Una disolución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias que se forma de dos componentes básicamente, el soluto y el disolvente. El soluto es la sustancia que normalmente se encuentra presente en menor cantidad mientras que el solvente es la sustancia que se encuentra en mayor cantidad en la mezcla y es la que determina el estado físico de la misma. Las soluciones pueden ser sólidas, líquidas y gaseosas. Yo hablaré únicamente de las soluciones acuosas.
Un ejemplo común de una solución puede ser un sólido disuelto en un líquido, como la sal o el azúcar disueltos en agua.
Una de las características de las disoluciones es que al disolver una sustancia, el volumen final es diferente a la suma de los volúmenes del disolvente con el soluto. La cantidad de disolvente se encuentra en proporciones que varían entre ciertos límites. Normalmente el disolvente se encuentra en mayor proporción que el soluto; aunque no siempre es así, la proporción que se tenga del soluto en el seno del disolvente depende siempre del tipo de interacción que se produce entre ellos y dicha interacción se relaciona directamente con la solubilidad del soluto en el disolvente.
Las propiedades físicas de la solución son diferentes a las del solvente puro, por ejemplo, al agregar un soluto a un solvente aumenta su punto de ebullición y disminuye el punto de congelación; la adición de un soluto a un solvente disminuye la presión de vapor de éste.
Por otro lado las propiedades químicas de los componentes de la disolución no se alteran. Los componentes de la mezcla pueden separarse por cambios de fases como la fusión, evaporación, condensación etc.
Podemos clasificar a las soluciones por su concentración, es decir, la disolución puede ser analizada en términos cualitativos o cuantitativos dependiendo de su estado
Cuando no se toma en cuenta la cantidad numérica de soluto y disolvente presentes se está dando una clasificación empírica. Las disoluciones empíricas se pueden clasificar en:
- · Disolución diluida
- · Disolución concentrada
- · Disolución insaturada
- · Disolución sobresaturada
Otra manera de clasificar a las disoluciones dependiendo de su grado de concentración es teniendo en cuenta las cantidades numéricas de las proporciones que hay de soluto con respecto al solvente, a estas se les llama disoluciones valoradas. Para usos científicos o técnicos, una preparación cualitativa de la concentración casi nunca es suficiente, por lo tanto las medidas cuantitativas son necesarias para describir la concentración.
A diferencia de las concentraciones expresadas de una manera cualitativa o empírica, las concentraciones expresadas en términos cuantitativos o valorativos toman en cuenta de una manera muy precisa las proporciones entre las cantidades de soluto y disolvente que se están utilizando en una disolución. Este tipo de clasificación de las concentraciones es muy utilizada en la industria, los procedimientos químicos, en la farmacia y otras ciencias ya que en todos ellos es necesario mediciones muy precisas de las concentraciones de los productos.
Existen diversas maneras de expresar la concentración cualitativamente. Se basan en la masa, el volumen o ambos.
En términos cualitativos la concentración de la disolución puede expresarse como:
- · Porcentaje en masa-masa
- · Porcentaje volumen-volumen
- · Porcentaje masa-volumen
- · Molaridad
- · Molalidad
- Formalidad
- · Normalidad
- · Fracción molar
- · Partes por millón
- · Partes por trillón
Porcentaje masa-masa: se define como la masa de soluto por cada cien unidades de masa de la disolución:
Porcentaje volumen-volumen: expresa el volumen de soluto por cada cien unidades de disolución. Es comúnmente utilizado en mezclas líquidas o gaseosas:
Porcentaje en masa-volumen: se pueden usar también las mismas unidades para medir la densidad aunque no conviene combinar ambos conceptos. La concentración en unidades de la densidad es la masa del soluto dividida por el columen de la disolución por 100. Se suelen usar gramos por mililitro (g/ml):
Molaridad: La concentración de una disolución es la cantidad de soluto presente en una cantidad de disolvente o de disolución. La concentración de una disolución se puede expresar de muchas formas distintas pero una de las más utilizadas es la molaridad (M), o concentración molar que es el número de moles de soluto por cada litro de disolución. La molaridad se define por la ecuación:
De acuerdo a la formula anterior, una disolución 1.46M de glucosa contiene 1.46 moles de soluto por cada litro de solución; una disolución 0.52M de urea contiene 0.52 moles de urea por cada litro de disolución.
Una disolución de 500 ml que contiene 0.73 moles de glucosa también tiene una concentración de 1.56M
Molalidad: A veces no es muy conveniente usar a la molaridad para expresar la concentración de una solución ya que dependen del volumen y éste puede variar con la presión o la temperatura. En esos casos es conveniente usar a la molalidad debido a que representa número de moles de soluto dividido por kilogramo de disolvente. En este caso no se emplea un matraz aforado como en el caso de la molaridad sino que se puede hacer en un vaso de precipitados y pesándolo con una balanza analítica.
Entonces, la principal ventaja de este método de medición con respecto a la molaridad es que la presión y la temperatura no afectarán la concentración gracias a que no está en función del volumen.
Formalidad: es el número de peso-formula-gramo por litro de disolución:
Normalidad: la normalidad es el numero de equivalentes por gramo de soluto en un litro de disolución:
A continuación dejo un par de vídeos que pueden ayudar en la comprensión de este tema:
