Conceptos Esenciales de Química: Fórmulas, Concentración y Propiedades Coligativas

Fórmulas Fundamentales de Química y Disoluciones

1. Masa Molar (M): n (mol) = m (g) / M (g/mol)
2. Ley de los Gases Ideales: P·V/T = P'·V'/T' o P·V = n·R·T
3. Porcentaje en Masa (% m/m): [m (g) de soluto / m (g) de disolución] × 100
4. Porcentaje en Volumen (% v/v): [Vol (L) de soluto / Vol (L) de disolución] × 100
5. Concentración (Masa de soluto por volumen de disolución): g/L = m (g) de soluto / Vol (L) de disolución
6. Molaridad (M): M = Cantidad (mol) de soluto / Vol (L) de disolución = n (mol) / V (L)
7. Molalidad (m): m = Cantidad (mol) de soluto / m (kg) de disolvente = n / m (kg) de disolvente
8. Fracción Molar (X):
   • X_soluto = moles de soluto / (moles de soluto + moles de disolvente)
   • Nota: La suma de las fracciones molares (X_soluto + X_disolvente) es igual a 1.

Solubilidad y Tipos de Disoluciones

La solubilidad es la máxima cantidad de sustancia que se puede disolver a una temperatura dada en una cierta cantidad de disolvente para formar una disolución estable.

La solubilidad se puede expresar en gramos de soluto por 100 gramos de disolvente o en concentración molar (moles de soluto por litro de disolución).

Clasificación de Disoluciones según Solubilidad

• Disolución Saturada: Ocurre cuando se ha disuelto la máxima cantidad de soluto posible. Al agregar mayor cantidad de soluto a una disolución saturada, este no se disuelve más.
• Disolución Insaturada (o No Saturada): Se considera que una disolución está insaturada si la masa de soluto disuelto es menor que la correspondiente a la de saturación.

Propiedades Coligativas de las Disoluciones

La adición de un soluto a un disolvente hace que se modifiquen algunas propiedades de este, como la densidad o la conductividad. Estas propiedades dependen únicamente del número de partículas de soluto, no de su naturaleza química.

1. Disminución de la Presión de Vapor: A una temperatura dada, cuando se disuelve un soluto no volátil en un disolvente, disminuye la presión de vapor del disolvente.
2. Descenso del Punto de Congelación: El punto de congelación de la disolución es inferior al del disolvente puro. Al añadir un soluto no volátil a una disolución, disminuye la temperatura de congelación de la misma.
3. Aumento del Punto de Ebullición: El punto de ebullición de una disolución es superior al del disolvente puro. Al añadir un soluto no volátil a una disolución, aumenta la temperatura de ebullición de la misma.
4. Ósmosis: Cuando enfrentamos dos disoluciones de distinta concentración separadas por una membrana semipermeable, se produce el paso de disolvente desde la disolución menos concentrada a la más concentrada hasta que las dos disoluciones equilibran sus concentraciones.

Ley Combinada de los Gases y Ecuación General

Los gases que cumplen las leyes de Boyle, Charles y Gay-Lussac reciben el nombre de Gases Ideales.

La combinación de estas leyes (representada en la Fórmula 2: P·V/T = P'·V'/T') da lugar a la Ecuación General de los Gases Ideales (P·V = n·R·T).