Disoluciones: definición y tipos
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QUE SON LAS DISOLUCIONES?
Las disoluciones son mezclas homogeneas de un soluto con un solvente (o disolvente), mezclas intimas a escala molecular. Podemos decir intimas porque en el proceso de formacion de la mezcla las interacciones se producen entre iones y moleculas individuales. El soluto es el componente minoritario y rl disolvente o solvente es el componente que se encuentra en mayor proporcion en la mezcla. En este tipo de mezclas, el soluto se distribuye uniformemente por todo el volumen de la disolucion, configurando un sistema homogeneo.
TABLA 3.1 ejemplos de las disoluciones
SOLUTO DISOLVENTE
SOLIDO LIQUIDO GASEOSO
solido oro y plata juntos azucar en agua polvo muy fino en aire
liquido mercurio en cobre agua en atanol aire humedo
gas aire en arena oxigeno en agua oxigeno de nitrogeno
Las disoluciones verdaderas se diferencian de las llamadas dispersiones coloidales o simplemente coloides en el tamaño de las particulas del soluto. En una disolucion, las particulas del soluto son mas pequeñas que en los coloides. Lois tamaños de las particulas coloidas pueden variar entre 10 a 2000 A y estar constituidas por muchos atomos, iones o moleculas, aunque tambien puede consistir en una sola macromolecula.
LAS MEZCLAS DE LIQUIDOS
En un sistema material, las partes homogeneas se denominan fases. Las disoluciones, al igual que las sustancias puras en un estado fisico determinado, se consideran formadas por una fase. Cuando dos sustancias liquidas al mezclarse en todas las proporciones forman una sola fase, una mezcla homogenea o disolucion, se dice que los liquidos son miscibles. Si al mezclar dos liquidos se forman dos fases, se considera que los liquidos son inmiscibles entre si.
LAS DISOLUCIONES ACUOSAS
El agua es un compuesto con caracteristicas extraordinarias. Recuerda que sus temperaturas de fusion y de ebullicion son mucho mas altas que las de los otros hidruros, que se expande al congelarse, que posee una alta capacidad calorifica y que tiene una gran tension superficial. El agua tiene, ademas, la importantisima propiedad de ser capaz de disolver ena enorme variedad de sustancias. Definitivamente, sin el agua y sus propiedades tan particulares, la vida desapareceria sobre la tierra. Todas esta propiedades caracteristicas del agua se deben a su estructura molecular, a la alta polaridad de su molecula y a que en estado liquido y solido las moleculas se asocian fuertemente a traves de puentes de hidrogeno. Se denominan disoluciones acuosas aquellas en que el disolvente (o el solvente) es el agua y el soluto lo constituye otro u otros componentes. Cuando agregamos pequeñas cantidades de azucar (C6 H12 O6) o sal (NaCl) al agua, hacemos una disolucion acuosa en que el agua es el disolvente y el azucar o la sal son los solutos.
¿EN QUE CONSISTE EL PROCESO DE DISOLUCION?
Una disolucion acuosa se forma cuando una sustancia se dispara uniformemente en el agua. La disolucionde un solido en agua es un proceso complejo. Cuando una sustancia se disuelve en agua, las fuerzas de atraccion entre las particulas del soluto y del disolvente deben ser mayores que las fuerzas atractivas entre las moleculas de agua pura o entre las particulas del soluto puro.
Anteriormente estudiamos las caracteristicas y propiedades de los compuestos ionicos y vimos que los mismo tiene una elevada energia de enlace, constituyendo un reticulo cristalino. Considerando lo anterior, ¿como se explica que sustancias ionicas muy polares se disuelven con facilidad en el agua?
En forma esquematica, en el proceso de disolucion de una sal (compuesto ionico) en agua, podemos distinguir tres etapas. En las dos primeras ocurre la separacion de los ionesdel soluto y la separacion de las moleculas del disolvente, las cuales corresponden a procesos endotermicos (absorven energia). En la tercera etapa se produce la interaccion entre el soluto y el disolvente y corresponde a un proceso exotermico (liberan energia).
SOLUBILIDAD
La solubilidad es la maxima cantidad de sustancia que se puede disolver a una temperatura dada en una cierta cantidad de disolvente y formar una disolucion estable. Cuando se ha disuelto el maximo de soluto en un volumen de disolvente se dice que la disolucion esta saturada. Al agregar mayor cantidad de soluto a una disolucion saturada, el mismo no se disuelve mas.
La solubilidad se puede expresar en gramos de soluto por 100 gr de disolvente o en concentracion molar (mol de soluto por litro de disolucion).
Se considera que una disolucion esta insaturada o no saturada si la masa de soluto disuelto es menor que la correspondiente a la de saturacion. Por otra parte, hay situaciones en que la masa del soluto disuleto puede ser temporalmente mayor que la correspondiente a la de saturacion. En estos casos se dice que la disolucion esta sobresaturada.
LA CONCENTRACION DE UNA DISOLUCION
Las propiedades de una disolucion dependen de la naturaleza de sus componentes y tambien de la proporcion en la que estos participan en su formacion. La concentracion de una disolucion es la cantidad de soluto disuelta en una cantidad unitaria de disolvente o de disolucion. En forma cualitativa decimos que una disolucion es la cantidad de soluto con relacion a otra que posee menos soluto disuelto, llamada disolucion diluida. Sin embargo, al conocer cuantitativamente la concentracion de una solucion, podemos calcular la masa de los componentes de un cierto volumen de ella. Aunque la forma aceptada por SI (sistema internacional de pesos y medidas) de expresar la concentracion es la molaridad o concentracion molar, se utilizan diversas formas para representar la relacion cuantitativa del soluto con el disolvente en una disolucion.
LA CONCENTRACION MOLAR (C)
Se define como la cantidad de sustancia de soluto, expresada en moles, contenida en 1 litro de disolucion.
concentracion molar=cantidad de soluto (mol)= mol/L
volumen de disolucion (L)=
PORCENTAJE EN MASA
Expresa la relacion porcentual entre la masa del soluto disuelto y la masa de la disolucion (ambas en gramos). Su calculo requiere considerar separadamente la masa del soluto y la del disolvente, considerando que la masa de la disolucion es la suma de la del soluto mas la del disolvente. Se abrevia como % m/m y nos indica la masa del soluto disuelto por cada 100 gr de disolucion.
% m/m=masa del soluto (g) x 100
masa de disolucion (g)
PORCENTAJE EN VOLUMEN
Indica la relacion porcentual del volumen del soluto disuelto, expresado en mililitros, respecto al volumen de la disolucion, tambien expresado en mililitros. Esta unidad tambien se denota como % v/v y nos indica el volumen del soluto disuelto por cada 100 ml de disolucion.
% v / v =volumen de soluto ( ml ) x 100
volumen de disolucion ( ml )
Las disoluciones son mezclas homogeneas de un soluto con un solvente (o disolvente), mezclas intimas a escala molecular. Podemos decir intimas porque en el proceso de formacion de la mezcla las interacciones se producen entre iones y moleculas individuales. El soluto es el componente minoritario y rl disolvente o solvente es el componente que se encuentra en mayor proporcion en la mezcla. En este tipo de mezclas, el soluto se distribuye uniformemente por todo el volumen de la disolucion, configurando un sistema homogeneo.
TABLA 3.1 ejemplos de las disoluciones
SOLUTO DISOLVENTE
SOLIDO LIQUIDO GASEOSO
solido oro y plata juntos azucar en agua polvo muy fino en aire
liquido mercurio en cobre agua en atanol aire humedo
gas aire en arena oxigeno en agua oxigeno de nitrogeno
Las disoluciones verdaderas se diferencian de las llamadas dispersiones coloidales o simplemente coloides en el tamaño de las particulas del soluto. En una disolucion, las particulas del soluto son mas pequeñas que en los coloides. Lois tamaños de las particulas coloidas pueden variar entre 10 a 2000 A y estar constituidas por muchos atomos, iones o moleculas, aunque tambien puede consistir en una sola macromolecula.
LAS MEZCLAS DE LIQUIDOS
En un sistema material, las partes homogeneas se denominan fases. Las disoluciones, al igual que las sustancias puras en un estado fisico determinado, se consideran formadas por una fase. Cuando dos sustancias liquidas al mezclarse en todas las proporciones forman una sola fase, una mezcla homogenea o disolucion, se dice que los liquidos son miscibles. Si al mezclar dos liquidos se forman dos fases, se considera que los liquidos son inmiscibles entre si.
LAS DISOLUCIONES ACUOSAS
El agua es un compuesto con caracteristicas extraordinarias. Recuerda que sus temperaturas de fusion y de ebullicion son mucho mas altas que las de los otros hidruros, que se expande al congelarse, que posee una alta capacidad calorifica y que tiene una gran tension superficial. El agua tiene, ademas, la importantisima propiedad de ser capaz de disolver ena enorme variedad de sustancias. Definitivamente, sin el agua y sus propiedades tan particulares, la vida desapareceria sobre la tierra. Todas esta propiedades caracteristicas del agua se deben a su estructura molecular, a la alta polaridad de su molecula y a que en estado liquido y solido las moleculas se asocian fuertemente a traves de puentes de hidrogeno. Se denominan disoluciones acuosas aquellas en que el disolvente (o el solvente) es el agua y el soluto lo constituye otro u otros componentes. Cuando agregamos pequeñas cantidades de azucar (C6 H12 O6) o sal (NaCl) al agua, hacemos una disolucion acuosa en que el agua es el disolvente y el azucar o la sal son los solutos.
¿EN QUE CONSISTE EL PROCESO DE DISOLUCION?
Una disolucion acuosa se forma cuando una sustancia se dispara uniformemente en el agua. La disolucionde un solido en agua es un proceso complejo. Cuando una sustancia se disuelve en agua, las fuerzas de atraccion entre las particulas del soluto y del disolvente deben ser mayores que las fuerzas atractivas entre las moleculas de agua pura o entre las particulas del soluto puro.
Anteriormente estudiamos las caracteristicas y propiedades de los compuestos ionicos y vimos que los mismo tiene una elevada energia de enlace, constituyendo un reticulo cristalino. Considerando lo anterior, ¿como se explica que sustancias ionicas muy polares se disuelven con facilidad en el agua?
En forma esquematica, en el proceso de disolucion de una sal (compuesto ionico) en agua, podemos distinguir tres etapas. En las dos primeras ocurre la separacion de los ionesdel soluto y la separacion de las moleculas del disolvente, las cuales corresponden a procesos endotermicos (absorven energia). En la tercera etapa se produce la interaccion entre el soluto y el disolvente y corresponde a un proceso exotermico (liberan energia).
SOLUBILIDAD
La solubilidad es la maxima cantidad de sustancia que se puede disolver a una temperatura dada en una cierta cantidad de disolvente y formar una disolucion estable. Cuando se ha disuelto el maximo de soluto en un volumen de disolvente se dice que la disolucion esta saturada. Al agregar mayor cantidad de soluto a una disolucion saturada, el mismo no se disuelve mas.
La solubilidad se puede expresar en gramos de soluto por 100 gr de disolvente o en concentracion molar (mol de soluto por litro de disolucion).
Se considera que una disolucion esta insaturada o no saturada si la masa de soluto disuelto es menor que la correspondiente a la de saturacion. Por otra parte, hay situaciones en que la masa del soluto disuleto puede ser temporalmente mayor que la correspondiente a la de saturacion. En estos casos se dice que la disolucion esta sobresaturada.
LA CONCENTRACION DE UNA DISOLUCION
Las propiedades de una disolucion dependen de la naturaleza de sus componentes y tambien de la proporcion en la que estos participan en su formacion. La concentracion de una disolucion es la cantidad de soluto disuelta en una cantidad unitaria de disolvente o de disolucion. En forma cualitativa decimos que una disolucion es la cantidad de soluto con relacion a otra que posee menos soluto disuelto, llamada disolucion diluida. Sin embargo, al conocer cuantitativamente la concentracion de una solucion, podemos calcular la masa de los componentes de un cierto volumen de ella. Aunque la forma aceptada por SI (sistema internacional de pesos y medidas) de expresar la concentracion es la molaridad o concentracion molar, se utilizan diversas formas para representar la relacion cuantitativa del soluto con el disolvente en una disolucion.
LA CONCENTRACION MOLAR (C)
Se define como la cantidad de sustancia de soluto, expresada en moles, contenida en 1 litro de disolucion.
concentracion molar=cantidad de soluto (mol)= mol/L
volumen de disolucion (L)=
PORCENTAJE EN MASA
Expresa la relacion porcentual entre la masa del soluto disuelto y la masa de la disolucion (ambas en gramos). Su calculo requiere considerar separadamente la masa del soluto y la del disolvente, considerando que la masa de la disolucion es la suma de la del soluto mas la del disolvente. Se abrevia como % m/m y nos indica la masa del soluto disuelto por cada 100 gr de disolucion.
% m/m=masa del soluto (g) x 100
masa de disolucion (g)
PORCENTAJE EN VOLUMEN
Indica la relacion porcentual del volumen del soluto disuelto, expresado en mililitros, respecto al volumen de la disolucion, tambien expresado en mililitros. Esta unidad tambien se denota como % v/v y nos indica el volumen del soluto disuelto por cada 100 ml de disolucion.
% v / v =volumen de soluto ( ml ) x 100
volumen de disolucion ( ml )