Soluciones

Una solución es un sistema homogéneo formado por al menos dos componentes , el que está en mayor cantidad se denomina solvente o disolvente y el o los que están en menor cantidad soluto
El caso mas simple es el formado por dos componentes.
Existen diferentes tipos de soluciones según el estado en que se encuentren el solvente y el soluto.

• Soluciones sólido - líquido, ejemplo sal disuelta en agua


• Soluciones líquido - líquido, ejemplo alcohol disuelto en agua


• Soluciones líquido - gas, ejemplo dióxido de carbono disuelto en agua


• Soluciones gas - gas ejemplo dióxido de carbono disuelto en oxígeno


• Soluciones sólido- sólido , ejemplo una aleación como el bronce

El caso mas importante es el de soluciones en las que el disolvente es un líquido y el soluto un sólido.
Concentración
Se denomina concentración a la cantidad de soluto disuelto que contiene una determinada cantidad de disolvente.
Se puede expresar de diferentes modos:
1) Referida al disolvente

• Gramos de soluto por cada 100 gramos de disolvente gr.st/100 gr.dsv.
  


• Gramos de soluto por kilogramo de disolvente gr. st/kgr. dsv


• Gramos de soluto por cada 100 centímetros cúbicos de disolvente gr. st/100 cm ³


• Gramos de soluto por cada 1000 centímetros cúbicos de disolvente


• Molalidad : moles de soluto por cada 1000 gramos de disolvente"

2) Referida a la solución

• Gramos de soluto por cada 100 gramos de solución gr.st/100gr. sol o %p/p (porciento peso en peso)


• Gramos de soluto por kilogramo de solución gr.st /kgr. sol


• Gramos de soluto por cada 100 cm ³ de solución


• Gramos de soluto por cada 1000 cm ³ de solución


• Molaridad : moles de soluto por 1000 cm ³ de solución o litro de solución

Soluciones no- saturadas, saturadas y sobre-saturadas
Una solución esta no saturada cuando no contiene la máxima cantidad de soluto que puede contener para una determinada temperatura, es decir que se le puede agregar mas soluto del que tiene sin que este se deposite en el fondo del recipiente. Una solución está saturada cuando contiene la máxima cantidad de soluto que puede contener a esa temperatura, si se le agrega mas, este no se disuelve sino que se deposita en el fondo del recipiente.
Una solución está sobre-saturada cuando contiene mas soluto que el que podría contener en circunstancias normales para una determinada temperatura, esto es se puede lograr, por ejemplo enfriando la solución lentamente y en condiciones controladas, pero es un sistema inestable, cualquier perturbación tal como un cambio brusco de temperatura, una vibración, o la caída de una impureza , hará que precipite el excedente.
Solubilidad En las soluciones sólido -líquido la solubilidad por lo general aumenta con la temperatura, es decir que una determinada masa de solvente es capaz de disolver una mayor masa de soluto a mayor temperatura. En las soluciones gas- líquido la solubilidad disminuye con la temperatura.
Esto se puede observar facilmente , una taza de café disuelve mas azúcar si está caliente, mientras que si se calienta un vaso con soda, este pierde el gas.
Curva de solubilidad para una solución sólido-líquido

Saturación
Una solución (o disolución) no saturada puede llegar a la saturación por agregado de soluto a temperatura constante , por enfriamiento o por ambos procesos en forma simultánea.

Sobresaturación

Precipitado

Cuando a una solución se le agrega mas soluto del que puede disolver ,éste se deposita en el fondo del recipiente formando un precipitado ,el precipitado no forma parte de la solución, pero se establece un equilibrio dinámico , esto significa que permanentemente el material precipitado se incorpora a la solución mientras una cantidad igual de soluto precipita, las soluciones en estas condiciones están saturadas, el material depositado en el fondo del recipiente, no forma parte de la solución.

Cristalización

El precipitado se puede depositar en forma amorfa o formando cristales con formas definidas,

Cristales de sulfato de cobre

Se pueden obtener cristales en forma sencilla disolviendo aspirinas en un recipiente con agua en reposo , si se agrega la cantidad suficiente a los pocos días se forman cristales con forma de agujas.
Cálculos de concentración
Dependiendo de los datos que se disponga y lo que se desee calcular , existen procedimientos para logra esto.
Deben tenerse en cuenta algunas relaciones para poder efectuarlos:

• Masa de solución = masa de disolvente + masa de soluto.
• Masa de solución = volumen de solución * densidad de la solución

Y todas las ecuaciones que se pueden obtener a partir de ellas, haciendo los pasajes de términos.

Ejemplos

1)Una solución está formada por 550 cm³ de agua y 60 gramos de cloruro de sodio, su densidad es 1,05 gr/ cm³
Calcular:

1. La concentración % p/p referida a la solución
2. La concentración % p/p referida al disolvente
3. La molaridad

Resolución:

1) Concentración referida a la solución

Masa de solución = 60 gr. + 550 cm³ * 1gr/cm³ = 610 gr.

610 gr. sol __________60 gr. st.

100 gr. sol _________ 9,84 gr. st. 9,84 % p/p

2) Concentración referida al disolvente

550 gr. dsv. _________60 gr. st

100 gr.dsv.__________ 10,91 gr.st. 10,91% p/p

3) Molaridad

Peso atómico del sodio = 23 gr.

Peso atómico del Cloro= 35, 45 gr

__________________________

Peso fórmula del cloruro de sodio = 58,45 gr.

Volumen de solución = 610 gr. / 1,05 gr./cm³ = 580,95 cm³

580,95 cm³______________60 gr. st.

1000 cm³ (1 litro) solución ---103,28 gr.st:

58,45 gr. _____________1 mol

103,28 gr.____________ 1,767 moles

La solución es 1,767 molar

2)

Se disponen de 1500 gramos de una solución formada por agua y ácido nítrico, su concentración es del 12 % p/p referida a la solución, y su densidad 1,2 gr./cm³

Calcular:

1. La masa de acído y el volumen de agua
2. La molaridad
3. La Molalidad

Resolución
1) Masa de ácido y volumen de agua

100 gr sol.__________12 gr. St

1500 gr. sol. _______180 gr. st

Masa de soluto (ácido nítrico) = 180 gr.

Masa de disolvente (agua) = 1500 gr. -180 gr.= 1320 gr.

Volumen de agua = Masa/ densidad = 1320 gr/1 gr./cm³

2) Molaridad

Peso fórmula del ácido nítrico

Nitrógeno ________ 14

Oxígeno _____16*3 = 48

Hidrógeno_________ 1

Peso fórmula ______ 63 gr.

volumen de solución = 1500 cm³/1,2 gr./cm³ = 1250 cm³

1250 cm³ sol. ______ 180 gr. st

1000 cm³ sol.______ 144 gr. St

63 gr. _________ 1 molar

144 gr._________2,285 molar

3)Molalidad

1320 cm ³ de dsv.___________ 180 gr.st.

1000 cm³ dsv. (1 litro)_______ 136,36 gr.st.

63 gr. st. ___________ 1molal

136,36 gr.st_________ 2,16 molal

Ejercicios de soluciones: ver

Para ampliar ver