030. Química - Décimo. Soluciones

SOLUCIONES

CONCEPTO DE SOLUCIÓN: es una mezcla físicamente homogénea formada por dos o más sustancias que reciben el nombre de solvente y soluto. El solvente el que se encuentra en mayor proporción y soluto el que se encuentra en menor proporción.

CLASES DE SOLUCIONES

Cualquier sustancia sin importar el estado de agregación de sus moléculas, puede formar soluciones con otras. Según el estado físico en el que se encuentren  las sustancias involucradas  se pueden clasificar el sólidas, líquidas  y gaseosas. También puede ocurrir que los componentes de la solución se presentes en diferentes estados. Así, cuando uno de los componentes  es un gas o un sólido y el otro es un líquido, el primero se denomina solvente y el segundo solvente.

Solución	Ejemplo
Gas en gas	Aire
Líquido en gas	Aire húmedo
Sólido en gas	Humo
Líquido en líquido	Agua de colonia
Sólido en líquido	Agua salada
Líquido en sólido	Arcilla
Sólido en sólido	Aleaciones

Las soluciones también se pueden clasificar  según la cantidad de soluto que contienen, como:

·         Diluidas: cuando contienen una pequeña cantidad de soluto, con respecto a la cantidad de solvente presente.

·         Saturadas o concentradas: si la cantidad de soluto es la máxima que puede disolver el solvente a una temperatura dada.

·         Sobresaturada: si la cantidad de soluto es mayor a la que puede disolver el solvente a una temperatura dada. Este tipo de soluciones se consiguen cuando se logra  disolver el soluto por encima de su punto de punto de saturación  y son muy inestables, por lo que, frecuentemente el soluto en exceso tiende a precipitarse en el fondo del recipiente.

PROCESO DE DISOLUCIÓN

La incorporación de solvente y soluto para dar lugar a una solución, puede llevarse a cabo mediante un proceso químico o un proceso físico.

·         Disolución química: en este caso, ocurre una reacción química entre soluto y solvente. Por ejemplo, cuando el zinc se disuelve en ácido clorhídrico, el primero se ioniza quedando como Zn⁺², mientras que el hidrógeno se reduce. Como resultado de esta interacción, las sustancias en solución son diferentes a aquellas que intervinieron originalmente.

·         Disolución física o solvatación: en este caso no hay transformación de las sustancias involucradas, sino que la incorporación de soluto y solvente  se lleva a cabo por fuerzas de atracción intermoleculares, como los puentes de hidrógeno o las interacciones dipolo – dipolo. Si el solvente es el agua, el proceso  se denomina hidratación. Por ejemplo al disolver cloruro de sodio en agua, este se ioniza dando lugar a dos átomos cargados el catión Na⁺¹ y el anión Cl^-1 . Ambos iones se ven atraídos  por los polos de las moléculas de agua, formando una especie de red.

SOLUBILIDAD: se define como la máxima cantidad de un soluto que puede disolverse en una cantidad dada de un solvente, a una temperatura determinada. Por ejemplo, la solubilidad de cloruro de sodio en agua a 20ºC  es de 311 g/ l de solución, lo que significa que  a esa temperatura, un litro de agua puede contener como máximo 311 g de NaCl.

FACTORES QUE DETERMINAN LA SOLUBILIDAD

La cantidad de soluto que puede disolverse en una cantidad dada de solvente, depende de: la naturaleza del soluto y del solvente, temperatura, presión y el estado de sudivisión.

·         Naturaleza del soluto y del solvente: una regla muy citada en química es “lo semejante disuelve lo semejante”. En otras palabras, la solubilidad es mayor entre sustancias cuyas moléculas sean análogas, eléctrica y estructuralmente. En el que agua es una molécula polar, se pueden disolver solutos polares, como el alcohol, acetona y sales inorgánicas. Así mismo, la gasolina, debido al carácter apolar de sus moléculas disuelve sustancias apolares como aceites, resinas y algunos polímeros.

·         Temperatura: en general, puede decirse que a mayor temperatura mayor solubilidad. Así, es frecuente usar el aumento de temperatura para obtener soluciones sobresaturadas. Sin embargo esta regla no se cumple en todas las situaciones, por ejemplo, la solubilidad de los gases suele disminuir al aumentar la temperatura de la solución, pues al poseer mayor energía cinética, las moléculas del gas, tienden a volatilizarse. De la misma manera algunas sustancias como el carbonato de litio (Li₂CO₃) son menos solubles al aumentar la temperatura.

·         Presión: la presión no afecta demasiado la solubilidad de sólidos y líquidos, mientras que tiene un efecto determinante  en la de los gases. Un aumento en la presión produce un aumento de solubilidad de gases en líquidos. Esta relación es de proporcionalidad directa. Por ejemplo cuando se destapa una gaseosa, la presión disminuye, por lo que el gas carbónico disuelto en ella escapa en forma de pequeñas burbujas.

·         Estado de subdivisión: este factor tiene especial importancia en la disolución de sustancias  sólidas en solventes líquidos, ya que cuanto más finamente dividido se encuentre el sólido, mayor superficie de contacto existirá entre las moléculas del soluto y el solvente. Con ello aumenta la eficacia  de la solvatación. Es por eso que en algunas situaciones la trituración de los solutos facilita bastante la disolución.

ACTIVIDAD DE CLASE PARA EL EQUIPO DE TRABAJO

1.       Realizar la ecuación química del ejemplo presentado en disolución química.

2.       Realizar los esquemas que explique el ejemplo presentado en disolución física o solvatación.

3.       Organice un mapa conceptual para explicar los contenidos de esta guía de trabajo.

4.       Resolver el taller anexo  DESARROLLO DE COMPETENCIAS  sobre este tema.