INTRODUCCIÓN Una solución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias.La sustancia disuelta se denomina soluto y está presente generalmente en pequeña cantidad en comparación con la sustancia donde se disuelve denominada solvente. En cualquier discusión de soluciones, el primer requisito consiste en poder especificar sus composiciones, esto es, las cantidades relativas de los diversos componentes. Este trabajo es un material que habla un poco acerca de lo básico que se debe saber para poder adentrarse en el tema de las soluciones; habla acerca de lo que son las soluciones, de lo que es un disolvente y un soluto, también explica acerca de lo que hace diferente a una solución coloide o de las suspensiones. Este trabajo cuenta con varios temas los cuales son solubilidad, propiedades físicas de las soluciones, características y propiedades de las soluciones, así como también habla sobre la concentración de una solución, soluciones sólidas, líquidas y gaseosas, efecto de la temperatura y presión en la solubilidad de sólidos y gases, entre otras cosas. SOLUCIONES DEFINICIÓN A NIVEL QUÍMICO En química, una solución es un sistema físicamente homogéneo formado por dos o más especies químicas que no reaccionan entre sí y que pueden encontrarse en cualquier estado de agregación en proporciones variables. Es decir, unas moléculas se encuentran interpuestas entre otras; las primeras son las del cuerpo disuelto o soluto y las segundas las del disolvente. La homogeneidad de las sustancias dependen de la apreciación óptica, puesto que, si bien consideramos a las soluciones como materiales homogéneos, éstas no lo son si la apreciación se realizase más allá del límite del microscopio; entonces se comprobaría que están formadas por moléculas diferentes; las disoluciones son físicamente homogéneas, pero no lo son químicamente. Cuando preparamos una solución mezclando dos líquidos, al disolver el uno en otro debemos de considerar como disolvente al que se encuentra en mayor proporción. El agua es el solvente universal por su extraordinaria capacidad para disolver la inmensa mayoría de las sustancias. Sabemos, por ejemplo, que el azúcar que utilizamos en casa se disuelve en el agua formando una solución: una solución de azúcar es una dispersión homogénea de azúcar, ya que las partículas de azúcar son invisibles a simple vista, aun siendo atravesadas por un rayo de luz. Otros ejemplos de soluciones en nuestro hogar de uso cotidiano son. El vinagre, agua oxigenada, medicinas en forma de jarabes (Loratadine, Tachipirin, Maltoferfol, Broxol«) o ampollas (novalcina, vitamina B«), sueros fisiológicos, jugos y refrescos. (Ver Anexo 1) solvente es aquel componente que se encuentra en mayor cantidad y es el medio que disuelve al soluto. soluto es aquel componente que se encuentra en menor cantidad y es el que se disuelve. El azúcar se puede utilizar como un soluto disuelto en líquidos (agua). hasta que el disolvente no . Una disolución que contenga poca cantidad es una disolución diluida. el solvente más común es el agua Los componentes intervienen en proporciones variables dentro de ciertos límites. quiere decir que sus propiedades son siempre constantes en cualquier punto de la mezcla. líquido o gas. aunque no siempre es así. como ocurre en las bebidas gaseosas. es decir al someter una disolución a un proceso de centrifugación las partículas del soluto no sedimentan debido a que el tamaño de las mismas son inferiores a 10 Ángstrom ( ºA ) . Esta interacción está relacionada con la solubilidad del soluto en el disolvente. Aunque un solvente puede ser un gas. La proporción en que tengamos el soluto en el seno del disolvente depende del tipo de interacción que se produzca entre ellos. Están formadas por dos o más especies químicas: soluto y disolvente. El soluto puede ser sólido. Normalmente el disolvente se encuentra en mayor proporción que el soluto. La cantidad de soluto y la cantidad de disolvente se encuentran en proporciones que varían entre ciertos límites. A medida que aumente la proporción de soluto tendremos disoluciones más concentradas.CARACTERÍSTICAS DE LAS SOLUCIONES Ausencia de sedimentación o separación del material disuelto. líquido o sólido. Son mezclas homogéneas. El solvente es aquella fase en que se encuentra la solución. donde el dióxido de carbono se utiliza como gasificante de las bebidas. Subdivisión extremadamente pronunciada de la sustancia disuelta. 100g de agua a 0ºC son capaces de disolver hasta 37. Las propiedades físicas de la solución son diferentes a las del solvente puro: la adición de un soluto a un solvente aumenta su punto de ebullición y disminuye su punto de congelación. se le añade un anticongelante (soluto). Por encima de la saturación tenemos las disoluciones sobresaturadas. por Si una separamos membrana dos soluciones de (una concentraciones diferentes semipermeable membrana que permite el paso de las moléculas del solvente. condensación. Así. se alteran algunas propiedades físicas del solvente. Al aumentar la cantidad del soluto. evaporación. quedará una solución saturada.admite más soluto. Sus propiedades físicas dependen de su concentración: a) Disolución HCl (ácido clorhídrico) 12 mol/L Densidad = 1.5g de NaCl (cloruro de sodio o sal común). etc. pero si mezclamos 40g de NaCl con 100g de agua a la temperatura señalada. sube el punto de ebullición y desciende el punto de solidificación. como la fusión. Pero cuando se añade un soluto se rebaja la presión de vapor del solvente. Otra propiedad destacable de una solución es su capacidad para ejercer una presión osmótica. para evitar la congelación del agua utilizada en la refrigeración de los motores de los automóviles. pero impide el . la adición de un soluto a un solvente disminuye la presión de vapor de éste. entonces la disolución es saturada. Por ejemplo. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES Cuando se añade un soluto a un solvente.10 g/cm3 Sus componentes se separan por cambios de fases.18 g/cm3 b) Disolución HCl (ácido clorhídrico) 6 mol/L Densidad = 1. Coligativas Dependen únicamente del número de partículas de soluto presente en la solución. del solvente y. la conductividad eléctrica y el índice de refracción. con el mismo solvente y diferentes solutos. difieren mucho de una solución a otra. a) Descenso de la presión de vapor del solvente Un soluto disuelto hace descender la presión de vapor del líquido solvente en que se encuentra. Si se preparan soluciones de la misma concentración. con la de una solución de un soluto no volátil en el mismo solvente. Ejemplos de estas propiedades son la viscosidad. evitando que . las moléculas del solvente pasarán de la solución menos concentrada a la solución de mayor concentración. y se comparan sus propiedades. haciendo a esta última más diluida. de la concentración. observemos que la presión de vapor del solvente puro es mayor que la de la solución. Las propiedades coligativas son: a) Descenso de la presión de vapor del solvente b) Ascenso del punto de ebullición. en menor grado. d) Presión osmótica. Presentan valores muy semejantes para soluciones de diferentes solutos de una misma concentración. la densidad. encontraremos que son de dos clases: Constitutivas: dependen de la naturaleza del soluto. y las diferencias dependen de la naturaleza del soluto y de la concentración. c) Descenso del punto de congelación. las moléculas del solvente chocan con las moléculas del soluto.paso de las del soluto). Las propiedades de una solución son distintas a las del solvente puro. Al comparar la presión de vapor de un solvente volátil a una determinada temperatura. mientras que. debido a que las moléculas del solvente puro pueden abandonar la superficie del líquido por cualquier lugar. en el caso de la solución. X2 la fracción molar del soluto. P debe ser menor que Po En una solución la suma de las fracciones molares de soluto y de solvente es: ----. la presión de vapor de la solución será siempre menor que la del solvente puro. la presión de vapor de la solución será siempre: --------. Indudablemente que mientras mayor sea la cantidad de soluto.P < P° Como podemos observar. y la adición de un soluto no volátil hace que escapen menos. disminuirá. resulta entonces que la presión de vapor de la solución. X1 = 1 . luego. esto es. es decir. ya que la fracción molar del componente volátil (solvente) tendrá siempre un valor menor que uno. mayor será el número de choques que interfieren. Po la presión de vapor del solvente puro y P la del solvente sobre una solución dada. Cuando mayor sea la cantidad de soluto no volátil presente en la solución.. . Si designamos por X1 a la fracción molar del solvente. X2 Eso significa que X1 < 1.estas escapen. menores serán la fracción molar del solvente y la presión de vapor de la solución.X1 + X2 = 1 Despejando la fracción molar del solvente resulta «. según la ley de Raoult. En consecuencia. Esta disminución se mide por la Ley de Raoult. menor el número de moléculas que escapan a la fase gaseosa y mayor será también el descenso en la presión de vapor. la solución de un soluto en un solvente hace descender la presión de vapor de este último respecto a la del solvente puro. como la presión de vapor de un líquido se debe al número de moléculas que escapan. viene dada por: P = Po X1 Y como X1 en una solución es siempre menor que la unidad. la presión de vapor de la solución es menor que la presión de vapor del solvente puro. hasta que la presión de vapor iguale a la presión atmosférica y se produzca la ebullición. En otras palabras. es función de la naturaleza del solvente y de la concentración del soluto. la cual depende de la naturaleza del solvente y la concentración del soluto.De acuerdo con la ecuación. Ke = 0. disuelto en 1 kg de agua. El ascenso del punto de ebullición de una solución diluida es directamente proporcional a su molalidad. pero es independiente de la naturaleza del soluto. Por ejemplo. Este aumento es fácil de comprender en función de la presión de vapor y es consecuencia directa de ella. pero no de la naturaleza del soluto. se conoce como ³elevación ebulloscópica´.52°C en su punto de ebullición. por lo menos en soluciones diluidas. Las soluciones que contienen solutos no volátiles hierven a temperatura más elevadas que las del solvente puro. o sea que hervirá a 100. tanto de su presión como de la fracción molar del soluto. para el agua. para una presión constante establecida. La elevación en el punto de ebullición es consecuencia inmediata del descenso de la presión de vapor de una solución.52°C kg/mol Esto significa que un mol de soluto no volátil y no electrolítico.52°C . Por consiguiente es necesario calentar la solución por encima del punto de ebullición normal del solvente puro. Cualquier adición de soluto no volátil produce una disminución de la presión de vapor. la disminución de la presión de vapor del solvente depende. produce un ascenso de 0. b) Ascenso del punto de ebullición. Cada solvente tiene su propia constante ebulloscópica molal. La diferencia entre los puntos de ebullición de la solución y del solvente. Cuando las soluciones son diluidas su valor varía linealmente con la concentración. sin depender de la naturaleza del soluto . Kc es una constante.86°C Como para un solvente dado.El ascenso en el punto de ebullición es una propiedad coligativa que encuentra gran aplicación en las soluciones que se le sueles añadir a los radiadores de los vehículos con el propósito de evitar el recalentamiento (Ver Anexo 2) c) Descenso del punto de congelación. Las soluciones congeladas a temperatura menores que la del solvente puro y el descenso del punto de congelación es consecuencia directa de la disminución de la presión del vapor del solvente. tanto de la naturaleza del solvente como de la concentración de la solución.86°C kg/mol Esto significa que por cada mol de soluto que se disuelva en 1 kg de agua se producirá un descenso de 1.86°C en el punto de congelación. el descenso del punto de congelación está determinado únicamente por la concentración del soluto y es una propiedad coligativa. La constante crioscópica molal del agua es de 1. debido al soluto disuelto. La magnitud de Tc depende. Viene definido por: Tc = To ± Tc Y representa el número de grados en que el punto de congelación de la solución es menor que el del solvente puro. o sea que congelará a -1. Dicha disminución recibe el nombre de descenso ³crioscópico´ y se representa matemáticamente por medio de la siguiente expresión: Tc = Kcm Tc = Descenso o variación en el punto de congelación Kc = Es la constante crioscópica molal m = Es la molalidad. Para soluciones diluidas se puede determinar a partir de la ecuación En donde: = Presión osmótica en atmósferas n= Cantidad de soluto en moles v = Volumen de la solución en litros R = Constante universal de los gases. Es posible medirla determinando qué presión es necesaria aplicar para interrumpir el paso de solvente a través de la membrana. que recibe el nombre de ³presión osmótica´.0821 atm/Kmol T = Temperatura en °K CLASIFICACIÓN DE LAS SOLUCIONES Por su estado. se observa que el solvente tiende a pasar a través de la membrana a la solución y diluirla.d) Presión osmótica. es decir. La presión osmótica es también una propiedad coligativa y es directamente proporcional a la concentración del soluto y a las temperaturas absolutas. Cuando un solvente puro se separa de una solución mediante una membrana semipermeable. líquidas y sólidas. Una mezcla de gases es un material homogéneo que pude estar formado por dos o más . que permita el paso del solvente pero no del soluto. las soluciones se clasifican en gaseosas. Numéricamente igual a 0. El solvente fluye con cierta presión. saturadas. Ejemplo: al sacar el corcho a una botella de refresco gaseoso. sólo se disolvería 36 gramos y los 2 gramos restantes permanecerán en el fondo del vaso sin disolverse. sobresaturadas. Unidades físicas de concentración . las disoluciones se clasifican en diluidas. La sobresaturación se produce por enfriamientos rápidos o por descompresiones bruscas. concentradas. Las unidades de concentración en que se expresa una solución o disolución pueden clasificarse en unidades físicas y en unidades químicas. Diluidas: si la cantidad de soluto respecto del solvente es pequeña.Dependiendo de su concentración. Ejemplo: 36 gramos de sal de mesa en 100 gramos de agua a 20º C. También debemos aclarar que los términos diluida o concentrada expresan concentraciones relativas. Sobresaturadas: disolución que contiene mayor cantidad de soluto que la permitida a una temperatura determinada. Si intentamos disolver 38 gramos de sal en 100 gramos de agua. Ejemplo: una solución de 1 gramo de sal de mesa en 100 gramos de agua. Saturadas: se dice que una disolución está saturada a una determinada temperatura cuando no admite más cantidad de soluto disuelto. (Ver Anexo 3) Modo de expresar las concentraciones Ya sabemos que la concentración de las soluciones es la cantidad de soluto contenido en una cantidad determinada de solvente o solución. Concentradas: si la proporción de soluto con respecto del solvente es grande. Ejemplo: una disolución de 25 gramos de sal de mesa en 100 gramos de agua. b) Porcentaje volumen a volumen (% V/V): se refiere al volumen de soluto por cada 100 unidades de volumen de la solución.Las unidades físicas de concentración están expresadas en función del peso y del volumen. c) Porcentaje peso a volumen (% P/V): indica el número de gramos de soluto que hay en cada 100 ml de solución. en forma porcentual. y son las siguientes: a) Tanto por ciento peso/peso %P/P = (cantidad de gramos de soluto) / (100 gramos de solución) b) Tanto por ciento volumen/volumen %V/V = (cantidad de cc de soluto) / (100 cc de solución) c) Tanto por ciento peso/volumen % P/V =(cantidad de gr de soluto)/ (100 cc de solución) a) Porcentaje peso a peso (% P/P): indica el peso de soluto por cada 100 unidades de peso de la solución. como son: a) Fracción molar b) Molaridad M = (número de moles de soluto) / (1 litro de solución) c) Molalidad m = (número de moles de soluto) / (1 kilo de solvente) . Unidades químicas de concentración Para expresar la concentración de las soluciones se usan también sistemas con unidades químicas. b) Molaridad (M): Es el número de moles de soluto contenido en un litro de solución.a) Fracción molar (Xi): se define como la relación entre los moles de un componente (ya sea solvente o soluto) de la solución y los moles totales presentes en la solución. y es un grave error pero muy frecuente. Una solución 4 molar (4 M) es aquella que contiene cuatro moles de soluto por litro de solución. c) Molalidad En primer lugar debemos advertir que molalidad no es lo mismo que molaridad por lo cual debemos evitar confundirlas puesto que el nombre es muy parecido pero en realidad cambian mucho los cálculos. La definición de molalidad es la siguiente: Relación entre el número de moles de soluto por kilogramos de disolvente (m) . En la molalidad relacionamos la molaridad del soluto con el que estamos trabajando con la masa del disolvente (en kg) que utilizamos. . El agua con gas es un ejemplo de un gas (dióxido de carbono) disuelto en un líquido (agua). Algunos metales son solubles en otros cuando están en el estado líquido y solidifican manteniendo la mezcla de átomos. es decir. punto de fusión y ebullición dependen de las cantidades que pongamos de las diferentes sustancias. La sustancia presente en mayor cantidad suele recibir el nombre de solvente. La concentración de una solución constituye una de sus principales características. densidad. Bastantes propiedades de las soluciones dependen exclusivamente de la concentración. para simplificar. . entonces serán una solución sólida. sabor. oxígeno y nitrógeno del aire. Su estudio resulta de interés tanto para la física como para la química. el gas carbónico en los refrescos y todas las propiedades: color. moléculas. un líquido o un sólido. o pares de iones. Algunos ejemplos de soluciones son: agua salada. Las mezclas de gases. son mezclas homogéneas de sustancias en iguales o distintos estados de agregación. y a la de menor cantidad se le llama soluto y es la sustancia disuelta. admitiéndose que las sustancias consideradas son puras. El estudio de los diferentes estados de agregación de la materia se suele referir. El soluto puede ser un gas. Si en esa mezcla los dos metales se pueden solidificar. cuando se producen. y el solvente puede ser también un gas. están formadas por un mismo tipo de componentes elementales. sólo afectan a su ordenación o agregación. a una situación de laboratorio. Los cambios de estado. y se encuentran dispersas entre las moléculas del solvente. un líquido o un sólido.CONCLUSIÓN Las soluciones en química. ya sean átomos. Las soluciones verdaderas se diferencian de las soluciones coloidales y de las suspensiones en que las partículas del soluto son de tamaño molecular. son soluciones. Sin embargo. en la naturaleza. con mayor frecuencia. en forma de mezcla de sustancias puras. Las disoluciones constituyen un tipo particular de mezclas. El hecho de que la mayor parte de los procesos químicos tengan lugar en disolución hace del estudio de las disoluciones un apartado importante de la química-física. El aire de la atmósfera o el agua del mar son ejemplos de disoluciones. la materia se presenta. . Freddy (2009). Química.l.edu.mx/~moreno/cap08.monografias. ciclo Diversificado. BRACHO. 3era Edición. B.rincondelvago.html http://es.html http://www. Química.com/trabajos14/soluciones/soluciones. Editorial romor . Ediciones Vega s.BIBLIOGRAFÍA ARDILA. Freddy (1994). 9no grado.cespro. Ediciones CO-BO SUÁREZ. H.org/wiki/Propiedad_coligativa http://www. Primera Edición. Teoría 9no grado E..r.profesorenlinea. Tercera Edición.net/aprende/anavegar4/comunes/premiados/D/627/sulu bilidad/CONCEPTO.pquim.educared.. Editorial romor SUÁREZ.htm#_Toc510771221 http://www. Teoría 4to año E. 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Constante Crioscópica molal 1.4 5.7 80.0 7.00 178.52 1.57 3.1 61.20 0.2 34.5 42 .6 Puntos de congelación y las constantes crioscópicas molares de algunos solventes de uso común. saturada y sobresaturada) .ANEXO 3 Concentración de las soluciones (no saturada.