Haciendo
una disolución de agua salina disolviendo sal de mesa (NaCl) en agua.
La sal es el soluto y
el agua eldisolvente.
Una disolución (del latín disolutio),
también llamada solución,
es una mezcla homogénea a nivel molecular o iónico de
dos o más sustancias, que no
reaccionan entre sí, cuyos componentes se encuentran en proporción que varía
entre ciertos límites.1 Describe un
sistema en el cual una o más sustancias están mezcladas o disueltas en forma
homogénea en otra sustancia.2 . También se
puede definir como una mezcla homogénea formada por un disolvente y por uno o
varios solutos. Un ejemplo común podría ser un sólido disuelto en un líquido,
como la sal o el azúcar disueltos en
agua; o incluso el oro en mercurio,
formando una amalgama.
Solvente y soluto
Frecuentemente, uno de los componentes es
denominado solvente, disolvente, dispersante o medio de
dispersión y
los demás solutos.
Los criterios para decidir cuál es el disolvente y cuáles los solutos son más o
menos arbitrarios; no hay una razón científica para hacer tal distinción.3
Se suele llamar
solvente al componente que tiene el mismo estado
de agregación que
la disolución; y soluto o solutos, al otro u otros componentes. Si todos tienen
el mismo estado, se llama disolvente al componente que interviene en mayor
proporción de masa,4 aunque muchas
veces se considera disolvente al que es más frecuentemente usado como tal (por
ejemplo, una disolución conteniendo 50% de etanol y 50% de agua, es denominada
solución acuosa de etanol).3 En el caso de
dos metales disueltos
mutuamente en estado sólido, se considera disolvente a aquél cuya estructura cristalina persiste en la
solución; si ambos tienen la misma estructura (ej.: aleación|aleaciones paladio-plata), se considera disolvente al metal que
ocupa la mayoría de las posiciones en la estructura cristalina.5
Características generales
Son mezclas homogéneas: las proporciones relativas de solutos
y solvente se mantienen en cualquier cantidad que tomemos de
la disolución (por pequeña que sea la gota), y no se pueden separar por centrifugación ni filtración.
·
Cuando la sustancia se disuelve,
esta desaparece.
·
Al disolver una sustancia,
el volumen final es diferente a la suma de los volúmenes del disolvente y el
soluto.6
·
La cantidad de soluto y la
cantidad de disolvente se encuentran en proporciones que varían entre
ciertos límites. Normalmente el disolvente se encuentra en mayor proporción que
el soluto, aunque no siempre es así. La proporción en que tengamos el soluto en
el seno del disolvente depende del tipo de interacción que se produzca entre
ellos. Esta interacción está relacionada con la solubilidad del soluto en el
disolvente.
·
Las propiedades
físicas de
la solución son diferentes a las del solvente puro: la adición de un soluto a
un solvente aumenta su punto de ebullición y disminuye
su punto de congelación; la adición de un soluto a un solvente
disminuye la presión
de vapor de
éste.
·
Sus propiedades físicas
dependen de su concentración:
Disolución HCl
12 mol/L; densidad = 1,18 g/cm3
Disolución HCl 6
mol/L; densidad = 1,10 g/cm3
·
Las propiedades químicas de
los componentes de una disolución no se alteran.
·
Tienen ausencia de sedimentación, es
decir, al someter una disolución a un proceso de centrifugación las partículas
del soluto no sedimentan debido a que el
tamaño de las mismas son inferiores a 10Angstrom ( Å ).
·
Se encuentran en una sola
fase.
Clasificación
Por su estado de
agregación
De tipo coloidal
·
Son soluciones en donde
reaccionan dos compuestos de dos estados distintos. Pueden observarse casos
particulares en la vida cotidiana, como la mayonesa .
Sólidas
·
Sólido en sólido:
cuando tanto el soluto como el solvente se encuentran en estado sólido. Un
ejemplo claro de éste tipo de disoluciones son las aleaciones, como el zinc en
el estaño.
·
Gas en sólido:
un ejemplo es el hidrógeno (gas), que se
disuelve bastante bien en metales, especialmente en el paladio (sólido). Esta
característica del paladio se estudia como una forma dealmacenamiento de hidrógeno.
·
Líquido en
sólido: cuando una sustancia líquida se disuelve junto
con un sólido. Las amalgamas se hacen con mercurio (líquido)
mezclado con plata (sólido).
Líquidas
·
Sólido en
líquido: este tipo de disoluciones es de las más
utilizadas, pues se disuelven por lo general pequeñas cantidades de sustancias
sólidas en grandes cantidades líquidas. Un ejemplo claro de este tipo es la
mezcla de agua con azúcar.
·
Líquido en
líquido: esta es otra de las disoluciones más
utilizadas. Por ejemplo, diferentes mezclas de alcohol en agua (cambia la densidad final). Un
método para volverlas a separar es por destilación.
Gaseosas
·
Gas en gas:
son las disoluciones gaseosas más comunes. Un ejemplo es el aire (compuesto
por oxígeno y otros gases disueltos en nitrógeno). Dado que
en estas soluciones casi no se producen interacciones moleculares, las
soluciones que los gases forman son bastante triviales. Incluso en parte de la
literatura no están clasificadas como soluciones, sino como mezclas.[cita requerida]
·
Sólido en gas:
no son comunes, pero como ejemplo se pueden citar el yodo sublimado disuelto en
nitrógeno3 y el polvo
atmosférico disuelto en el aire.4
Ejemplo
A continuación
se presenta un cuadro con ejemplos de disoluciones clasificadas por su estado
de agregación donde se muestran todas las combinaciones posibles:
Ejemplos de disoluciones
|
||||
El dióxido
de carbono en agua, formando agua
carbonatada. Las burbujas visibles no son el gas disuelto, sino
solamente una efervescencia.
El gas disuelto en sí mismo no es visible en la solución.
|
La sacarosa (azúcar de mesa) en agua; el cloruro de sodio (sal de mesa) en agua; oro en mercurio, formando una amalgama.
|
|||
Por su
concentración
Estos
vasos, que contienen un tinte rojo, muestran cambios cualitativos en la
concentración. Las disoluciones a la izquierda están más diluidas, comparadas
con las disoluciones más concentradas de la derecha.
Por su concentración, la
disolución puede ser analizada en términos cuantitativos o cualitativos
dependiendo de su estado.
Disoluciones
empíricas
También llamadas
disoluciones cualitativas,
esta clasificación no toma en cuenta la cantidad numérica de soluto y
disolvente presentes, y dependiendo de la proporción entre ellos se
clasifican de la siguiente manera:
·
Disolución diluida:
es aquella en donde la cantidad de soluto que interviene está en mínima
proporción en un volumen determinado.
·
Disolución insaturada:
no tiene la cantidad máxima posible de soluto para una temperatura y presión dadas.
·
Disolución saturada:
tienen la mayor cantidad posible de soluto para una temperatura y presión
dadas. En ellas existe un equilibrio entre el soluto y el disolvente.
·
Disolución sobresaturada:
contiene más soluto del que puede existir en equilibrio a una temperatura y
presión dadas. Si se calienta una solución saturada se le puede agregar más
soluto; si esta solución es enfriada lentamente y no se le perturba, puede
retener un exceso de soluto pasando a ser una solución sobresaturada. Sin
embargo, son sistemas inestables, con cualquier perturbación el soluto en
exceso precipita y
la solución queda saturada; esto se debe a que se mezclaron.
Solubilidad
La solubilidad es una medida de
la capacidad de disolverse una determinada sustancia (soluto) en un determinado medio (solvente);
implícitamente se corresponde con la máxima cantidad de soluto disuelto en una
dada cantidad de solvente a una temperatura fija y en dicho caso se establece
que la solución está saturada. Su concentración puede expresarse en gramos por
litro, o también en porcentaje de soluto (m(g)/100
mL) . El método preferido para hacer que el soluto se disuelva en esta clase de
soluciones es calentar la muestra y enfriar hasta temperatura ambiente
(normalmente 25 C). En algunas condiciones la solubilidad se puede sobrepasar
de ese máximo y pasan a denominarse como soluciones
sobresaturadas.
No todas las
sustancias se disuelven en un mismo solvente. Por ejemplo, en el agua, se
disuelve el alcohol y la sal, en tanto que el aceite y
la gasolina no se disuelven.
El término
solubilidad se utiliza tanto para designar al fenómeno cualitativo del proceso
de disolución como para
expresar cuantitativamente la concentración de las
soluciones. La solubilidad de una sustancia depende de la naturaleza del
disolvente y del soluto, así como de la temperatura y la presión del sistema.
Factores que afectan la solubilidad
La solubilidad
de una sustancia en otra está
determinada por el equilibrio de fuerzas intermoleculares entre el disolvente y
el soluto. Factores como la temperatura y la presión influyen en este
equilibrio, cambiando así la solubilidad.
Temperatura
La
solubilidad de un soluto en un determinado disolvente principalmente depende de
la temperatura. Para muchos sólidos disueltos en el agua líquida, la
solubilidad aumenta con la temperatura hasta 100 °C,2 aunque existen
casos que presentan un comportamiento inverso.
Los solutos
gaseosos muestran un comportamiento más complejo con la temperatura. Al
elevarse la temperatura, los gases generalmente se vuelven menos solubles en
agua (el mínimo que está por debajo de 120 ° C para la mayoría de gases).
El gráfico
muestra las curvas de solubilidad de algunas sales sólidas inorgánicas típicas.4 Muchas sales se
comportan como el nitrato de bario y el arseniato ácido disódico, y muestran un
gran aumento de la solubilidad con la temperatura. Algunos solutos (por
ejemplo, NaCl en agua) exhiben una solubilidad bastante independiente de la
temperatura. Unos pocos, como el sulfato de cerio (III) y elcarbonato
de litio, se vuelven menos solubles en agua a medida que aumenta la
temperatura. Esta dependencia de la temperatura se refiere a veces como
«retrógrada» o «solubilidad inversa». En ocasiones, se observa un patrón más
complejo, como con sulfato de sodio, donde el cristal decahidrato menos soluble
pierde agua de cristalización a 32 ° C para formar una fase anhidra más soluble.
En los siguientes videos veremos información sobre las soluciones de componentes químicos.
En éste enlace veremos un poco mas de soluciones.
EJERCICIOS DE SOLUCIONES
1
- Tenemos tres vasos con la misma cantidad de agua. En el vaso A hemos disuelto
una cucharada de sal común. En el vaso B hemos disueltodos cucharadas. En el
vaso C hemos disuelto tres cucharadas.
La
disolución A es más (1) ______________________ (concentrada / diluida) que la
B.
La
disolución A es más (2) ______________________ (concentrada / diluida) que la
C.
La disolución C es más (3) ______________________
(concentrada / diluida) que la B.
2-
Tenemos un vaso con agua en el que vamos echando sal común y agitando para disolverla.
Llegará un momento que no podamos disolver más; cuando estemos en dicha situación
diremos que la disolución se encuentra (1) _______________.
Si
logramos disolver algo más de sal de la que podría disolverse a esa
temperatura, diremos que la disolución se encuentra (2)_ ____________.
3.
¿Cómo podríamos tener disuelta más sal de la que admitiría a una temperatura determinada?
Primero
(3) _______________ (enfriamos / calentamos) la disolución para que se disolviera
más y luego la (4)________________ (enfriamos / calentamos).
Dejamos que se evapore parte del (5) _____________
(disolvente / soluto) lentamente.
3 - Preparación de disoluciones
Queremos
hacer dos litros de una disolución 3 g/l de azúcar en agua. ¿Cómo la debemos hacer?
(Pasos a seguir).
Proceso
|
¿Es correcto?
(Sí / No)
|
Si es correcto,
¿En qué orden se realiza?
(1, 2, 3,...)
En caso contrario
pon cero (0)
|
Disolver el soluto en un poco del disolvente
|
||
Echar dos litros de agua
|
||
Calcular la cantidad de azúcar que debemos echar
|
||
Completar con agua hasta llegar a los dos litros de disolución
|
||
Calcular la cantidad de disolvente que debemos echar
|
||
Pesar el soluto
|
Cálculo de concentraciones
4
- Queremos preparar 3 litros de una
disolución de sal común en agua, cuya concentración sea de 3 g / l. ¿Cuánta sal
común debemos pesar?
a)
9 g
b)
6 g
c)
1,5 g
d)
3 g
e)
Ninguno de los resultados indicados
f)
1 g
5
- Queremos preparar 3 litros de una
disolución de sal común en agua y disponemos de 30 g de sal, ¿qué concentración
en g/l obtendremos?
a)
10 g/l
b)
0,1 g/l
c)
90 g/l
d)
27 g/l
e)
60 g/l
f)
Ninguno de los resultados indicados
6
- Si tenemos 30 g de sal común y queremos preparar una disolución cuya concentración
sea 15 g/l, ¿cuál será el volumen de la disolución?
a)
2 l
b)
0,5 l
c)
45 l
d)
3 l
e)
Ninguno de los resultados indicados
Solubilidad (I)
7
- En los sólidos, la solubilidad normalmente (1) _________ (aumenta /
disminuye) al disminuir la temperatura.
En
los líquidos, la solubilidad (2) _________ (aumenta / disminuye) al disminuir la
temperatura.
En
los gases, la solubilidad (3) _________ (aumenta / disminuye) al disminuir la temperatura.
8 – Complete el siguiente cuadro dando 2 ejemplos
de soluciónes:
GAS
|
LIQUIDO
|
SOLIDO
|
|
GAS
|
|||
LIQUIDO
|
|||
SOLIDO
|
|||
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