Mètodes de Separació Química i Propietats Col·ligatives de les Dissolucions

Mètodes de Separació i Propietats de les Dissolucions

Mescles Homogènies

Evaporació (Separació Sòlid-Líquid)

• Separació de sòlids dissolts en líquids o de líquids amb diferent volatilitat.
• Base de separació: Eliminació dels components més volàtils (punt d'ebullició més baix).
• Exemple: Dissolució de sal en aigua.

Destil·lació (Separació Líquid-Líquid)

• Separació de dos líquids miscibles.
• Base de separació: Diferència de temperatures d'ebullició dels dos líquids a separar.
• Material necessari: Termòmetre, colze, matràs de destil·lació i refrigerant.

Cromatografia (Separació Sòlid-Líquid)

• Separació d'una mescla líquida homogènia.
• Base de separació: Separació dels diferents components líquids de la mescla gràcies a la seva diferent interacció amb una fase mòbil (líquid) i una fase estacionària (sòlid).
• La fase estacionària és la tira; el dissolvent puja per ella i és la fase mòbil.
• La fase mòbil arrossega els components de la mescla, i la fase estacionària provoca una retenció diferent per a cada component.

Cristal·lització

• Només amb substàncies iòniques.
• Separació d'un sòlid que està dissolt en un líquid a través de l'evaporació del líquid.

Mescles Heterogènies

Filtració

• Separació d'un sòlid i un líquid.
• Base: Diferent mida de les partícules dels components de la mescla.
• Materials: Suport, pinça i nou, embut, paper de filtre i erlenmeyer.

Decantació

• Separació d'una mescla heterogènia líquid-líquid.
• Base de separació: Diferència de densitats entre els dos líquids (líquids immiscibles).
• Material: Embut de decantació. El líquid més dens queda a sota i el menys dens a sobre.

Sedimentació

• Separació de mescles heterogènies sòlid-líquid.
• Base de separació: Diferència de densitats entre sòlid i líquid (el sòlid és més dens i es diposita al fons).
• Si les partícules del sòlid no són prou grosses, s'afegeixen floculants per tal que s'aglomerin.

Centrifugació

• Separació de mescles heterogènies sòlid-líquid.
• Base de separació: Diferència de densitats entre el sòlid i el líquid (el sòlid, més dens, es diposita al fons).
• Materials: Centrifugadora de laboratori. És una sedimentació accelerada.

Dissolucions i Components

Una solució és una mescla homogènia i estable de dues o més substàncies.

Depenent de les seves proporcions, podem diferenciar dos components:

• Dissolvent: És el component que es troba en major proporció a la solució.
• Solut: Component o components que es troben en menor proporció.

Unitats de Concentració

• Concentració general: Quantitat de solut / Quantitat de solució
• Percentatge en massa (% massa): (Massa de solut / Massa de solució) × 100
• Percentatge en volum (% volum): (Volum de solut / Volum de solució) × 100
• Concentració en massa (g/L): Grams de solut / Litres de solució
• Molaritat (M): Mols de solut / Volum de solució (L)
• Molalitat (m): Mols de solut / Kg de dissolvent
• Fracció molar (X): Mols de solut / Mols totals
• Parts per milió (ppm): Grams de solut / Milió de grams de solució

Equació d'Estat dels Gasos Ideals

PV = n × R × T

Propietats Col·ligatives

Corresponen a les modificacions que experimenten algunes de les propietats del dissolvent en la dissolució, com per exemple:

• Pressió de vapor
• Variació de la temperatura d'ebullició o del punt de congelació
• Pressió osmòtica

Aquestes propietats depenen només de la concentració del solut i no de la seva naturalesa química.

Pressió de Vapor

La pressió que exerceix el vapor d’un líquid quan s’ha aconseguit l’equilibri entre aquest líquid i el seu vapor, a una temperatura (T) determinada, s’anomena pressió de vapor del líquid.

Llei de Raoult

P_a = X_a × P°_a

Què succeeix amb la pressió de vapor del dissolvent en afegir un solut?

• Disminució de la pressió de vapor.

Quin és el significat de l'expressió P = P° · X?

Significa que la pressió parcial exercida pel vapor del dissolvent sobre una dissolució (P) és igual al producte de la fracció molar del dissolvent a la dissolució (X) per la pressió de vapor del dissolvent pur (P°).

Pressió Osmòtica

En separar dues solucions amb els mateixos soluts i dissolvents, però de concentracions diferents, mitjançant una membrana semipermeable, es produeix el pas del dissolvent a través de la membrana. Aquest flux va de la concentració més diluïda a la concentració més concentrada.

Fórmula de la Pressió Osmòtica:

Π = M · R · T

• Π: Pressió Osmòtica (atmosfera).
• M: Molaritat de la dissolució (mol/L).
• R: Constant dels gasos (0,082 L · atm/mol · K).
• T: Temperatura (Kelvin).