Conceptos Fundamentales de Disoluciones y Reacciones Químicas

Disoluciones y sus Componentes

Una disolución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias. El soluto es la sustancia presente en menor cantidad, y el disolvente es la sustancia que está en mayor cantidad.

Disoluciones Acuosas

Son aquellas en las que el soluto inicialmente es un líquido o un sólido y el disolvente es agua.

Electrolitos y No Electrolitos

Un electrolito es una sustancia que, cuando se disuelve en agua, forma una disolución que conduce la electricidad. Un no electrolito no conduce la corriente eléctrica cuando se disuelve en agua.

Electrolitos Fuertes

En disolución, el soluto se disocia al 100% en sus iones. La disociación es la separación del compuesto en cationes y aniones.

Hidratación

Es el proceso en el que un ion se ve rodeado por moléculas de agua acomodadas de una manera específica. La ionización se utiliza para describir la separación de ácidos y bases en iones.

Reacciones Reversibles y Equilibrio Químico

Una reacción reversible es aquella que puede suceder en ambos sentidos. El equilibrio químico es el estado en que las moléculas de ácido se ionizan con la misma rapidez con la que vuelven a combinarse los iones.

Reacciones de Precipitación

Es un tipo común de reacción en disolución acuosa que se caracteriza por la formación de un producto insoluble o precipitado. Un precipitado es un sólido insoluble que se separa de la disolución.

Solubilidad del Soluto

Se define como la máxima cantidad de soluto que se disolverá en una cantidad dada de disolvente a una temperatura específica.

Ecuaciones Químicas

• Ecuación molecular: Las fórmulas de los compuestos están escritas como si todas las especies existieran como moléculas o entidades completas.
• Ecuación iónica: Se muestran las especies disueltas como iones libres.
• Iones espectadores: Son los iones que no participan en la reacción global.
• Ecuación iónica neta: Únicamente muestra las especies que realmente participan en la reacción.

Ácidos y Bases

Los ácidos tienen sabor agrio, ocasionan cambio de color en pigmentos vegetales de azul a rojo, reaccionan con algunos metales como Zn, Mg o Fe para producir H gaseoso. Reaccionan con los carbonatos y bicarbonatos y forman CO₂. Sus soluciones acuosas conducen la electricidad.

Las bases tienen sabor amargo, se sienten resbaladizas y conducen la electricidad.

Ácidos y Bases de Brønsted

Un ácido de Brønsted es un donador de protones, y una base de Brønsted es un aceptor de protones.

• Ácido monoprótico: Cada unidad de ácido libera un ion hidrógeno tras la ionización.
• Ácido diprótico: Cada unidad del ácido produce dos iones de H.
• Ácido triprótico: Producen tres iones de H.

Reacción de Neutralización

Es una reacción entre un ácido y una base. Se forma una sal, que es un compuesto iónico formado por un catión distinto del H⁺ y un anión del OH^-.

Reacciones de Oxidación-Reducción (Redox)

Son reacciones de transferencia de electrones.

• Reacción de oxidación: Se refiere a la semirreacción que implica la pérdida de electrones.
• Reacción de reducción: Ganancia de electrones.
• Agente reductor: Dona electrones.
• Agente oxidante: Acepta electrones.

Número de Oxidación

Es el número de cargas que tendría un átomo en una molécula (o en un compuesto iónico) si los electrones fueran transferidos completamente.

Tipos de Reacciones

• Reacciones de combinación: A + B → C. Es la ruptura de un compuesto en dos o más componentes.
• Reacciones de desplazamiento: Un ion (o átomo) de un compuesto se reemplaza por un ion (o átomo) de otro elemento. A + BC → AC + B.
• Reacción de desproporción: Un mismo elemento en un estado de oxidación se oxida y se reduce al mismo tiempo.

Concentración y Dilución de Disoluciones

La concentración de una disolución es la cantidad de soluto presente en una cantidad dada de disolvente o de disolución. La molaridad (M) o concentración molar es el número de moles de soluto en 1 litro de disolución.

La dilución es el procedimiento que se sigue para preparar una disolución menos concentrada a partir de una más concentrada.

Análisis Cuantitativo

Se ocupa de la determinación de la cantidad o concentración de una sustancia en una muestra.

Análisis Gravimétrico

Es una técnica analítica que se basa en la medición de masa.

Valoración

En una valoración, una disolución de concentración exactamente conocida, denominada disolución patrón, se agrega en forma gradual a otra disolución de concentración desconocida hasta que la reacción química entre las dos disoluciones se complete.

Punto de equivalencia: Es el punto en el cual el ácido ha reaccionado o neutralizado completamente a la base.

Los indicadores son sustancias que tienen colores muy distintos en medio ácido y básico. En una reacción redox, el punto de equivalencia ocurre cuando el agente reductor es completamente oxidado por el agente oxidante.