Soluciones

Quiza la propiedad del agua que la distingue de manera notable si la comparamos con los demás líquidos, sea su capacidad de disolver muchas sustancias. Una solución es una mezcla homogénea. En este tipo de mezcla, la sustancia que esta presente en mayor cantidad se denomina disolvente, que se define como la sustancia en la cual se disuelve otra. Esta última, que es la que se disuelve en la primera, se denomina soluto.

Los gases se pueden disolver en otros gases. Los gases se disuelven también en líquidos o incluso en sólidos. Ejemplos de estas tres disoluciones serían:

a) el aire se considera como una solución del soluto 02, 21 por 100, en el disolvente N2, 79 por 100.

b) las bebidas refrescantes carbonatadas tienen el soluto CO2, disuelto en agua, que actua como disolvente.

c) el H2, se disuelve en paladio, que es un metal.

Debido a su estructura polar, el agua puede atraer y conservar otras moléculas polares en solución. El azúcar, el alcohol y el amoniaco son solo tres ejemplos de sustancias polares, una sólida, otra líquida y otra gaseosa, que se disuelven en agua.

El extremo negativo (oxígeno) de la molécula dipolar de agua interactua con el extremo positivo de la molécula dipolar del soluto. El extremo positivo (hidrógeno) interactúa con el extreo negativo del soluto. En sólidos iónicos como cloruro de sodio, están presentes tanto los cationes como los aniones. La hidratación puede definirse como la atracción que existe entre las moléculas del disolvente, que es el agua, hacia las del soluto. La hidratación crea una capa de moléculas de agua en torno al catión y otro alrededor del anión. Las capas de hidratación aislan a unos y a otros entre sí, de manera que se desplazan en forma independiente dentro de la solución.

El agua disuelve, también, muchas otras sustancias ionizándolas.

Conocemos la frase "las sustancias semejantes se disuelven entre sí" esto significa que los solutos polares se disuelven en disolventes polares y los no polares en disolventes no polares. Cuando un soluto se disuelve, es preciso romper o contrarrestar la interacción entre las moléculas o los iones del soluto. Para esto se requiere contar con cierta energía y si esta basta para contrarrestar la energia requerida se obtendra una solución.

Las sustancias no polares como ceras y aceites, no se disuelven en agua debido a que la interacción de energía es muy reducida.

LIMITES DE SOLUBILIDAD

Una de las propiedades características de los gases, cuando se mezclan con otros para formar soluciones, es que lo hacen en cualquier proporción dada. Se dice que esos gases son miscibles. Si tratamos de mezclar agua con mercurio, veremos que no se mezclan, en cuyo caso, se dice que los dos líquidos son inmiscibles.

En el caso de soluciones acuosas, la solubilidad en agua se expresa como la cantidad de gramos de soluto que se puede disolver, ya sea en 100 g o 1.00 litro de agua, a una temperatura determinada.

Puesto que el mecanismo para formar soluciones comprende el movimiento de moléculas, es lógico suponer que tanto la temperatura como la presión influirán en la solubilidad.

Cuando se alcanza el límite de solubilidad a una temperatura en particular, y parte del soluto no disuelto se conserva, se dice que se formó una solución saturada. En estas condiciones queda establecido un equilibrio dinámico entre las moléculas disueltas y las no disueltas del soluto.

Supongamos que una solución de glucosa se calienta y mayor proporción de soluto se disuelve, se deja enfriar la solución y es probable que no se produzca una recristalización, lo cual dejara un exceso de soluto en solución. En estas circunstancias, se dice que se obtiene una solución supersaturada. Es decir que hay una mayor cantidad de soluto en solución que el que se disolvería en condiciones normales a dicha temperatura. Las soluciones supersaturadas no están en equilibrio y la agitación o la adición de cristales de soluto a la solución, harán que ésta se incline inmediatamente a la obtención del equilibrio. La recristalización se desarrolla en forma casi instantánea y la solución permanecerá en estado saturado.

TERMINOS PARA LA CONCENTRACION




La concentración de la solución se llama solubilidad en el punto de saturación, y se expresa como la masa de soluto por masa de disolvente. Para soluciones en las que el agua es el disolvente, la solubilidad se expresa casi siempre como la masa en gramos de soluto por 100 gramos de agua a una temperatura determinada.


La molaridad es una identificación de concentración de uso general cuyo simbolo es M y que se define como la cantidad de moles de soluto disueltos en cada litro de solución.

Otro término para la concentración que se emplea es el de molalidad, que representa el número de moles de soluto en un kilogramo de disolvente.

Notemos que la molaridad representa moles de soluto en un volumen de solucion, tanto que la molalidad representa moles de soluto en una masa de disolvente.

Bibliografia
QUÍMICA, GREGORY R. CHOPPIN, LEE R. SUMMERLIN, PUBLICACIONES CULTURAL, PRIMERA EDICIÓN 1981, DÉCIMA SÉPTIMA REIMPRESIÓN 1999.