Fundamentos de las Disoluciones Químicas: Componentes y Expresión de la Concentración
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Fundamentos de las Disoluciones Químicas
Definición de Solución
Una **solución** es una **mezcla homogénea** formada por dos o más sustancias puras que no reaccionan entre sí.
Componentes de una Solución
- Soluto (Sto): Es la sustancia que se disuelve dentro de la mezcla.
- Solvente (Ste): Es la sustancia que disuelve al soluto y actúa como medio de dispersión.
Criterios para Identificar el Soluto (Sto) y el Solvente (Ste) en una Solución
- Si la solución es de sólido a líquido, el **solvente es el líquido**.
- Si el líquido es agua, el **solvente siempre es agua** en soluciones líquidas, sólidas o gaseosas.
- El **solvente siempre se encuentra en mayor proporción** en soluciones líquidas, sólidas o gaseosas.
Tipos de Soluciones según el Estado de sus Componentes
Soluciones Líquidas
- Líquido - Líquido (Ejemplo: Naranjada, alcohol y agua).
- Sólido - Líquido (Ejemplo: Leche con Toddy, Agua azucarada).
- Gas - Líquido (Ejemplo: Bebidas gaseosas).
Soluciones Sólidas
- Sólido – Sólido (Ejemplo: Aleaciones metálicas).
- Líquido – Sólido (Ejemplo: Amalgamas).
- Gas – Sólido (Ejemplo: Inyección de gas en metales).
Soluciones Gaseosas
- Gas – Gas (Ejemplo: Aire).
- Sólido – Gas (Ejemplo: Humo).
- Líquido – Gas (Ejemplo: Rocío).
Concentración de las Soluciones
La **concentración** se refiere a la cantidad o proporción en que se encuentran los componentes de una solución.
Clasificación de la Concentración
Concentración Cuantitativa
Es la forma de expresar la concentración exacta de una solución mediante números y unidades de medida (masa, volumen o moles).
Concentración Cualitativa
Se basa en las *cualidades* o características de la solución para definir la concentración; *no tiene rigor científico*.
Diferencias entre los Criterios Cualitativo y Cuantitativo
Criterio Cuantitativo:
- Es **objetivo**: no depende de la opinión, sino de datos medibles.
- Es **preciso**: utiliza valores como gramos, mililitros o moles.
- Se utiliza obligatoriamente en laboratorios e industrias donde el error debe ser mínimo.
Criterio Cualitativo:
- Es **subjetivo**: depende de la apreciación de la persona.
- Es **impreciso**: no indica la cantidad exacta de soluto presente.
- Se utiliza principalmente en la vida cotidiana y situaciones donde no se requiere rigor científico.
Clasificación de Soluciones según el Criterio Cualitativo
- Diluidas: Poca cantidad de soluto con respecto a la cantidad de solvente.
- Concentradas: Contiene mucha cantidad de soluto con respecto a la cantidad de solvente.
- Insaturadas: Contiene menos cantidad de soluto que la que el disolvente puede disolver.
- Saturadas: Contiene la cantidad *máxima* de soluto que el solvente pueda disolver.
- Sobresaturadas: Contiene *más* cantidad de soluto de la que el solvente puede disolver.
Solubilidad
La **solubilidad** es la capacidad que tiene un soluto de disolverse en el solvente a determinada temperatura. A mayor temperatura, *generalmente* mayor solubilidad.
Unidades Físicas de Concentración
Son aquellas que utilizan magnitudes físicas como la masa y el volumen para expresar la concentración de la solución.
Definición de Unidades Físicas de Concentración
Son formas de expresar la cantidad de soluto presente en una solución utilizando magnitudes de masa y volumen. Se basan en el sistema decimal (porcentajes), lo que permite conocer cuántas partes de soluto existen por cada 100 partes de solución.
Procesos Relacionados con la Concentración
- Dilución de una solución: Consiste en agregar más solvente a una solución con el fin de disminuir su concentración. Al agregar más solvente a la solución, el volumen aumenta y la concentración disminuye.
- Concentración por evaporación: Consiste en eliminar líquido a través del calor; de esta forma, el volumen de la solución disminuye y la concentración aumenta.
Fórmulas de Porcentajes Comunes
Porcentaje Masa – Masa (% m/m)
Indica la cantidad de gramos de soluto por cada 100 g de solución.
$$\% \text{ m/m} = \frac{\text{m Sto} \times 100}{\text{m Sol}}$$
Porcentaje Masa – Volumen (% m/v)
Indica la cantidad en gramos de soluto por cada 100 ml de solución.
$$\% \text{ m/v} = \frac{\text{m Sto} \times 100}{\text{V Sol (ml)}}$$
Porcentaje Volumen – Volumen (% v/v)
Indica la cantidad en ml de soluto por cada 100 ml de solución.
$$\% \text{ v/v} = \frac{\text{V Sto} \times 100}{\text{V Sol}}$$