Formulario de química: disoluciones, leyes de los gases y propiedades coligativas

Resumen

Formulario esencial de química que recoge las fórmulas de composición centesimal y densidad, las expresiones de concentración de disoluciones (porcentajes, molaridad, molalidad y fracción molar) y las leyes de los gases ideales. Incluye también las propiedades coligativas, las leyes fundamentales de la química y la teoría atómica de Dalton. Es una referencia rápida para repasar antes de un examen.

Puntos clave

Molaridad: M = ns / Vdisolución (en litros); molalidad: m = ns / 1 kg de disolvente.
Fracción molar: Xs = ns / (ns + nd), y Xd = 1 - Xs.
Ley general de los gases ideales: (P1·V1)/T1 = (P2·V2)/T2.
Determinación de la masa molar de un gas: Mm = (m·R·T)/(P·V).
Descenso crioscópico: ΔTf = Kc·m; un soluto no volátil disminuye el punto de congelación del disolvente.
Ley de conservación de la masa (Lavoisier), de las proporciones definidas (Proust), de las proporciones múltiples (Dalton) y de los volúmenes de combinación (Gay-Lussac).

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Composición Centesimal y Densidad

Composición centesimal: % Ms / Mcompuesto × 100
Densidad (d): d = m / v

Disoluciones

% en masa: Ms / Mds × 100
% en volumen: Vs / Vds × 100
Molaridad (M): ns / Vds (L)
Molalidad (m): ns / 1 kg disolvente
Fracción molar (X): Xs = ns / (ns + nd); Xd = nd / (ns + nd) o 1 - Xs

Leyes de los Gases

Ley de Boyle-Mariotte (T constante): P1 × V1 = P2 × V2
Ley de Charles y Gay-Lussac (P constante): V1 / T1 = V2 / T2
Ley de Charles y Gay-Lussac (V constante): P1 / T1 = P2 / T2
Ley general de los gases ideales: (P1 × V1) / T1 = (P2 × V2) / T2
Ley de Avogadro (P y T constantes): N = n × Na; P × V = n × R × T

Donde N: moléculas, n: moles.

Determinación de la masa molar de un gas

P × V = n × R × T → P × V = (m / Mm) × R × T → Mm = (m × R × T) / (P × V)

Propiedades Coligativas

Descenso crioscópico (T de congelación)

Un soluto no volátil en un disolvente provoca una disminución de su punto de fusión, ya que se necesita una temperatura menor para que el sistema se ordene como sólido y se congele.

ΔTf = Kc × m

Presión osmótica

Es la presión necesaria para aplicar a una disolución y determinar el flujo de disolvente a través de una membrana semipermeable que la separa del disolvente puro.

Leyes Fundamentales de la Química

Ley de conservación de la masa (Lavoisier): La suma de las masas de las sustancias que intervienen en un proceso químico se mantiene constante.
Ley de las proporciones definidas (Proust): Los elementos que forman un compuesto presentan una proporción fija en masa, característica del compuesto, independientemente de cómo se prepare o de su procedencia.
Ley de las proporciones múltiples (Dalton): Cuando dos o más elementos se combinan entre sí para formar más de un compuesto, las masas de uno de ellos que se combinan con una masa de otro están en relación de números enteros sencillos.
Ley de los volúmenes de combinación (Gay-Lussac): Los volúmenes de los gases que intervienen en un proceso químico guardan entre sí una relación si se miden bajo las mismas condiciones de P y T.

Teoría Atómica de Dalton

Los elementos están formados por átomos.
Los átomos de un elemento son iguales y difieren en la masa a los átomos de otros elementos.
Los compuestos están formados por átomos distintos entre sí.
Los procesos químicos se basan en la reordenación de átomos, permaneciendo estos inalterados.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se calcula la molalidad de una disolución?

La molalidad se obtiene dividiendo los moles de soluto entre 1 kg de disolvente: m = ns / 1 kg disolvente.

¿Qué establece la ley general de los gases ideales?

Establece que (P1·V1)/T1 = (P2·V2)/T2, es decir, el producto de la presión por el volumen dividido entre la temperatura se mantiene constante cuando cambian las condiciones de un gas.

¿Por qué disminuye el punto de congelación de un disolvente al añadir un soluto?

Un soluto no volátil dificulta que el sistema se ordene como sólido, por lo que se necesita una temperatura menor para que se congele. Esto se expresa con ΔTf = Kc·m.