Fuerzas Intermoleculares
¿Qué son las fuerzas dipolo-dipolo?
Cuando las moléculas polares se juntan, el polo negativo de una molécula se une con el polo positivo de otra, tendiendo a permanecer juntas. Son fuerzas de atracción entre moléculas polares.
¿Qué son los puentes de hidrógeno?
Se presentan entre moléculas cuyos átomos de hidrógeno están unidos por enlaces covalentes polares a elementos altamente electronegativos como flúor (F), oxígeno (O) o nitrógeno (N). Esto genera una atracción electrostática significativa entre moléculas cercanas.
¿Qué son las fuerzas de dispersión de London?
Son fuerzas intermoleculares que actúan sobre las moléculas no polares. Se crean de manera probabilística, ya que en un momento dado, una parte de la molécula puede tener una distribución de carga momentáneamente desigual (dipolo instantáneo), induciendo un dipolo en una molécula vecina. Estas fuerzas se hacen más fuertes cuanto más grande es el átomo o la molécula, debido a una mayor polarizabilidad.
Sistemas Dispersos: Coloides y Soluciones
¿Qué son los sistemas coloidales?
Son mezclas no homogéneas compuestas por una fase dispersa (generalmente un sólido, con partículas de diámetro entre 1 nm y 1 micrómetro, visibles con microscopio) y una fase dispersante (por lo general gaseosa o líquida). Ambas fases no pueden ser gaseosas, ya que en ese caso sería una disolución.
¿Cuál es la diferencia entre coloides y suspensiones?
Las suspensiones, al estar mucho tiempo en reposo, separan sus fases debido a la gravedad, mientras que las fases de un coloide no se separan. El coloide representa una fase intermedia entre una disolución y una suspensión.
¿Qué es el efecto Tyndall?
Cuando un haz de luz atraviesa un coloide, sus partículas en suspensión reflejan y dispersan la luz, haciéndose visibles a simple vista como puntos luminosos. Este efecto es útil para distinguir un coloide de una disolución o solución verdadera.
¿Qué es el movimiento browniano?
Se observa cuando el medio dispersante es líquido o gas. Es el movimiento aleatorio que presentan las partículas dispersas en un medio fluido (gas/líquido), resultado de los choques constantes de las moléculas del fluido contra las partículas dispersas.
¿Cómo se clasifican los coloides?
- Soles: El sólido está disperso en el líquido sin formar estructuras que impidan el movimiento browniano.
- Geles: Sistema coloidal formado por una fase dispersa líquida en un medio dispersante sólido, que no permite el movimiento browniano.
¿Qué es una solución (sistema disperso homogéneo)?
Es una dispersión molecular homogénea de una fase dispersa, llamada soluto, en un medio dispersante, llamado solvente. En una solución, las partículas de soluto tienen un tamaño entre 0.1 nm y 1 nm.
Propiedades del Agua y Solubilidad
¿Cómo afectan los puentes de hidrógeno al agua?
Los puentes de hidrógeno hacen posible que el agua presente puntos de fusión y ebullición anormalmente altos en comparación con otras moléculas de estructura similar. También influyen en su calor específico y calor latente de vaporización y ebullición, que son los más grandes entre los líquidos comunes.
¿Por qué el hielo flota en el agua?
Cuando el agua se solidifica, sus moléculas se rodean de otras cuatro mediante puentes de hidrógeno, formando una estructura tetraédrica que las separa, creando un arreglo hexagonal abierto. Esta estructura hace que el hielo ocupe más volumen que el agua líquida para la misma masa, resultando en una menor densidad y, por lo tanto, flota.
Características de los sistemas dispersos heterogéneos
Estos sistemas tienen partículas mayores a 1 micrómetro. Si la fase dispersa es un sólido y el dispersante es un líquido, las partículas se separan por gravedad (se asientan, formando una suspensión). Los componentes de estos sistemas conservan sus propiedades físicas.
Factores que determinan la solubilidad de una sustancia
- Naturaleza del soluto y solvente: Ambos deben tener una estructura molecular semejante (similar disuelve a similar).
- Temperatura del sistema: A mayor temperatura, generalmente aumenta la solubilidad de sólidos en líquidos, pero disminuye la de los gases.
- Presión del sistema: Solo afecta la solubilidad de los gases en líquidos; al duplicar la presión, se duplica la solubilidad.
- Concentración de la solución: A medida que se disuelve soluto en un líquido, la concentración aumenta hasta alcanzar el límite de solubilidad.
Factores que determinan la rapidez de disolución de los solutos
- Tamaño de las partículas: Cuanto mayor sea la relación superficie a volumen del soluto (partículas más pequeñas), más rápido se disuelve.
- Temperatura: Una mayor temperatura aumenta la velocidad molecular, lo que resulta en más colisiones y, por ende, una mayor velocidad de disolución.
- Concentración de la solución: A mayor concentración de una solución, menor es la velocidad de disolución del soluto adicional.
- Agitación o mezclado: El efecto cinético de la agitación evita que el solvente alrededor del soluto sólido se sature, manteniendo una mayor velocidad de disolución.
Concentración y Propiedades Coligativas
Tipos de concentración de soluciones
- Solución diluida: El soluto disuelto es menor del 50%.
- Solución concentrada: El soluto disuelto es igual o mayor del 50%.
- Solución saturada: Contiene la máxima cantidad de soluto que puede disolverse a una temperatura y presión dadas (igual al límite de solubilidad).
- Solución sobresaturada: Contiene una cantidad de soluto mayor al límite de solubilidad. Son inestables y el excedente de soluto tiende a cristalizarse, quedando como residuo.
¿Qué son las propiedades coligativas de las soluciones?
Al disolver un soluto en un solvente, se alteran las propiedades físicas del solvente. Estas propiedades incluyen la disminución del punto de congelación, la disminución de la presión de vapor, el incremento en el punto de ebullición y la presión osmótica. Dependen únicamente del número de partículas de soluto dispersas en el solvente (cantidad de soluto), no de su naturaleza.