Disoluciones Químicas: Conceptos Clave, Solubilidad y Propiedades Coligativas

Disoluciones

Una disolución es una mezcla homogénea de composición variable, formada por dos o más componentes. Las partículas que forman una disolución son tan pequeñas que no pueden distinguirse sus componentes ni siquiera con los microscopios más potentes.

En el presente estudio, nos vamos a referir a las disoluciones formadas por dos componentes. A estos dos componentes se les suele llamar: soluto y disolvente.

• Soluto: Es la sustancia que se encuentra en menor cantidad en la disolución.
• Disolvente: Es la sustancia que se encuentra en mayor cantidad; a ella se le agrega el soluto para formar la disolución.

¿Por qué algunas sustancias se disuelven y otras no?

Para responder a estas preguntas, debemos considerar que:

• Se forma una disolución cuando una sustancia se dispersa uniformemente en otra.
• El factor principal que determina si se forma o no una disolución es la intensidad de la fuerza de atracción entre las partículas de soluto y disolvente.
• Se forma una disolución cuando la fuerza de atracción entre las partículas de soluto y disolvente sobrepasa a la fuerza de atracción que las partículas de soluto ejercen entre sí y a la fuerza de atracción que las partículas de disolvente ejercen entre sí.

Tipos de Disoluciones

• Diluida: Contiene muy poco soluto en relación con la cantidad de disolvente.
• Concentrada: Contiene una cantidad considerable de soluto en relación con el disolvente.
• Saturada: Aquella que, a una temperatura determinada, no puede disolver más soluto.
• Sobresaturada: Contiene más soluto disuelto del que podría admitir a la temperatura a la que se encuentra la disolución, siendo una condición inestable.

Solubilidad

Se denomina solubilidad de una sustancia en un determinado disolvente y a una temperatura específica, a la concentración máxima de soluto en una disolución saturada. Usualmente, se expresa en gramos de soluto por cada 100 gramos de disolvente.

Variación de la Solubilidad con la Temperatura

La mayoría de los sólidos se disuelven mediante procesos endotérmicos, por lo que, en general, son más solubles en caliente que en frío. Esto se debe a que hay más energía disponible para romper las uniones entre las partículas del sólido.

Muchos líquidos y gases se disuelven mediante procesos exotérmicos, por lo que su solubilidad disminuye cuando aumenta la temperatura.

Variación de la Solubilidad con la Presión

La solubilidad de un gas en un líquido aumenta cuando se incrementa la presión de dicho gas sobre el líquido. La concentración de gas disuelto es directamente proporcional a la presión parcial del gas (Ley de Henry).

Factores que Favorecen la Disolución de las Sustancias

• Pulverizar el soluto: Aumenta la superficie de contacto entre el soluto y el disolvente, facilitando la interacción.
• Agitar la disolución: Evita la saturación localizada cerca de las partículas de soluto, distribuyéndolo uniformemente.
• Calentar la disolución: Aumenta la energía cinética de las moléculas, lo que favorece la disolución (especialmente en procesos endotérmicos).

Propiedades Coligativas de las Disoluciones

Las propiedades físicas del disolvente se ven alteradas al añadir un soluto. Las propiedades coligativas son aquellas que dependen únicamente de la concentración de las partículas de soluto en la disolución, y no de la naturaleza química del soluto.

• Disminución de la presión de vapor: La presión de vapor de una disolución es menor que la del disolvente puro. Esta disminución es directamente proporcional a la fracción molar del soluto.
• Descenso del punto de congelación: Al disolver un soluto no volátil, el punto de congelación de la disolución disminuye. Este descenso es directamente proporcional a la molalidad de la disolución.
• Ascenso del punto de ebullición: Al disolver un soluto no volátil, el punto de ebullición de la disolución aumenta. Este ascenso es directamente proporcional a la molalidad de la disolución.
• Presión osmótica: Es la presión que debe ejercerse sobre una disolución para impedir el paso neto de disolvente a través de una membrana semipermeable (proceso de ósmosis).