Hay dos aspectos importantes en el tema de las soluciones: el de las partes o sustancias que las forman y el de la cantidad de cada una de estas partes, principalmente el soluto. Veremos el primer aspecto.
Toda solución está formada por dos partes: el soluto y el solvente. El soluto es la sustancia que se disuelve y que está en menor cantidad en una solución; el solvente es la sustancia que se encuentra en mayor cantidad y es la que di - suelve al soluto.
La solución resulta de mezclar el soluto con el solvente, y estas sustancias mezcladas tan solo experimentan un cambio físico, específica -mente el solvente (aspecto, puntos de fusión, ebullición y congelación, etc.).
En ocasiones, existe un solvente y varios solutos, y a veces varios solventes y solutos; las partículas del soluto son moléculas o iones y se encuentran dispersas y atrapadas por las moléculas del solvente, que son más abundantes y de mayor tamaño molecular.
Con respecto al solvente, se reconoce al agua como el solvente universal o más popular; cuando el agua actúa como solvente en las soluciones, entonces estas se denominan "soluciones acuosas".Sin embargo, no todas las sustancias se disuelven en el agua, sino que lo hacen en otros tipos de solventes (alcohol, etc.), por lo que las soluciones pueden ser acuosas (cuando el agua es el solven te) y no-acuosas (cuando el solvente es otra sustancia).
Propiedades de las soluciones
Las soluciones son materia y por lo tanto tienen propiedades, las cuales dependen principalmente de la cantidad de soluto presente en la solución. Estas propiedades reciben el nombre de "propiedades coligativas", entre las cuales están:
- La composición química de la solución es variable.
- Las propiedades químicas del soluto y del solvente no se alteran cuando se mezclan para formar la solución.
- Las propiedades físicas de la solución si se alteran, principalmente las del solvente, como por ejemplo el punto de ebullición (aumenta) y el punto de congelación (disminuye).
El agua de mar y el agua azucarada logran hervir a temperaturas mayores que la del agua, o
sea a mas de 100 oC; y estas mismas soluciones logran congelarse a temperaturas más bajas
que la del agua, es decir, menores que O oC .
Solubilidad
La solubilidad es un término que relaciona a las partes de una solución, y se refiere a la capa- cidad que tiene una sustancia (soluto) para disolverse en otra (solvente). El grado de solubilidad mide la capacidad de un soluto para disolverse en un solvente.
Existen solutos que se disuelven muy bien en el agua (sal de mesa, azúcar, etc.), por lo que su solubilidad es alta; sin embargo, sucede lo contrario con otros, que casi no se disuelven en agua (soda, etc.), siendo su solubilidad baja. Un soluto se disuelve mucho mejor cuando:
- La temperatura aumenta.
- La cantidad de soluto a disolver es adecuada.
- El tamaño de las partículas es fino.
Respecto a la cantidad del soluto, algunos líquidos, como el agua y el alcohol, tienen la capaci dad de disolverse entre ellos mismos y en cualquier proporción. En una solución de sal y agua, puede suceder que, si se sigue agregando sal, se llegue a un punto en el que el agua ya no disolve rá más sal, pues la solución estará saturada; esto es, se llega a un punto en que el soluto ya no se disuelve en el solvente, dicho a la inversa, el solvente llega al punto en el que no tiene más capa cidad para disolver más soluto. Si a un vaso con agua se le agrega y se le agrega azúcar, el solven te (agua) llegara a un punto en que admitirá más azúcar pero no la disolverá; el exceso de soluto (azúcar) buscara el fondo del recipiente, y cuando esto sucede indica que la solución esta satu- rada.Un mismo soluto muestra varios grados de solubilidad, según sea el tipo de solvente, tempera- tura y presión; también se afirma que las sustancias que actúan como solutos no se disuelven en igual medida en un mismo disolvente. En la mayor parte de los casos, la solubilidad aumenta al aumentar la temperatura, y en otros, la solubilidad disminuye al aumentar la temperatura; tam-bien la solubilidad aumenta o disminuye según sea la clase de soluto, por ejemplo, la sal de coci - na, el azúcar y el vinagre son muy solubles en agua, pero no así el bicarbonato de sodio.
Una solución (o disolución) es una mezcla de dos o más componentes, perfectamente homogénea ya que cada componente se mezcla íntimamente con el otro, de modo tal que pierden sus características individuales. Esto último significa que los constituyentes son indistinguibles y el conjunto se presenta en una sola fase (sólida, líquida o gas) bien definida. Una solución que contiene agua como solvente se llama solución acuosa.
Si se analiza una muestra de alguna solución puede apreciarse que en cualquier parte de ella su composición es constante.
Entonces, reiterando, llamaremos solución o disolución a las mezclas homogéneas que se encuentran en fase líquida. Es decir, las mezclas homogéneas que se presentan en fase sólida, como las aleaciones (acero, bronce, latón) o las que se hallan en fase gaseosa (aire, humo, etc.) no se les conoce como disoluciones.
Las mezclas de gases, tales como la atmósfera, a veces también se consideran como soluciones.
Las soluciones son distintas de los coloides y de las suspensiones en que las partículas del soluto son de tamaño molecular y están dispersas uniformemente entre las moléculas del solvente.
Las sales, los ácidos, y las bases se ionizan cuando se disuelven en el agua
Características de las soluciones (o disoluciones): I) Sus componente no pueden separarse por métodos físicos simples como decantación, filtración, centrifugación, etc.
II) Sus componentes sólo pueden separase por destilación, cristalización, cromatografía.
III) Los componentes de una solución son soluto y solvente.
soluto es aquel componente que se encuentra en menor cantidad y es el que se disuelve. El soluto puede ser sólido, líquido o gas, como ocurre en las bebidas gaseosas, donde el dióxido de carbono se utiliza como gasificante de las bebidas. El azúcar se puede utilizar como un soluto disuelto en líquidos (agua).
solvente es aquel componente que se encuentra en mayor cantidad y es el medio que disuelve al soluto. El solvente es aquella fase en que se encuentra la solución. Aunque un solvente puede ser un gas, líquido o sólido, el solvente más común es el agua.(Ver: El agua como solvente).
IV) En una disolución, tanto el soluto como el solvente interactúan a nivel de sus componentes más pequeños (moléculas, iones). Esto explica el carácter homogéneo de las soluciones y la imposibilidad de separar sus componentes por métodos mecánicos.
Las principales diferencias entre soluciones y coloides son dos; en los coloides hay a lo menos un componente que tiene dimensiones de 1 a 200 nanómetros: en las soluciones todos los componentes tienen dimensiones menores de 1 nanómetro; los coloides tienen dos fases, la dispersa y la dispersante: las soluciones tienen una fase.Ejemplos de coloides: Smog, humo; leche; mayonesa; gelatinas; pinturas; protoplasma; plasma sanguíneo; cerveza; mantequilla; queso.
Ejemplos de soluciones: ácido clorhídrico; amoníaco; suero fisiológico: suero glucosado; ácido sulfúrico; vidrio; lugol; fenolftaleína; bebida gaseosa; aire; bronce.
SOLUCIONES QUÍMICAS:
Las soluciones son sistemas homogéneosformados básicamente por dos componentes. Solvente y Soluto. El segundo se encuentra en menor proporción. La masa total de la solución es la suma de la masa de soluto mas la masa de solvente.
Las soluciones químicas pueden tener cualquier estado físico. Las más comunes son las líquidas, en donde el soluto es un sólido agregado al solvente líquido. Generalmente agua en la mayoría de los ejemplos. También hay soluciones gaseosas, o de gases en líquidos, como el oxígeno en agua. Las aleaciones son un ejemplo de soluciones de sólidos en sólidos.
La capacidad que tiene un soluto de disolverse en un solvente depende mucho de la temperatura y de las propiedades químicas de ambos. Por ejemplo, los solventes polares como el agua y el alcohol, están preparados para disolver a solutos iónicos como la mayoría de los compuestos inorgánicos, sales, óxidos, hidróxidos. Pero no disolverán a sustancias como el aceite. Pero este si podrá disolverse en otros solventes como solventes orgánicos no polares.
CONCENTRACION:
La concentración es la relación que existe entre la cantidad de soluto y la cantidad de solución o de solvente. Esta relación se puede expresar de muchas formas distintas. Una de ellas se refiere a los porcentajes.
Porcentaje masa en masa o peso en peso, (%m/m):Es la cantidad en gramos de soluto por cada 100 gramos de solución. Ej: Una solución 12% m/m tiene 12 gramos de soluto en 100 gramos de solución.
Como formula, podemos expresar esta relación así:
%m/m = x 100
Porcentaje masa en volumen (%m/v): Es la cantidad en gramos de soluto por cada 100 ml de solución. Aquí como se observa se combina el volumen y la masa. Ej: Una solución que es 8% m/v tiene 8 gramos de soluto en 100 ml de solución.
Fórmula: % m/v = x 100
Porcentaje volumen en volumen (%v/v): Es la cantidad de mililitros o centímetros cúbicos que hay en 100 mililitros o centímetros cúbicos de solución. Ej: Una solución 16% v/v tiene 16 ml de soluto por 100 ml de solución.
Fórmula: % v/v = x 100
Otras formas son la Molaridad, la Normalidad y la Molalidad.
Es bueno recordad antes el concepto de mol. El mol de una sustancia es el peso molecular de esa sustancia expresada en gramos. Estos datos se obtienen de la tabla periódica de los elementos.
Sumando las masas de los elementos se obtiene la masa de la sustancia en cuestión.
Molaridad: Es la cantidad de moles de soluto por cada litro de solución. Como fórmula:
M = n/V
M = M: Molaridad. n: Número de moles de soluto. V: Volumen de solución expresado en litros.
Normalidad: Es la cantidad de equivalentes químicos de soluto por cada litro de solución. Como fórmula:
N = n eq/V
N = Normalidad. n eq. : Número de equivalentes del soluto. V: Volumen de la solución en litros.
Molalidad: Es la cantidad de moles de soluto por cada 1000 gramos de solvente. En fórmula:
m = n/kgs solvente
m = Molalidad. n: Número de moles de soluto por Kg = 1000 gramos de solvente o 1 kg de solvente.
