno, esto hace que el átomo sea más estable al tener todos sus orbitales llenos.

PRINCIPIO DE AUFBAU: La energía de un orbital será mayor cuanto mayor sea la suma de los números cuánticos principal n y azimutal l (n + l). Si la suma es igual, tendrá menor energía el orbital con menor número cuántico principal n.

Para desarrollar la configuración electrónica de cualquier elemento, es necesario utilizar el diagrama de MOELLER, el cual se encuentra desarrollado en forma lineal a continuación:

1s2 I 2s2 2p6 I 3s2 3p6 I 4s2 3d10 4p6 I 5s2 4d10 5p6 I 6s2 4f14 5d10 6p6 I 7s2 5f14 6d10 7p6

Aquí, los orbitales se van llenando en el orden que aparecen. Otra forma de llenar la configuración electrónica de los elementos es a partir de un gas noble precedente, y de ahí se añade los electrones del nivel no completo.

NÚMEROS CUÁNTICOS

Se dice que cada electrón tiene un conjunto de cuatro números llamados cuánticos. No existen dos electrones en el mismo átomo que tengan los mismos cuatro números cuánticos.

n: Es el número cuántico principal, el cual indica el nivel de energía en el que se encuentra el electrón. A su vez, determina el tamaño del orbital. Se le relaciona con la distancia promedio del electrón al núcleo del orbital y toma valores enteros, por ejemplo: 1, 2, 3 .... Por lo tanto, mientras mayor sea "n", tiene mayor energía y se encuentra menos atado al núcleo.

l: Es conocido como el número cuántico secuendario, también llamado azimutal o cuántico del momento angular. Indica la forma de los orbitales y el subnivel de energía en que se encuentra el electrón. Depende de "n" y toma valores de ( 0 a n-1). Por ejemplo:

cuando n=1----- l=0

cuando n=2----- l=0 y 1

cuando n=3 ---- l= 0, 1 y 2

Generalmente, el valor de "l" se representa por una letra en vez de su valor númerico.

" l " ORBITAL
0 ----- s
1 ----- p
2 ----- d
3 ----- f
4 ----- g

m: Es conocido como el número cuántico magnético, el cual indica la orientación espacial del subnivel de energía. Su valor depende de "l".

Por ejemplo: si "l" es igual a 1, el número cuántico puede tomar valores de -1, 0 y 1. Por lo tanto, hay tres orbitales p. En general, para un valor de "l", habrá 2l+1 orbitales.

s: Número cuántico espín. Este representa el giro del electrón y puede tener dos sentidos de giro. Por lo tanto, puede tomar dos valores: 1/2 o - 1/2.

CONCEPTOS BASICOS

QUÍMICA: Ciencia que estudia la materia en cuanto a su composición, propiedades y transformaciones.

QUÍMICA ORGÁNICA: Ciencia que estudia los compuestos del carbono.

QUÍMICA INORGÁNICA: Ciencia que estudia las propiedades eléctricas, magnéticas y ópticas de los compuestos constituidos por átomos que no sean de carbono.

COMPUESTOS DEL CARBONO: Son las sustancias centrales a partir de las cuales están hechos todos los organismos vivientes de este planeta.

MATERIA: Es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio y posee masa y energía.

MASA: Es la cantidad de materia que posee un cuerpo.

PESO: Es la medida de la fuerza que ejerce la gravedad sobre la masa de un cuerpo.

ELEMENTO: Es la materia con determinadas propiedades, que está formada por átomos.

ÁTOMO: Es la partícula más pequeña que constituye la base de la materia. Está constituido por tres principales partículas subatómicas: protones, neutrones y electrones.

PROTÓN: Partícula de carga eléctrica positiva.

NEUTRÓN: Partícula que no tiene carga y su masa es igual al protón.

ELECTRÓN: Partícula que tiene carga negativa igual al del protón pero de signo contrario.

ORBITAL: Es la zona del espacio que rodea a un núcleo atómico donde la probabilidad de encontrar un electrón es máxima, cercana al 90%.

MOLÉCULA: Parte de la materia que conserva las propiedades originales de la sustancia que lo constituyen.

ENLACE QUÍMICO: Es la fuerza que mantiene unido a los átomos entre sí para formar moléculas o estructuras cristalinas.

TEMPERATURA: Es el grado o nivel térmico de los cuerpos o del ambiente.

CALOR: Energía que pasa de un cuerpo a otro cuando están en contacto y es causa de que se equilibren sus temperaturas.

TRABAJO: Es todo aquel proceso que implique demanda de energía, entendiéndose como demanda el suministro, consumo o acumulación de energía.

PRESIÓN: Es la fuerza aplicada por unidad de área.