Las soluciones en química, son mezclas homogéneas de sustancias en iguales
o distintos estados de agregación. La concentración de una solución constituye
una de sus principales características. Bastantes propiedades de las soluciones
dependen exclusivamente de la concentración. Su estudio resulta de interés tanto para la física como para la química. Algunos
ejemplos de soluciones son: agua salada, oxígeno y nitrógeno del aire, el gas carbónico en los refrescos y todas
las propiedades: color, sabor, densidad, punto de fusión y ebullición dependen de las
cantidades que pongamos de las diferentes sustancias.
La sustancia presente en mayor
cantidad suele recibir el nombre de solvente, y a la de menor cantidad se le
llama soluto y es la sustancia disuelta.
El soluto puede ser un gas, un
líquido o un sólido, y el solvente puede ser también un gas, un líquido o un
sólido. El agua con gas es un ejemplo de un gas
(dióxido de carbono) disuelto en un líquido (agua).
Las mezclas de gases, son soluciones. Las soluciones
verdaderas se diferencian de las soluciones coloidales y de las suspensiones en
que las partículas del soluto son de tamaño molecular, y se encuentran
dispersas entre las moléculas del solvente.
SOLUBILIDAD
La solubilidad es la capacidad que
tiene una sustancia para disolverse en otra, la solubilidad de un soluto es la
cantidad de este.
Algunos líquidos, como el agua y el alcohol, pueden disolverse entre ellos en
cualquier proporción. En una solución de azúcar en agua, puede suceder que, si se
le sigue añadiendo más azúcar, se llegue a un punto en el que ya no se
disolverá más, pues la solución está saturada.
La solubilidad de un compuesto en un
solvente concreto y a una temperatura y presión dadas
se define como la cantidad máxima de ese compuesto que puede ser disuelta en la
solución. En la mayoría de las sustancias, la solubilidad aumenta al aumentar
la temperatura del solvente. En el caso de sustancias como los gases o sales
orgánicas de calcio, la solubilidad en un líquido aumenta a medida que
disminuye la temperatura.
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PROPIEDADES FISICAS DE
LAS SOLUCIONES
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Cuando se añade un soluto a un solvente, se alteran algunas propiedades físicas del solvente. Al aumentar la cantidad del soluto, sube el punto de ebullición y desciende el punto de solidificación. Así, para evitar la congelación del agua utilizada en la refrigeración de los motores de los automóviles, se le añade un anticongelante (soluto). Pero cuando se añade un soluto se rebaja la presión de vapor del solvente.
Otra propiedad destacable de una solución es su
capacidad para ejercer una presión osmótica. Si separamos dos soluciones de
concentraciones diferentes por una membrana semipermeable (una membrana que
permite el paso de las moléculas del solvente, pero impide el paso de las del
soluto), las moléculas del solvente pasarán de la solución menos concentrada a
la solución de mayor concentración, haciendo a esta última más diluida. Estas
son algunas de las características de las soluciones:
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Las partículas de soluto tienen menor tamaño que en las otras clases de
mezclas.
·
Presentan una sola fase, es decir, son homogéneas.
·
Si se dejan en reposo durante un tiempo, las fases no se separan ni se
observa sedimentación, es decir las partículas no se depositan en el fondo del
recipiente.
·
Sus componentes o fases no pueden separarse por filtración
Concentración de una solución
La concentración de una solución lo da el número de
moléculas que tenga que tenga el soluto de una sustancia y el número de
moléculas que tiene el resto de la sustancia.
Clasificación de las soluciones
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PÒR SU ESTADO DE
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POR SU CONCENTRACION
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SÓLIDAS
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SOLUCION
NO-SATURADA; es aquella en donde la fase dispersa y la dispersante no
están en equilibrio a
una temperatura dada; es decir, ellas pueden admitir más soluto hasta
alcanzar su grado de saturación.
Ej: a
0 ºC 100 g de agua disuelven 37,5 NaCl, es decir, a la temperatura dada, una
disolución que contengan 20g NaCl en 100g de agua, es no saturada.
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LIQUIDAS
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SOLUCION
SATURADA: en estas disoluciones hay un equilibrio entre la fase
dispersa y el medio dispersante, ya que a la temperatura que se tome en consideración,
el solvente no es capaz de disolver más soluto. Ej una disolución acuosa
saturada de NaCl es aquella que contiene 37,5 disueltos en 100 g de agua 0
ºC.
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GASEOSAS
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SOLUCION
SOBRE SATURADA: representan un tipo de disolución inestable, ya que presenta
disuelto más soluto que el permitido para la temperatura dada.
Para
preparar este tipo de disoluciones se agrega soluto en exceso, a elevada
temperatura y luego se enfría el sistema
lentamente. Estas soluciones son inestables, ya que al añadir un cristal muy
pequeño del soluto, el exceso existente precipita; de igual manera sucede con
un cambio brusco de temperatura.
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El agua es la biomolécula más abundante del ser humano,
constituye un 65-70 % del peso total del cuerpo. Esta proporción debe
mantenerse muy próxima a estos valores para
mantener la homeóstasis hídrica, por lo contrario el organismo se ve frente a
situaciones patológicas debidas a la deshidratación o la retención de líquidos.
La importancia del estudio de la biomolécula agua radica en el hecho de que la
totalidad de las reacciones bioquímicas se realizan en el seno del agua, todos
los nutrientes se transportan en el seno del 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.
Mayor
o menor concentración
Ya
dijimos que las disoluciones son mezclas de dos o más sustancias, por lo tanto
se pueden mezclar agregando distintas cantidades: Para saber exactamente la
cantidad de soluto y de solvente de una disolución se utiliza una magnitud
denominada concentración.
Dependiendo
de su concentración, las disoluciones se clasifican en diluidas,
concentradas, saturadas, sobresaturadas.
Diluidas:
si la cantidad de soluto respecto del solvente es pequeña. Ejemplo: una
solución de 1 gramo de sal de mesa en 100 gramos de agua.
Concentradas:
si la proporción de soluto con respecto del solvente es grande. Ejemplo: una
disolución de 25 gramos de sal de mesa en 100 gramos de agua.
Saturadas:
se dice que una disolución está saturada a una determinada temperatura cuando
no admite más cantidad de soluto disuelto. Ejemplo: 36 gramos de sal de mesa en
100 gramos de agua a 20º C.
Si
intentamos disolver 38 gramos de sal en 100 gramos de agua, sólo se disolvería
36 gramos y los 2 gramos restantes permanecerán en el fondo del vaso sin
disolverse.
Sobresaturadas:
disolución que contiene mayor cantidad de soluto que la permitida a una
temperatura determinada. La sobresaturación se produce por enfriamientos
rápidos o por descompresiones bruscas. Ejemplo: al sacar el corcho a una
botella de refresco gaseoso.
