SOLUCIONES

Son mezclas homogéneas formadas por la combinación no química de dos o más sustancias. Pueden ser separadas utilizando técnicas o procesos físicos como: extracción, decantación, destilación, cromatografía y filtración.

Toda solución está formada por dos componentes: soluto y solvente. El soluto es la sustancia que se encuentra en menor cantidad y el solvente es la sustancia que se encuentra en mayor cantidad.

El proceso para preparar una solución se conoce como disolución. Existen diferentes tipos de soluciones que dependen del estado físico en el que se encuentren el soluto y el solvente.

Las soluciones pueden tener diferentes cantidades de soluto y solvente, por lo que no tienen una composición fija. Se puede preparar soluciones que tengan mayor o menor cantidad de soluto. Las cantidades de soluto y solvente se describen por la concentración de la solución.

Concentración se define como la cantidad de soluto disuelto en una cantidad dada de solvente. A mayor cantidad de soluto en una solución, ésta será una solución concentrada y mientras menor sea la cantidad de soluto, la solución será diluida.

Otro término utilizado en la preparación de una solución es la solubilidad de las sustancias. Solubilidad es la cantidad máxima de soluto que se puede disolver en una cantidad dada de solvente a una temperatura, ésta solución se conoce como solución saturada.

Existen diferentes tipos de soluciones que dependen de la solubilidad: solución saturada, insaturada o sobresaturada.

Ejemplo: Si la solubilidad de una sustancia X es de 10 g en 100 mL de agua. Esto significa que para preparar la solución saturada podemos disolver 10 g de la sustancia X en 100 mL de agua.

Si solamente disolvemos 8 g de X en 100 mL de agua, la solución es insaturada porque no hemos llegado a la cantidad máxima de soluto que podemos disolver.

Si añadimos 13 g de X en 100 mL de agua, hemos sobrepasado la cantidad máxima de soluto que se puede disolver y parte de ese soluto quedará en el fondo del envase sin disolver, obteniendo una solución sobresaturada.

Soluciones acuosas

Una solución acuosa es aquella donde el solvente es agua. El agua es una sustancia importante para todo orga nismo viviente. Tres cuartas partes del globo terráqueo es agua.

La molécula de agua está formada de dos átomos de hidrógeno enlazados por enlaces covalentes polares (enlace donde se comparten electrones) a un átomo de oxígeno. Los electrones en la molécula de agua están más cerca de oxígeno que de los hidrógenos, razón por la cual el oxígeno va a tener una carga parcial negativa (-) y los hidrógenos una carga parcial (+). Las moléculas que presentan esta separación de cargas se conocen como moléculas polares. Por lo tanto agua es una molécula polar. Propiedad principal de agua para que sea un solvente universal. Agua tiene un punto de ebullición de 100 ºC, el punto de ebullición es la temperatura en la cual un líquido pasa a gas. El punto de congelación de agua es de 0 ºC, el punto de congelación es la temperatura en la cual una sustancia líquida se convierte en sólido.

 

CONCENTRACIONES

1) Solución Molar: es aquella que posee un mol de soluto en un litro de solución

m = 1000G m: concentración

SM 1000: ml de solución

G: grs de solutos

S: ml de solvente

M: peso molecular

Nota: como la temperatura influye en el volumen de una solución, la definición anterior la estandarizamos a 20ºC .

Subunidades: milimol – micromol

2) Soluciones equimoleculares: son aquellas que tienen la misma concentración molecular.

3) Soluciones Normales: son aquellas soluciones que tienen un equivalente químico por litro de solución.

4) Soluciones Molales: son aquellas que poseen un mol de un soluto dado disuelto en 1000 grs de solvente.

5) Soluciones Porcentuales: son aquellas que expresan los gramos de soluto presentes por 100 grs de solución o 100 ml de solución .Este tipo de concentraciones también se denomina peso en peso o peso en volumen.

SOLUCIONES PORCENTUALES (%)

Estas soluciones están expresadas en unidades físicas, es decir en la que solo dependerán de la concentración del soluto y el solvente.
Estas soluciones nos indican la cantidad de soluto disuelto en 100 partes de solución.
Las soluciones porcentuales se las puede expresar de la siguiente manera:

1. Porcentaje masa/masa ó peso a peso (% m/m ó p/p)
2. Porcentaje masa/volumen (% m/V)
3. Porcentaje volumen/ volumen (% V/V)

1.- Porcentaje masa/masa (% m/m).- Se define como la masa de soluto en 100g de solución  (es lo mismo que %m/m).

Para esta solución debe medirse la masa o el volumen de soluto y llevar un peso de solución. La totalidad de la solución es la suma aditiva del peso de soluto y el peso del solvente. Si se desea convertir los gramos de solución a ml, se deberá conocer la densidad de la solución.

                          masa de soluto [ g ] × 100

%P/P =-- ------------------------------------------

                              masa de solución [ g ]

2.- Porcentaje masa/volumen (% m/V).- El porcentaje peso en volumen o masa en volumen  (p/v o m/v) indica la masa de soluto por unidad de volumen.

                           masa de soluto [ g ] × 100

%P/V =-- --------------------------------------------

                          volumen de solución [ ml ]

3.- Porcentaje volumen/ volumen.- Da cuenta del volumen de soluto por volumen de  solución.

                             volumen de soluto [ ml ] × 100

%V/V =-- -------------------------------------------------

                                volumen de solución [ ml ]

SOLUCIONES TANTO POR MIL  (‰)

Al igual que las soluciones porcentuales están expresadas en unidades físicas, pero con la  diferencia de que el soluto esta disuelta en 1000 partes de solución.

Las soluciones partes por mil o tanto por mil se las puede expresar de la siguiente manera:

1. Peso a peso (‰ p/p)
2. Peso a volumen (‰ p/V)
3. Volumen a volumen (‰ V/V)

1.- Peso a peso (‰ p/p).- Se define como los gramos de soluto disuelto en 1000 g de  solución. Ejemplo:

Preparar 10 g de solución de NaOH al 20 ‰ p/p.

20g NaOH--------------------1000 g
X-------------------------------10 g
X= 0.2 g
Es decir se necesitan 0.2 g de NaOH para preparar 10 g de solución al 20 ‰ p/p.

2.- Peso a volumen (‰ p/V).- Se define como los gramos de soluto disuelto en 1000 ml de  solución. Ejemplo:

Cuanto de soluto se necesita para preparar 100 ml de solución de I K al 15‰ p/V.

15g I K--------------------1000 ml Solución
X---------------------------100 ml Solución
X= 1.5 g I K
Se necesitan 1.5 g I K para preparar 100 ml de solución al 15‰ p/V.

3.- Volumen a volumen (‰ V/V).- Se define como los ml de soluto disuelto en 1000 ml de  solución. Ejemplo:
Preparar 500 ml de solución de NH4OH al 25 ‰ V/V.
25ml NH4OH------------1000 ml Solución

X---------------------------500 ml Solución

X= 12.5 ml NH4OH

Se necesitan 12.5 ml de NH4OH para disolverlo en 500 ml de Solución y obtener la  concentración de 25 ‰ V/V.

SOLUCIÓN MOLAR

La molaridad se refiere al número de moles de soluto que están presentes por litro de solución.  Por ejemplo, si una solución tiene una concentración molar de 2.5M, sabemos que hay 2.5 moles de soluto por cada litro de solución.  Es importante notar que el volumen de solvente no es tomado en cuenta sino el volumen final de la solución. 

 

Molaridad = moles de soluto / litros de solución M = mol soluto / L solución

 

Ejemplo:

Calcule la molaridad de una solución que contiene 32g de cloruro de sodio en 0.75L de solución. 

 

Solución:

Primero se debe calcular el número de moles de soluto, dividiendo los gramos de soluto por la masa molar del soluto.

 

Moles Soluto = gramos soluto / masa molar soluto

Moles NaCl   =  32g NaCl   / 58.4g NaCl = 0.55 mol NaCl

 

Ahora, sustituyendo la fórmula M = mol soluto / L solución:

M NaCl = 0.55 mol NaCl / 0.75 L solución = 0.73 M

 

La concentración de la solución de cloruro de sodio es 0.73 M.