Solucion y concentracion

SOLUCIÓN Y CONCENTRACIÓN:

Materia: es todo lo que ocupa un lugar en el espacio, tiene masa, tiene una energía medible y está sujeto a cambios en el tiempo y a interacciones con aparatos de medida.

-La materia tiene propiedades como son masa, peso, volumen, densidad, corrosividad, etc.  

Unas son extensivas (volumen, masa, peso) y otras son intensivas (densidad, punto de fusión, peso especifico).

Algunas son físicas y otras químicas.

- La materia puede cambiar físicamente y químicamente.

-Una forma de clasificar la materia es en sustancias y mezclas.

•Las sustancias tienen una composición fija y sus componentes solo se pueden separar por vía de procesos químicos. Las representan los elementos y los compuestos.

1-Los elementos están constituidos por átomos del mismo tipo por tanto este tipo de materia no se puede descomponer en otras sustancias más simples.

ej.: carbono (C), hierro (Fe), Magnesio (Mg), cloro (Cl), sodio (Na), calcio (Ca), mercurio (Hg), hidrogeno (H), argón (Ar), cobre (Cu), aluminio (Al), uranio (U), etc.

2-Los compuestos resultan cuando se unen dos o más elementos diferentes en una proporción fija.

Por medio de procesos químicos estos se pueden separar para obtener los elementos que los forman, como el agua se separa en hidrogeno (H) y oxigeno (O) usando la electrolisis.

•Las mezclas son combinaciones de dos o más sustancias de tal modo que entre éstas no se formen enlaces químicos y se puedan separar por métodos meramente físicos.

Las mezclas pueden ser de tres clases:

Soluciones.

Dispersiones coloidales.

Mezclas groseras o suspensiones.

1- Las soluciones o disoluciones son mezclas homogéneas de dos o más componentes.  

Son homogéneas porque poseen una sola fase, es decir sus partes no se pueden distinguir ni siquiera con el microscopio electrónico. Esto es debido al tamaño de las partículas de los componentes que es semejante al tamaño de los iones y moléculas.

Las soluciones son estables y no producen precipitado aun en la ultra centrifugación.

2- Los  coloides son mezclas heterogéneas, porque hay más de una fase y estas se pueden separar espontáneamente con el tiempo o inducirla por medio de centrifuga moderada. El tamaño de las partículas disueltas oscila entre 10 y 100 angstrom (Å).

3- Las suspensiones son mezclas heterogéneas e inestables. Aquí los componentes se pueden separar espontáneamente debido al gran tamaño de las partículas disueltas. Las partículas dispersas tienen un tamaño de más de 1000 Å.

Los componentes de una solución son el soluto  o sustancia disuelta o fase dispersa y el solvente (disolvente) o medio dispersante.

El solvente generalmente es la sustancia que se encuentra en mayor cantidad. (Cuando el agua es uno de los componentes esta se considera el solvente, aunque este en menor cantidad).

Las soluciones pueden ser gaseosas, solidas (aleaciones) y liquidas, dependiendo en el estado en que se encuentren sus componentes.

Notas: No puede existir una solución de solido en gas porque serian dos fases en cuyo caso se trataría de un aerosol que es un tipo de coloide, igual ocurre con un liquido disuelto en un gas, ya que el liquido debería pasar al estado gaseoso (debe evaporarse)  y entonces sería una solución de gas en gas.

Tampoco existe solución de liquido en solido, pues este es otro tipo de coloide llamado gel.

La Solubilidad

“La solubilidad es la medida o magnitud que indica la cantidad máxima de soluto que puede disolverse en una cantidad determinada de solvente y a una temperatura dada”.

Las unidades de expresión para la solubilidad son variadas, en general se expresa en gramos de soluto /100ml de agua o gramos de soluto/1000ml de agua.

Ejemplo: La solubilidad de la sal común (cloruro de sodio) es de 36g/100ml de agua a 25ºC.

Este valor indica que en un litro de agua (1000ml) a 25ºC, la cantidad máxima de cloruro de sodio que se puede disolver es 360 gramos.

Pueden presentarse dos situaciones en particular para la solubilidad:

1-  Si dos solutos son solubles en un mismo solvente, dependiendo de las cantidades (pequeñas) pueden disolverse ambos sin ninguna dificultad, pero en general la sustancia de mayor solubilidad desplaza de la solución a la de menor solubilidad.

Ejemplo: al agregar azúcar o sal a una bebida, inmediatamente se produce el escape del gas disuelto en ella.

2-  Si un soluto es soluble en dos solventes inmiscibles (no se mezclan) entre sí, el soluto se disuelve en ambos solventes distribuyéndose proporcionalmente de acuerdo a sus solubilidades en ambos solventes.

Tipos de soluciones con respecto a la solubilidad.

A-  Solución Insaturada: “Es aquella en que la cantidad de soluto disuelto es inferior a la que indica su solubilidad” esta solución se reconoce experimentalmente agregándole una pequeña cantidad de soluto y esta se disolverá.

B-  Solución Saturada: “Es aquella en que la cantidad de soluto disuelto es igual a la que indica su solubilidad”. Este tipo de solución se reconoce experimentalmente agregándole una pequeña cantidad de soluto y no se disolverá.

C-  Solución Sobresaturada: “Es aquella en que la cantidad de soluto disuelto es mayor a la que indica su solubilidad”. Este tipo de solución se reconoce experimentalmente por su gran “inestabilidad” ya que al agitarla o al agregar un pequeño cristal de soluto (cristal de siembra o semilla de cristal) se provoca la cristalización del exceso de soluto disuelto.

Los Factores que condicionan o modifican la solubilidad.

Como se ha comprobado mediante experiencias cotidianas, hay sustancias muy solubles en agua (azúcar), otras muy poco solubles y otras prácticamente insolubles (aceite), por lo tanto la solubilidad no posee siempre valor fijo o constante sino que depende de ciertos factores que harán de la solubilidad un valor que puede ser aumentado o disminuido según sea el factor modificante y éstos son los siguientes:

1-  La Temperatura:

Este factor solo modifica la solubilidad de solutos sólidos y gaseosos, los líquidos no sufren ninguna alteración en su solubilidad, solo hasta que sean miscibles entre sí (que se mezclen).

En el caso de los sólidos: en general un aumento de la temperatura provocará un aumento de la solubilidad aunque existen casos donde la solubilidad sufre una pequeña variación e incluso casos donde al aumentar la temperatura la solubilidad disminuye.

En el caso de los gases: un aumento de la temperatura produce siempre una disminución de la solubilidad y vise-versa. Si se coloca en un recipiente una pequeña cantidad de bebida gaseosa, al ser calentada, se observa inmediatamente una efervescencia derivada del escape de gas (dióxido de carbono) de la solución. Si se calienta agua, esta pierde el aire disuelto en ella.

2-  La Presión:

Este factor no produce alteración alguna en las solubilidades de sólidos y líquidos.

La presión modifica considerablemente la solubilidad de un gas y actúa de la siguiente forma: “Un aumento de la presión producirá siempre un aumento de la solubilidad del gas y vise-versa, siempre que la temperatura permanezca constante” (la temperatura también modifica la solubilidad de un gas.

(Esta mitificación se conoce con términos matemáticos como “ley de Henry” que dice: “La solubilidad de un gas es directamente proporcional a la presión del gas sobre la superficie del líquido a temperatura constante”).

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