Soluciones Acuosas

1. Que es una solución?

1. Una solución (o disolución) es una mezcla de dos o más componentes, perfectamente homogénea ya que cada componente se mezcla íntimamente con el otro, de modo tal que pierden sus características individuales. Esto último significa que los constituyentes son indistinguibles y el conjunto se presenta en una sola fase (sólida, líquida o gas) bien definida. Una solución que contiene agua como solvente se llama solución acuosa.

Si se analiza una muestra de alguna solución puede apreciarse que en cualquier parte de ella su composición es constante.

Entonces, reiterando, llamaremos solución o disolución a las mezclas homogéneas que se encuentran en fase líquida. Es decir, las mezclas homogéneas que se presentan en fase sólida, como las aleaciones (acero, bronce, latón) o las que se hallan en fase gaseosa (aire, humo, etc.) no se les conoce como disoluciones.

Las mezclas de gases, tales como la atmósfera, a veces también se consideran como soluciones.

2. Cuál es la estructura y composición del agua ?

2. La estructura de la molécula del agua la constituyen dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno, la cuál se unen a través de un enlace covalente polar, dando como resultado una molécula de estructura angular. Por otra parte, como sabemos, su fórmula química es H2O, que nos indica que la proporción de hidrógeno y oxígeno en la molécula de agua es 2: 1.

Si comparamos el átomo de hidrógeno y oxígeno, veremos que este último es un átomo de mayor tamaño y por lo mismo tiene más electrones o densidad electrónica que el átomo de hidrógeno. Esta característica determina que la molécula sea polar, es decir, sobre el átomo de oxígeno hay una densidad electrónica mayor que genera una carga parcial negativa y su fuerza de atracción.

Del mismo modo que existen las uniones interatómicas (en lace iónico, covalente), hay otras: las uniones intermoleculares. Estás permiten mantener unidas las moléculas de un compuesto. Dada las características de polaridad de la molécula de agua, la unión se establece por medio de una fuerza de atracción intermolecular de tipo eléctrica, llamada enlace o puente de hidrógeno.

3. Cuáles son las propiedades físicas y químicas del agua ?

3. Las características estructurales del agua, su geometría y el tipo de enlace entre sus moléculas son claves para comprender sus peculiares propiedades.

• La ebullición y fusión del agua: A nivel del mar, la temperatura de ebullición del agua es de 100 ºC y la de fusión es de 0ºC . estas temperaturas son altas si las comparamos con la de otros compuestos formados también por hidrógeno y por un elemento no metálico del mismo grupo del oxígeno. (El H2S presenta temperatura de ebullición y fusión de -61 ºC y -82 ºC, respectivamente..

• Densidad del agua: La amasa de un litro de agua pesa 1 Kg a temperatura de 4 ºC. la densidad del agua es de 1 g/mL a esa temperatura..

• Comportamiento inusual del agua: Cuando el agua cambia de estado líquido al sólido se comporta en forma inusual: en vez de contraerse o reducir su volumen, como el resto de los líquidos, se expande, es decir, las moléculas de agua se organizan en el espacio, conformando una estructura molecular abierta. Esto determina que el hielo sea menos denso que el agua líquida, y por lo tanto flote en el agua.

• Tensión superficial: las fuerzas de cohesión que se establecen entre las moléculas superficiales son diferentes a las del interior. Mientras las moléculas bajo la superficielíquidas experimentan fuerzas de atracción con otras moléculas vecinas en todas las direcciones, las que se encuentran en la superficie están ligadas sólo por otras moléculas superficiales y por aquellas ubicadas inmediatamente debajo. Esto crea una mayor tensión sobre la superficie del líquido, llamada tensión superficial. Con la sola excepción del mercurio, el agua tiene la tensión superficial más elevada de todos los líquidos comunes.

• El agua como solvente: El agua es el mejor disolvente que la mayoría de los líquidos corrientes. Las sales y otros compuestos iónicos se disuelven en agua con facilidad, pero son insolubles en otros en otros solventes, como la acetona. En la naturaleza es de considerable importancia que el agua sea un buen disolvente, ya que muchas reacciones transcurren en medio acuoso.

4. Que es un proceso de disolución ?

4. Una disolución acuosa se forma cuando una sustancia se dispara uniformemente en el agua. La disolución de un solido en agua es un proceso complejo. Cuando una sustancia se disuelve en agua, las fuerzas de atracción entre las partículas del soluto y del disolvente deben ser mayores que las fuerzas atractivas entre las moléculas de agua pura o entre las partículas del soluto puro.

Los compuestos iónicos tienen una elevada energía de enlace, constituyendo un retículo cristalino. ¿Como se explica que sustancias iónicas muy polares se disuelven con facilidad en el agua?

En forma esquemática, en el proceso de disolución de una sal (compuesto iónico) en agua, podemos distinguir tres etapas. En las dos primeras ocurre la separación de los ionesdel soluto y la separación de las moléculas del disolvente, las cuales corresponden a procesos endotérmicos (absorben energía). En la tercera etapa se produce la interacción entre el soluto y el disolvente y corresponde a un proceso exotérmico (liberan energía).

5. Que es la solubilidad y que factores la afectan ?

5. SOLUBILIDAD: la solubilidad expresa la cantidad de gramos de soluto disueltos por cada 100g de disolvente a una determinada temperatura. Para calcularla, se utiliza la siguiente relación.

Para que una sustancia se disuelva en otra debe existir semejanza en las polaridades de sus moléculas. Por ejemplo el agua es un compuesto polar, por ello disuelve con facilidad a las sustancias polares como son los ácidos, hidróxidos y sales inorgánicas y a los compuestos orgánicos polares. Esta regla no es totalitaria, ya que existen compuestos inorgánicos altamente polares que son insolubles en agua como son los carbonatos, fosfatos (exceptuando a los del grupo IA y del NH4+), los hidróxidos (exceptuando los del grupo IA y el Ba(OH)2) y los sulfuros (exceptuando a los del grupo IA, IIA, del NH4+) esta situación está relacionada con el tamaño de la molécula y las fuerzas ínteriónicas.

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