Soluciones

SOLUCIONES O DISOLUCIONES

Las disoluciones son materiales homogéneos formados por dos o más especies químicas que no reaccionan entre sí; cuyos componentes se encuentran en proporción que varía entre ciertos límites.

Toda disolución está formada por una fase dispersa llamada soluto y un medio dispersante denominado disolvente. Una disolución puede estar formada por uno o más soluto y uno o más disolventes. Pero en este tema nos referiremos a las soluciones binarias, es decir, aquellas que están constituidas solo por un soluto y un disolvente.

ESTADO LÍQUIDO

Las soluciones que tienen lugar en el estado líquido, a diferencia del estado sólido y gaseoso, se aplican bastante en laboratorio y en la industria, sobre todo en Química Analítica y control de calidad. Por lo que es necesario conocer las características básicas que rigen el comportamiento de los líquidos.

El estado líquido se distingue por la fluidez y la apariencia de su superficie y a diferencia del estado sólido y gaseoso, debido a sus fuerzas intermoleculares presenta algunas dificultades.

De muchas teorías planteadas, el concepto de volumen libre en un líquido (volumen que no ocupan las moléculas) resulta ser la más útil para explicar la mayoría de las propiedades de los líquidos. El volumen libre se debe ver como una serie de huecos que se distribuyen al azar por todo el líquido.

Algunas veces estos huecos pueden ser tan grandes como las moléculas del líquido y de hecho se mueven libremente como resultado de la energía cinética de dichas moléculas. Por esa razón también se llama la teoría de los huecos.

Los líquidos presentan dos características fundamentales:

1.- Sus partículas constituyentes (moléculas, iones, átomos) están muy próximas entre sí por lo que pueden manifestarse fuerzas de cohesión entre ellas.

2.- Esas partículas poseen un grado de movilidad que fundamentalmente depende de la temperatura.

Por esas características se dice que los líquidos poseen volumen constante, pero su forma siempre se adapta a la de cualquier envase que lo contenga.

PROPIEDADES DEL ESTADO LÍQUIDO

A partir del concepto de volumen libre o la teoría de los huecos, tenemos las siguientes propiedades:

VISCOSIDAD

DIFUSION

TENSION SUPERFICIAL

PRESION DE VAPOR

(Averiguar su concepto y sus propiedades y dar 2 ejemplos)

DISOLUCIONES.-

Frecuentemente las palabras disolución y solución no tienen diferencia porque ambas implican una mezcla de dos o más sustancias en cualquier estado de la materia.

Pero algunos autores indican que cuando se trata de una mezcla en un mismo estado de la materia se denomina soluto y solvente, en cambio cuando la mezcla se realiza en dos estados diferentes de la materia se denomina disolución y disolvente.

Una solución esta constituida por dos sustancias donde una es menor a la otra.

A la sustancia que se encuentra en menor proporción la denominamos SOLUTO que es la sustancia dispersa y la que esta en mayor proporción SOLVENTE o DISOLVENTE que es la sustancia dispersante

CARACTERISTICAS DE LAS SOLUCIONES

Las características más importantes en soluciones son:

1.- Son mezclas homogéneas, es decir, que las sustancias que la conforman ocupan una sola fase, y presentan una distribución regular de sus propiedades físicas y químicas, por lo tanto al dividir la disolución en partes iguales o distintas, cada una de las porciones debe tener las mismas propiedades físicas y químicas.

2.- La cantidad de soluto y la cantidad de disolvente se encuentran en proporciones que varían entre ciertos límites. Por ejemplo, 100 g de agua a 0 ºC es capaz de disolver hasta 37,5 g de NaCl, pero si mezclamos 40 g de NaCl con 100 g de agua a la temperatura señalada, quedará un exceso de soluto sin disolver. (gráfica)

3.- Sus propiedades físicas dependen de su concentración.

Ej. HCl 12 mol/L densidad = 1,18 g/cm3 (mayor concentración)

HCl 6 mol/L densidad = 1,10 g/cm3 (menor concentración)

4. Sus componentes (soluto y solvente) se separan por cambios de fases, como la fusión, evaporación, condensación, etc.

5. Tienen ausencia de sedimentación, es decir al someter una disolución a un proceso de centrifugación las partículas del soluto no sedimentan debido a que el tamaño de las mismas son inferiores a 10 Ángstrom ( ºA ).

CONCENTRACION DE LAS SOLUCIONES

SOLUCION CONCENTRADA.-

Cuando se trata de comparar cualitativamente varias soluciones del mismo soluto en el mismo solvente, se emplean las expresiones solución diluida y solución concentrada para indicar que unas tienen más soluto que otras en la misma cantidad de solvente.

SOLUCION SATURADA.- Es cuando una solución está saturada cuando a temperatura determinada en una cantidad dada de solvente se tiene disuelta la máxima cantidad de soluto que se pueda disolver. <por ejemplo, una solución de K Br que tenga disueltos 116 gramos de KBr en 100 gramos de agua a 50ºC es una solución saturada cualquier exceso de Kbr se deposita en el fondo del recipiente.

SOLUCION INSATURADA.- Cuando a una temperatura determinada en una cantidad dada de solvente se tiene disuelto menos soluto del que se pude disolver en ese solvente, se dice que la solución es insaturada.

SOLUCION CONCENTRADA.-

Cuando se trata de comparar cualitativamente varias soluciones del mismo soluto en el mismo solvente, se emplean las expresiones solución diluida y solución concentrada para indicar que unas tienen más soluto que otras en la misma cantidad de solvente

SOLUCION SOBRESATURADA.- Como la concentración de una solución está limitada por la solubilidad máxima del soluto, es posible preparar soluciones que contengan disuelta una cantidad mayor de soluto a una temperatura T establecida.

De esta manera una solución que contenga exceso de soluto y haya sido calentada y el soluto este por encima de la solubilidad máxima, al enfriar lentamente y en reposo la solución hasta la temperatura requerida se obtiene la solución sobresaturada y cuando se las agita con una varilla de vidrio precipitan.

PREPARACION DE DISOLUCIONES:

Para preparar una disolución se puede partir de:

a) Un soluto puro.

b) Un soluto impuro.

c) Una sal hidratada.

d) De otra disolución (cuando se parte de una disolución, ésta debe tener una concentración mayor que la disolución que se desea preparar y el proceso se denomina dilución).

FACTORES QUE AFECTAN LA SOLUBILIDAD

Si una sustancia se disuelve en otra depende mucho de la naturaleza del soluto y del disolvente, es decir de la concentración a la necesitemos llegar.

También depende de la temperatura y solo en caso de los gases dependerá de la presión.

NATURALEZA DE LOS COMPONENTES.-

La tendencia natural de las sustancias a mezclarse es uno de los factores de solubilidad. Sin embargo si esta fuera la única consideración, se podría esperar que todas las sustancias se disuelvan totalmente entre ellas, pero sabemos que no es así por lo tanto las fuerzas de atracción relativas entre las moléculas del soluto y del disolvente también son importantes en el proceso de disolución.

Aunque la tendencia hacia el desorden y a las diversas interacciones de las partículas de soluto y disolvente influye en la determinación de la solubilidad, se puede entender mejor el proceso si nos concentramos en la interacción de soluto y disolvente por lo que diremos que cuanto mayores sean las atracciones entre el soluto y las moléculas de disolvente, mayor será la solubilidad.

Cuando se tiene atracciones dipolo – dipolos favorables entre moléculas de disolvente y de soluto, los líquidos polares suelen disolvente fácilmente en disolventes polares. Por ejemplo el agua es un liquido polar pero también pude formar puentes de hidrógeno por ejemplo la acetona en agua se disuelve , no así la gasolina con agua porque son inmiscibles.

LA TEMPERATURA.-

La solubilidad de la mayor parte de los solutos sólidos en agua aumenta al incrementarse la temperatura de la disolución.

En la figura se muestra la solubilidad de diferentes sustancias iónicas en agua.

Sin embargo siempre existen excepciones como es el caso con el Ce2 ( SO4)3 cuya curva de solubilidad tiende hacia abajo al aumentar la temperatura.

Analiza la curva de solubilidad del dicromato de potasio:

Al representar datos gráficamente se obtienen unas gráficas llamadas Curvas de solubilidad.

En esta gráfica se encuentran las curvas de solubilidad para diversas sales.

Al contrario de los solutos sólidos, la solubilidad de los gases en agua disminuye al aumentar la temperatura, si calentamos un vaso de agua del grifo se observarán burbujas de aire en el interior del vaso.

De la misma forma si tenemos alguna bebida gaseosa carbonatadas pierden CO2 al abrirlas o si las calentamos.

La menor solubilidad del oxígeno en agua al aumentar la temperatura es uno de los efectos de contaminación térmica de los lagos y ríos.

LA PRESION

La solubilidad de los sólidos y líquidos no tienen efecto apreciable con la presión, mientras que la solubilidad en gases en cualquier

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