Soluciones

SOLUCIONES

Las soluciones son mezclas homogéneas de dos o más sustancias, que pueden separarse por métodos físicos en sus diversas substancias componentes. En una solución, aquella sustancia que se encuentra en mayor proporción se conoce como “Solvente” y las demás como “Solutos”. Las soluciones verdaderas difieren de las suspensiones y de los sistemas coloidales, fundamentalmente en eltamaño de partícula del soluto o de la fase dispersa y en las propiedades que derivan de dicha diferencia. En general, las soluciones verdaderas en fase líquida, no desprenden soluto por decantación ni tienen la propiedad de dispersar la luz.

Las soluciones pueden existir en cualquiera de los tres estados de la materia: gas, sólido o liquido. El aire es él más común de los ejemplos de solucióngaseosa, es una mezcla de nitrógeno, oxigeno y otros componentes menores. Muchas aleaciones metálicas son soluciones sólidas. Ejemplo es el latón (Cu y Zn) y el bronce (Cu, Zn y Sn). Las soluciones liquidas son quizás las más familiares, especialmente las que tienen el agua como solvente. Las soluciones acuosas son las que mas nos interesan en este curso.

La solubilidad de los solutos gaseososen el agua, (oxígeno, nitrógeno, bióxido de carbono, metano, sulfuro de hidrógeno, etc.), es directamente proporcional a la presión e inversamente proporcional a la temperatura [1]. A diferencia de esta ley general, la solubilidad de los solutos sólidos en el agua no puede describirse con tanta rigurosidad como en el caso de los gases; sin embargo, en la mayoría de los casos se observa que lasolubilidad de un sólido en el agua aumenta con la temperatura; La solubilidad del sólido también suele ser mayor, cuanto menor es el pH del medio.

Las propiedades de las soluciones pueden clasificarse en dos categorías: Aquellas que dependen exclusivamente de la concentración de partículas en solución, independientemente de su naturaleza, (Propiedades Coligativas o Colectivas) y aquellas quedependen fundamentalmente de la naturaleza de las partículas del soluto, mas que de la cantidad, (Propiedades No-Colectivas).

Las propiedades No-Coligativas de las soluciones permiten clasificar los diferentes solutos y sus soluciones, como substancias o soluciones electrolíticas y no electrolíticas. Las propiedades coligativas de las soluciones dan origen a fenómenos como la ósmosis y lareducción de la presión de vapor del agua. Todos estos temas han sido tratados en el capítulo anterior. Este curso se refiere fundamentalmente a la forma como se expresa la concentración de una solución.

El Proceso de Disolución
Cuando un cubo de sal o azúcar se introduce en un vaso lleno de agua, se observa que al cabo de un corto tiempo este se desvanece sin que quede rastro alguno de supresencia en el fondo del vaso. Esta aparente desaparición del soluto indica que la disolución es un proceso espontáneo de dispersión molecular del soluto en el solvente o en todo caso, a una escala muy pequeña.

Asumiendo la disolución como un proceso de dispersión molecular, es claro que esta implica entonces la ruptura de los enlaces intermoleculares presentes en el sólido y la generación deenlaces entre las moléculas del solvente y las moléculas del soluto. Este proceso se conoce como “Solvatación”. La ruptura de los enlaces intermoleculares o ínter cristalinos existente en el soluto es un proceso que demanda energía; sin embargo, la formación de nuevos enlaces Soluto-Solvente, es un proceso que libera energía.

Cuando una sustancia hidrosoluble se sumerge en el agua ladisolución se da espontáneamente, porque el proceso de disolución conduce a un aumento de la entropía. Cuando la energía requerida para romper los enlaces intermoleculares del soluto es mayor que la energía liberada en la solvatación, el sistema en su conjunto absorbe el excedente energético de los alrededores, hecho que se manifiesta mediante una reducción de la temperatura. Cuando la energía...