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Disoluciones. Tipos y ejemplos

disoluciones

En química se denomina disolución a una mezcla que se caracteriza por ser homogénea y la cual está constituida por dos o más diversas sustancias. El componente que se encuentra en un estado físico, que es distinto, se llama soluto. En cambio, la sustancia que tiene un estado físico igual al de la disolución es un disolvente. En este caso, para que exista algún cambio energético o una reacción química debe de haber una ruptura de los enlaces.

El soluto puede estar en cualquier estado sea líquido, gaseoso o sólido, mientras que el disolvente también puede tener alguna de estas características. El mejor ejemplo es el agua que tiene gas. En este caso, el dióxido de carbono se disuelve en líquido el cual es el agua. Esto es muy común en la zona de la atmósfera, donde siempre hay mezclas de gases las cuales vienen siendo disoluciones

Tipos de disoluciones

Es importante acotar que no se debe confundir a las disoluciones verdaderas de las llamadas suspensiones, ni tampoco con las disoluciones coloidales. Estas tienen partículas del soluto del tipo molecular dispersos con las moléculas disolventes.

Cuando se realiza un examen microscópico se observa que las disoluciones son homogéneas y por ello el soluto no se separa siquiera por medio de la filtración. Por ejemplo, sucede que ácidos, sales y bases se pueden ionizar cuando éstas se disuelven en agua. Igualmente, hay algunos tipos de metales que también pueden ser solubles en otros cuando están en estado líquido. Cuando esto sucede, ambos metales se solidifican manteniendo las mismas características de la mezcla en relación a los átomos.

Una de las principales características de las disoluciones es que estas primero pasan por una fase homogénea, lo cual quiere decir que se mantienen las mismas características en relación al color, aspecto, sabor y otras que se mantendrán iguales. En el caso de que una disolución sea turbia, ya no se considera que es una disolución, si bien existen con diferentes estados físicos

Las disoluciones también se caracterizan por tener partículas de soluto, las cuales tienen un tamaño menor en comparación con otros tipos de mezclas. Cuando una disolución se deja en reposo durante un determinado período de tiempo, esto dará como resultado que las fases no se separen así como tampoco se observa sedimentación. Esto quiere decir que las partículas no se depositan en la parte del fondo de donde se encuentra contenida. Además, sucede que las disoluciones suelen ser transparentes permitiendo el paso de la luz.

Hay diferentes tipos de disoluciones químicas, las cuales se clasifican de acuerdo a las características de la concentración de los elementos que la integran.

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1) Las disoluciones diluidas son aquellas que poseen una reducida cantidad de soluto, en este caso el disolvente seguirá admitiendo más de un soluto.

2) Las disoluciones concentradas son aquellas que poseen gran cantidad de soluto que está disuelto. En este caso, el disolvente aún podrá admitir más de un soluto.

3) Las disoluciones saturadas son las que se caracterizan por tener una temperatura determinada que hará que no sea posible seguir admitiendo otro soluto. En el caso de que la temperatura aumente, habrá mayor posibilidad de que la capacidad para poder admitir a otros solutos.

4) Las disoluciones sobresaturadas son las que se caracterizan por tener una temperatura determinada aún ya estando saturadas. Por ello, se decide aumentar la temperatura con el fin de poder aplicar mayor cantidad de soluto posteriormente se baja de nuevo la temperatura con la finalidad de que no se precipite. En el caso de añadir más absoluto, o realizar un movimiento brusco, el resultado será que la disolución se precipite

Ocurre que las disoluciones tienen diversas propiedades físicas, las cuales pueden alterarse de acuerdo a la cantidad de soluto presente en la mezcla. Cuando se aumenta la cantidad da como resultado que el punto de ebullición aumente; y en cambio el punto de solidificación disminuya. Cuando se quiere evitar que el agua se congele, se procede a utilizar como método añadir un anticongelante que viene siendo el soluto, debido a que éste ayuda reducir la presión del vapor del disolvente.

También, las disoluciones se caracterizan por tener la capacidad de poder ejercer una presión osmótica determinada. Cuando se procede a separar dos disoluciones que tienen concentraciones diferentes, esto se realiza utilizando una membrana semipermeable la cual funciona controlando el paso de las moléculas del disolvente pero a la vez detendrá el paso de las moléculas del soluto. Esto dará como resultado que las moléculas del disolvente tengan una menor concentración en la disolución.

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Ejemplos de disoluciones

Hay varios ejemplos de disoluciones. Estas mezclas se caracterizan por ser homogéneas, lo cual hace que sea difícil distinguir cuáles son las sustancias que la conforman. Lo cierto es que la sustancia que poseer una mayor proporción es el disolvente, que comúnmente viene siendo el agua. El soluto es la sustancia que cumple la función de disolver y ésta puede estar en un estado sólido, como puede ser la sal común, mientras que el estado líquido puede ser el alcohol y en estado gaseoso podría ser el ácido clorhídrico

La solubilidad se refiere a la capacidad de poder disolverse en otra sustancia, en el caso de un soluto es la cantidad del mismo. El alcohol, así como el agua, pueden disolverse mutuamente en proporciones variadas. Cuando se disuelve azúcar en agua, si se añade más cantidad del azúcar se puede llegar a un punto en el cual ya no será posible seguir disolviéndolo, ya que pasa a ser una disolución saturada

También, se define como solubilidad como la capacidad de un compuesto bajo condiciones determinadas de temperatura. En este caso, la solubilidad vendría siendo la cantidad máxima con la cual ese compuesto podrá ser disuelto dentro de una disolución. En la mayoría de los casos, la solubilidad de diversas sustancias podrá aumentar en caso de que la temperatura aumente. Por ejemplo, los gases ―así como las sales orgánicas de calcio ―tienen una solubilidad que aumenta dentro de un líquido cuando disminuye la temperatura

La realidad es que las sustancias poseen una solubilidad diversa, lo cual convierte a algunas que sean más solubles que otras. Las que poseen mayor solubilidad son el azúcar, sal de cocina así como el vinagre. En cambio, las sustancias que se consideran insolubles vendrían siendo por ejemplo el bicarbonato de sodio.

Fórmulas disoluciones

La manera con la cual si expresa cuáles son las características de la concentración de una disolución se realiza de dos formas.

En primer lugar, se puede utilizar gramos por litro expresado de la siguiente forma g/l. También, se expresa como molaridad expresado de la siguiente forma M.

En el caso de los gramos por litro se utiliza para indicar cuál es la cantidad de la masa del soluto que se encuentra contenido en un determinado volumen de la disolución que se expresa en litros. Por ejemplo, el cloruro de sodio tiene una concentración de 40 g/l, esto quiere decir que hay 40 g de cloruro de sodio en un litro de disolución.

Se define como molaridad a la cantidad de la sustancia del soluto lo cual se expresa en moles. Ésta se encuentra contenida en una determinada cantidad de volumen de la disolución, lo cual se expresa también en litros. Se entiende de la siguiente manera M = n/V, lo cual indica que el número de moles del soluto es equivalente al cociente de la masa de soluto y la masa de mol.

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Ejercicios de disoluciones

Por ejemplo, si se está buscando cuales la molaridad de una disolución, la cual se compone de 70 g de cloruro de sodio (NaCl) el cual ha sido disuelto hasta tener como resultado 2 litros de disolución.

Lo primero que se realiza es calcular cuántos moles hay de NaCl, en este caso la masa molar de este elemento es el resultado de la suma de las masas atómicas 23 + 35,5 = 58,5 g/mol. El resultado es que la cantidad de moles es la siguiente 70/58,5 = 1,2 y, por tanto, M = 1,2/2= 0,6 M (0,6 molar).

Se considera que nada más hay una disolución en el caso de que esta sea diluida con una cantidad pequeña de soluto. En el caso de que la cantidad disuelta sea más grande, se considera que es una disolución concentrada. En cambio, sí ya no es posible disolver más cantidad de sustancia entonces se considera que es una disolución saturada. La composición de las disoluciones se expresa tomando en cuenta la cantidad del soluto disuelto, así como la cantidad del disolvente y la disolución que se han formado

Es posible obtener disoluciones que son similares si se disuelven 10 g de sal común en 100 mL de agua, en comparación a si se disuelven los mismos elementos en una proporción de 20 g en 200 mL. Esto pasa porque la proporción se mantiene igual, por ello estas dos disoluciones tendrá propiedades similares

Para hacer el cálculo se realizan los siguientes pasos:

  • Medir los gramos por litro (g/L)
  • Medir la masa de soluto que ha sido disuelta por cada litro de disolvente o de disolución (m/V).
  • Calcular el porcentaje en masa (%)
  • Medir cual es el porcentaje de la masa de soluto con respecto a la disolución que se ha formado.
  • Calcular la concentración (mol/L)

Para medir la cantidad de soluto, o de una sustancia por cada litro de disolución, se realiza primero determinando cual es la composición en g/L. Luego se pasa a la masa de la sustancia para lo cual se procede a dividir por la masa molar del soluto. Por ejemplo, cuando se lee las etiquetas de botellas con reactivos. Entonces, se puede observar que se indica que la densidad de la disolución así como el porcentaje del peso del soluto.

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