Soluciones
1 Propiedades generales de las soluciones
El termino solución se usa en química para describir un sistema en el cual una
o más sustancias están mezcladas o disueltas en forma homogénea en otra
sustancia. El soluto es el componente que se disuelve, o es el menos abundante
en la soluciones. El solvente es el agente que se disuelve o el componente más
abundante de la solución.
2 Solubilidad
El termino solubilidad describe la cantidad de una sustancia (soluto) que se
disuelve en una cantidad específica de una sustancia (soluto) en condiciones
determinadas. Los líquidos que se pueden mezclar paraformar una solución son
miscibles; los que no forman soluciones o que por lo general son insolubles
entre sí, son inmiscibles.
La expresión cuantitativa de la cantidad de soluto disuelta en una cantidad
determinada de solvente se conoce como concentración de una solución.
3 Factores que afectan la solubilidad
Naturaleza del soluto y del solvente
Las sustancias polares o iónicas tienden a ser más compatibles, o solubles, con
las demás sustancias polares. Las sustancias no polares tienden a ser
compatibles con otras sustancias no polares y menos miscibles con las
sustancias polares.
Efecto de la temperatura en la solubilidad
La solubilidad de casi todos los solutos es limitada en un solvente específico
a determinada temperatura. La solubilidad de algunos sólidos aumenta muy poco
con el incremento de temperatura; la solubilidad de otros sólidos disminuye al
aumentar la temperatura.
Efecto de la presión en la solubilidad
La solubilidad de un gas en un líquido es directamente proporcional a la
presión de ese gas sobre la solución. Así, la cantidad de gas que se disuelve
se duplica si la presión de ese gas sobre la solución se duplica.
Soluciones saturadas, no saturadas y sobresaturadas
Por consiguiente, en una solución saturada el soluto disuelto esta en
equilibrio con el soluto no disuelto. Una solución saturada puede ser diluida o
concentrada, dependiendo de la solubilidad del soluto. Una solución no saturada
contiene menos soluto por unidad de volumen que le corresponde a una solución
saturada.
En ciertas circunstancias se pueden preparar soluciones donde haya más soluto
que elnecesario en una solución saturada a una temperatura dad. Se dice que estas
soluciones están o son sobresaturadas.
4 Rapidez de disolución de los sólidos
1.- Tamaño de partícula. La superficie de un sólido que este en contacto con el
solvente es la única parte del sólido que puede disolverse. Debido a que la
relación de superficie/volumen aumenta a medida que disminuye el tamaño, los
cristales muy pequeños se disuelven con más rapidez que los grandes.
2.-Temperatura. En casi todos los casos, la rapidez de disolución de un sólido
aumenta con la temperatura.
3.-Concentracion de la solución. Cuando el soluto y el solvente se mezclan por
primera vez, la rapidez de disolución es máxima. A medida que la concentración
de la solución aumenta y se acerca más a la saturación, la rapidez de
disolución disminuye en forma significativa.
4.-Agitacion. El efecto de la agitación es cinético. Cuando un sólido se pone
en contacto por primera vez con agua, este entra en contacto solo con el
solvente que se halla en su vecindad inmediata.
5 Soluciones como medio de reacción
Muchos sólidos deben disolverse para que tenga lugar una reacción química entre
ellos. Podemos escribir la ecuación de la reacción de doble desplazamiento que
ocurre el cloruro de sodio y el nitrato de plata.
NaCI + AgCI3 ---------- AgCI + NaNO3
Las soluciones también actúan como diluyentes en reacciones en las que los
reactivos sin diluir se combinarían en forma violenta.
6 Concentración de las soluciones
La concentración de una solución expresa la cantidad de soluto disuelta en
determinada cantidad de solvente o de solución. Como lasreacciones suelen
llevarse a cabo en solución, es indispensable entender los métodos para
expresar la concentración y saber cómo preparar las soluciones de determinada
concentración.
Soluciones diluidas y concentradas
Cuando decimos que una solución es diluida o concentrada expresamos, en forma
relativa, la cantidad presente de soluto. El termino solución diluida,
entonces, describe una solución que contiene una cantidad relativamente pequeña
de soluto disuelta. Por el contrario, una solución concentrada contiene
cantidades relativamente grandes del soluto disueltas.
Concentración de una solución expresada en porcentaje en masa (m/m)
En el método de porcentaje en masa, la concentración de una solución se expresa
como porcentaje de soluto en determina masa de solución. Suponga que tomamos un
frasco del anaquel de reactivos que dice “hidróxido de sodio, NaOH, 10%”. Esta
leyenda significa que por cada 100 g de esa solución, 10 g serán de NaOH y 90 g
serán de agua.
Concentración de una solución expresada en porcentaje masa/volumen (m/v)
Con este sistema, una solución de glucosa a 10.00% (m/v) se prepara disolviendo
10.0 g de glucosa en agua, diluyendo a 100 ml y mezclando.
La solución a 10.0% (m/v)
También puede prepararse por disolución y dilución de 20.0 g a 200mL, 50.0 g a
500mL, etc.
Concentración de una solución expresada en porcentaje volumen/ volumen (v/v)
La concentración de solución que se preparan con dos líquidos suelen expresarse
en términos de porcentaje en volumen con respecto al soluto. Es el volumen de
un líquido en 100 mL de solución.
Molaridad
Enla expresión de la concentración de soluciones en porcentaje en masa no se
tiene en cuenta ni se expresa la masa molar del soluto en la solución. Por
ejemplo, 100 g de solución de NaOH a 10.0% contienen 100g de NaOH; 1000 g de
solución de KOH a 10.0% contienen 100 g de KOH.
Problemas de dilución
Con frecuencia es necesario diluir una solución de determinada concentración
para obtener otra de menor concentración añadiendo mas solvente
7 Propiedades coligativas de las soluciones
La solución que se forma por adición de un soluto no volátil a un solvente
tiene un punto de congelación mas bajo, un punto de ebullición mas alto y una
presión de vapor mas baja que los del solvente puro. Estos efectos están
relacionados.
8 Osmosis y presión osmótica
Una membrana semipermeable permite el paso de moléculas de agua (solvente) a
través de ellas, en cualquier dirección pero evita el paso de moléculas o iones
de soluto de mayor tamaño
