Fundamentos de Disoluciones: Estados Físicos, Electrolitos y Factores de Solubilidad
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Clasificación y Propiedades de las Disoluciones Químicas
Clasificación de las Disoluciones según su Estado Físico
Las disoluciones se clasifican según el estado físico del soluto y del disolvente, lo que determina el estado físico final de la disolución.
| Soluto | Disolvente | Disolución | Ejemplo |
|---|---|---|---|
| Gas | Gas | Gas | Aire |
| Gas | Líquido | Líquido | CO₂ en agua (bebidas carbonatadas) |
| Gas | Sólido | Sólido | H₂ en paladio |
| Líquido | Líquido | Líquido | Etanol en agua |
| Sólido | Líquido | Líquido | NaCl en agua (agua salada) |
| Sólido | Sólido | Sólido | Bronce (CuZn) |
Electrolitos: Comportamiento del Soluto Disuelto
Un electrolito es el soluto disuelto que, al disociarse en iones, permite la conducción de electricidad. Se clasifican en electrolito fuerte, electrolito débil y no electrolito.
Tipos de Electrolitos
| Electrolito Fuerte | Electrolito Débil | No Electrolito |
|---|---|---|
| Se disuelve y se disocia completamente en agua. | Se disuelve y se disocia parcialmente en agua. | Se disuelve, pero no se disocia en iones. |
| Hay muchos iones en solución. | Hay pocos iones en solución. | No hay iones en solución. |
| Conducen fuertemente la electricidad. | Conducen débilmente la electricidad. | No conducen la electricidad. |
Ejemplos de Disociación Iónica (Electrolitos Fuertes)
La disociación ocurre generalmente en presencia de agua (H₂O), liberando iones en solución (ac).
- Sales (Ejemplos):
- NaCl: $\text{NaCl} \xrightarrow{\text{H}_2\text{O}} \text{Na}^{+1}_{(\text{ac})} + \text{Cl}^{-1}_{(\text{ac})}$
- NaNO₃: $\text{NaNO}_3 \xrightarrow{\text{H}_2\text{O}} \text{Na}^{+1}_{(\text{ac})} + \text{NO}_3^{-1}_{(\text{ac})}$
- Ácidos (Ejemplos):
- HCl: $\text{HCl} \xrightarrow{\text{H}_2\text{O}} \text{H}^{+1}_{(\text{ac})} + \text{Cl}^{-1}_{(\text{ac})}$
- HNO₃: $\text{HNO}_3 \xrightarrow{\text{H}_2\text{O}} \text{H}^{+1}_{(\text{ac})} + \text{NO}_3^{-1}_{(\text{ac})}$
- Bases (Hidróxidos):
- NaOH: $\text{NaOH} \xrightarrow{\text{H}_2\text{O}} \text{Na}^{+1}_{(\text{ac})} + \text{OH}^{-1}_{(\text{ac})}$
Solubilidad de las Disoluciones
La solubilidad es la máxima cantidad de soluto que un determinado disolvente puede disolver a una cierta temperatura.
Solución Saturada
Una solución saturada contiene la máxima cantidad de soluto que puede disolverse en un disolvente a una temperatura específica.
Regla de Polaridad: "Lo Semejante Disuelve lo Semejante"
Esta regla fundamental establece que las sustancias polares se disuelven en disolventes polares, y las sustancias apolares se disuelven en disolventes apolares.
Clasificación según la Solubilidad (Miscibilidad)
- Miscibles: Sustancias que se disuelven completamente entre sí (ej. etanol y agua).
- Moderadamente Solubles: Sustancias que tienen una solubilidad limitada.
- Inmiscibles: Sustancias que no se disuelven entre sí (ej. aceite y agua).
Factores que Afectan a la Solubilidad
1. La Naturaleza del Soluto y del Disolvente (Polaridad)
Sustancias Polares
El agua es un disolvente polar. Disuelve sales, ácidos y alcoholes, porque todas estas sustancias forman cargas eléctricas (iones o dipolos) que interactúan con las moléculas de agua.
Sustancias Apolares
No tienen cargas eléctricas netas. Ejemplos incluyen parafina, bencina, aceite, diluyente y resinas. Estas sustancias se disuelven en disolventes apolares.
2. La Temperatura
Temperatura vs. Solutos Sólidos
Generalmente, un aumento de la temperatura ($\text{T}º$) provoca un aumento de la solubilidad de los sólidos.
- Excepción 1 (NaCl): De 0 ºC a 100 ºC, su solubilidad permanece constante.
- Excepción 2 ($\text{Ce}_2(\text{SO}_4)_3$): De 0 ºC a 40 ºC, disminuye la solubilidad. De 40 ºC a 100 ºC, permanece constante.
Temperatura vs. Gases
Un aumento de la temperatura disminuye la solubilidad de los gases en líquidos.
3. La Presión
La presión es un factor que afecta solo a los gases en solución. Por lo tanto, un aumento de la presión aumenta la solubilidad del gas (Ley de Henry).
El aumento de la presión en la solución aumenta la solubilidad del gas.
La presión no afecta a las soluciones que tienen solutos sólidos o líquidos.