Soluciones y Cinética - Química

SOLUCIONES Y CINÉTICA QUIMICA

ANGÉLICA MARÍA SALAZAR CERÓN

KEVIN JOSÉ ZAPATA MINA

INSTITUCIÓN UNIVERSITARIA ANTONIO JOSÉ CAMACHO

FACULTAD DE INGENIERIAS

TECNOLOGÍA EN PRODUCCIÓN INDUSTRIAL

CALI, VALLE DEL CAUCA

2017

1. Soluciones

1.  Definición: Son mezclas homogéneas de dos o más componentes. Las soluciones constan de dos componentes: el solvente y el soluto. El solvente es la sustancia que disuelve al soluto, este es aquel que determina el estado físico de la solución y se presenta en mayores cantidades. Por otra parte, el soluto es la sustancia que se disuelve y se presenta en menores cantidades.

        Las soluciones contienen diversas combinaciones en donde intervienen como disolvente o soluto ya sea el sólido, el líquido o el gas. Los tipos más frecuentes es donde el solvente es líquido.

1.  Historia: estudios de las soluciones a través de los tiempos.

• Platón (427-437 A.C.): Habla de Intersticios atómicos. Explicaba la desaparición del soluto por un proceso de interpenetración que supone la idea de vacío.

• Aristóteles (384-322 A.C.): Explicó, de una manera continua el comportamiento de un soluto en un disolvente: “si una sal se disuelve, con el tiempo tiende a convertirse en agua.
• Demócrito de Abdera (460-370 A.C.): La materia está constituida por átomos y vacío. Por lo tanto debido a este vacío el soluto ocupaba este vacío y se formaba la disolución.

• Paul Gasendi (1592-1655): Planteó un modelo de “poros con formas” para explicar el comportamiento de un soluto en un disolvente; la explicación de este modelo, se relacionaba con el comportamiento discontinuo de la materia, para que se formara una disolución.

• Newton: Interacción entre las entidades de una disolución.

• Georges Louis Leclerc (1707-1788): Las fuerzas atractivas entre los componentes de una disolución, propuso como hipótesis que las sustancias de características similares estaban constituidas por “cuerpos” de igual “forma” y debido a esta condición, ocurría el fenómeno de la disolución.

• Louis Berthollet (1749-1822): Desarrolló la teoría de la “combinación química” entre en soluto y el disolvente, mantuvo la proposición de las fuerzas atractivas en el fenómeno de la disolución e introdujo la idea de una reacción entre las sustancias de una disolución. 
• Dimitri Ivanovic Mendeleiev (1834-1907): “Teoría de los hidratos”; explicó el fenómeno de la disolución a partir de la formación de compuestos hidratos entre el soluto y el agua. En una proporción definida, el hidrato se difundía a través de la masa del líquido, hasta obtener una disolución homogénea. 

• Leander Dossios (1847-1883): Explicó el fenómeno de la disolución desde la “teoría cinética”; aplicó conceptos de la termodinámica, asumiendo que la energía cinética de una molécula es mayor que la atracción entre dos moléculas vecinas, pero menor que la atracción total de todas las moléculas sobre ella y de esta manera, explicó el fenómeno de la saturación.

• Posteriormente, se han generado teorías más complejas que estudian el comportamiento de las disoluciones a partir de criterios termodinámicos, como son las variaciones de entropía, de entalpía, de energía libre de Gibbs. (Prezi, 2014)

1.  Aplicaciones en la industria: En el ámbito industrial las soluciones son muy utilizadas como lo es en el caso del estudio del petróleo, donde es esencial disolverlo y este se disuelve en compuestos orgánicos como el hexano o el benceno.

        También en la industria de la cosmética donde es necesario hacer soluciones para obtener cremas, cosméticos y entre otros productos.

        Por otra parte, está la extracción de colorantes o aceites esenciales y para ello es necesario disolver plantas en diferentes compuestos orgánicos.

        En la industria de la cerámica, las cerámicas se hacen a base de soluciones sólidas.

1. CINÉTICA QUÍMICA

 Definición: La cinética química es aquella que estudia las velocidades de las reacciones químicas (es un proceso por el cual una o más sustancias se transforman en otra u otras sustancias con propiedades diferentes), los factores que afectan la velocidad (características químicas, estado físico, concentración de reactivos, temperatura e incluso de la presencia o no de catalizadores) y los mecanismos por los cuales se producen.

La velocidad de una reacción es proporcional al aumento de concentración de un producto o a la disminución de concentración de un reactivo por unidad de tiempo. El mecanismo de una reacción es la ruta (o serie de pasos) por la cual se efectúa. (Química General, s.f., p. 468)

1.  Historia:

• Ludwing Wilhelmy, considerado como el padre de la cinética química fue el primero en utilizar el tiempo como variable para determinar la velocidad de reacción en disolución sacarosa. Este nacimiento de la cinética química se da en el año de 1850.

• En 1860, Marcellin Berthelot y Péan de St Gilles mencionaron que “la velocidad de la reacción en cualquier tiempo era proporcional al producto de la concentración remanente de los dos reactivos”.

• Para el año de 1880, este estudio de las velocidades de reacción se extendió, surgiendo así la consideración formal de la cinética como una disciplina.  

• Jacobus Van’t Hoff, premio nobel de química en 1901, estableció la relación de la temperatura con la velocidad de reacción en el año de 1884.

• Aplicando físicamente la teoría de Van’t Hoff, Svante Arrhenius indica que “el aumento de temperatura incide en el aumento de las colisiones”.

• Entre los años de 1880 y 1999, la cinética química seguía siendo un campo de desarrollo, recibiendo así nueve premios nobel en esta área.

• En 1927, Cyril Norman Hinshelwood se refiere a la incidencia del mecanismo de reacción en la cinética de las reacciones químicas.

• En el año de 1935, Henry Eyring hace una gran contribución con la teoría del estado de transición.

1.  Aplicaciones en la industria: La cinética química se utiliza en la industria alimentaria y así también en la industria farmacéutica.

Por la parte de la industria alimentaria, los procesos que se usan son un factor de gran importancia teniendo en cuenta la calidad de vida y los recursos que permitan la preservación de los alimentos por un periodo extenso, utilizando métodos adecuados para la aplicación de sustancias químicas en los alimentos tales como el enfriamiento, la congelación, secado, conservación, etc. Para un beneficio de la humanidad.

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