Una solución o disolución se puede expresar como:
Soluto + Solvente (disolvente) = Solución (Disolución)
Algunos tipos de soluciones son:
líquido-líquido: cloro domestico
liquido -gas: bebidas de fantasias
liquido - sólido: agua de mar, leche con chocolate
gas-liquido: neblina
gas- gas: aire
gas- sólido: humo
solido-liquido: amalgamas
sólido- gas: hidrogeno en paladio
sólido- sólido: aleación de bronce (Cu-Sn); Acero (Fe-C)
1. Disoluciones insaturadas: son disoluciones en la que el soluto y el disolvente no estan en equilibrio a una temperatura determinada, es decir, el disolvente podría admitir más soluto y disolverlo.
2. Disolución saturada: el soluto y el disolvente están proporcionalmente en equilibrio respecto a la capacidad de disolver a una temperatura dada, es decir, al agregar más sóluto al disolvente, este último no sería capaz de disolverlo.
3. Disolución sobresaturadas: Tipo de disolución inestable, en la que la cantidad de soluto es mayor que la capacidad del disolvente para disolverlo a una temperatura establecida, es decir, el soluto está presente en exceso y se precipita hasta el fondo del recipiente que lo contiene.
Factores que alteran la solubilidad
1. Temperatura: al aumentar la temperatura, se facilita el proceso de disolución del soluto.
2. Presión: factor apreciable con un soluto en estado gaseoso. A medida que aumenta la presión aplicada, se juntan las moleculas y aumenta la solubilidad.
3. Agitación: la agitación incrementa la interacción entre las moleculas del soluto y del solvente, por lo tanto, la agitación es directamente proporcional al grado de solubilidad.
4. Estado de agregación: mientras más disgregado se presente el soluto, mayor será su solubilidad en el disolvente, ya que este ultimo tendrá acceso más rapido al soluto, cuando esta disgregado.
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Concentraciones porcentuales
1) %m/m o %p/p: es la masa de soluto en gramos presente en 100 g de disolución.
% m/m = (m(g) soluto /100 g solución )x 100
Ej. ¿Qué concentración expresada en %m/m, se tiene al mezclar 50 g de azúcar en 250 g de agua? Respuesta: %m/m = (50g/300 g)x100 = 16,66 %m/m
2) %m/v o % p/v: es la masa de soluto en gramos presente en 100 ml de disolución.
% m/v = (m(g) soluto / 100 ml solución) x 100
Ej. ¿Cuál es el % m/v de una disolución acuosa de 400 ml que contiene 40g de soluto?
Respuesta: %m/v = (40g/400ml)x100= 10 g/ml
3) %v/v: es el volumen de soluto en ml presente en 100 ml de solución.
%v/v = (ml soluto/ 100 ml solución)x 100
Ej. ¿Qué volumen de alcohol se debe agregar a 50 ml de agua para obtener una disolución de 70 ml y cual será su %v/v, considerando para este caso los volumenes aditivos?
Respuesta: %v/v= (20 ml/70ml)x100 = 28,57 %v/v
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Concentración Molar (M)
1 mol : es la cantidad de sustancia (átomos, moléculas) que posee un número equivalente a los átomos existentes en exactamente 12,00 gr de Carbono-12. Este valor se obtiene dividiendo los 12g con el peso en gramos de un atomo de C-12 (peso de 6 protones + 6 neutrones). La razón da el valor de 6,02x 10(23) partículas.
Molaridad: Cantidad de soluto expresada en moles presentes en 1 litro de solución.
M = número de moles (n)/Volumen (lt)
El número de moles se obtiene como n = masa/ masa molar o peso molecular
Ej 1. Calcula la Molaridad de una disolución acuosa de 2,5 lt que contiene 3 moles de soluto.
Respuesta: M = 3 moles/2,5 lt = 1,2 moles/lt.
Ej 2. Determina la molaridad de una disolución de 3 L que contiene 348 g de cloruro de sodio como soluto. Respuesta: n = 348(g)/58 (g/mol)= 6 moles
Luego M = 6 moles/3L = 2 M
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Concentración molal (m)
Concentracion molal es la cantidad de moles de soluto en 1 Kg de solvente
m = n de soluto / Kg solvente
Ej. Calcula la molalidad de una disolución preparada al mezclar 4 Kg de agua como disolvente con 0,14 moles de acido clorhidrico como soluto.
Respuesta: m = 0,14 moles/ 4 Kg = 0,035 moles/Kg ó 0,035 molal.
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Fracción molar (X)
La fracción molar es una unidad de concentración que relaciona los moles de soluto o disolvente con la cantidad total de moles presentes en disolución. Su expresión matematica es:
XA = nA/nT y XB = nB / nT
Donde XA es la fraccion molar de A; XB es la fracción molar de B; nA = moles de A; nB = moles de B; nT = moles totales.
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Dilución de las disoluciones
Las disoluciones experimentan procesos de dilución, es decir, teniendo una concentración determinada, se agrega mayor cantidad de disolvente para alcanzar menores concentraciones. Esto se calcula usando la ecuación: M1 x V1 = M2 x V2
Donde M1 es la molaridad inicial de la disolución y M2 la molaridad final de la disolución.
Ej. A 10 ml de una disolución acuosa de NaCl 5M se agregan 10 ml más de agua. ¿Cuál será la nueva concentración de la disolución?
Respuesta: 5M x 0,01 L = M2 x 0,02 L, despejando M2 = 2,5 Molar.
