Fundamentos de Disoluciones Químicas: Solubilidad, Saturación y Propiedades Coligativas

1. Fundamentos de las Disoluciones Químicas

Una disolución es una mezcla homogénea de composición uniforme, cuyos componentes no pueden distinguirse a simple vista ni con la ayuda de un microscopio óptico.

Componentes de una Disolución

• Disolvente: Es el componente que tiene el mismo estado de agregación que la disolución final. Si ambos componentes tienen el mismo estado, es el que se encuentra en mayor proporción.
• Soluto: Es el componente que tiene un estado de agregación distinto al de la disolución o, si el estado es el mismo, se encuentra en menor proporción.

2. La Solubilidad

La solubilidad de un soluto en un disolvente es la capacidad máxima de este último para disolver dicho soluto.

Clasificación de Mezclas según Solubilidad

• Si el sólido es soluble en el líquido, obtenemos una disolución.
• Si el sólido es insoluble en el líquido, tenemos una suspensión.
• Si dos líquidos son solubles el uno en el otro, decimos que son miscibles y su mezcla forma una disolución.
• Si dos líquidos no son solubles el uno en el otro, decimos que son inmiscibles (formando generalmente una emulsión).

3. Coeficiente de Solubilidad

Es la máxima cantidad de un soluto que puede disolverse en 100 g o 100 mL de un determinado disolvente a una temperatura establecida.

4. Tipos de Disoluciones según Saturación

• Disolución Saturada: Contiene la cantidad máxima de soluto que puede admitir el disolvente a una temperatura dada.
• Disolución No Saturada (Insaturada): Aún puede disolver más soluto porque no ha alcanzado el coeficiente de solubilidad en el disolvente.
• Disolución Sobresaturada: Es una disolución inestable, ya que contiene más soluto del que teóricamente podría disolver una disolución saturada a esa temperatura.

5. Curvas de Solubilidad

La curva de solubilidad es la representación gráfica de la variación del coeficiente de solubilidad de un soluto en un disolvente en función de la temperatura.

6. Propiedades Coligativas de las Disoluciones

Las propiedades coligativas dependen únicamente del número de partículas de soluto presentes, no de su naturaleza química.

1. Elevación del Punto de Ebullición

   Es la temperatura a la cual una sustancia pasa de estado líquido a gaseoso de forma repentina. El punto de ebullición de una disolución es mayor que el del disolvente puro.

2. Descenso del Punto de Congelación

   Es la temperatura a la cual una sustancia pasa de estado líquido a sólido de forma repentina. El punto de congelación de una disolución es menor que el del disolvente puro.

3. Presión de Vapor

   En un recipiente cerrado, es la presión que ejerce el vapor cuando alcanza el equilibrio con la fase líquida (condensación) a una determinada temperatura.

4. Presión Osmótica

   Ocurre cuando se separan dos disoluciones de diferentes concentraciones mediante una membrana semipermeable (que solo deja pasar el disolvente). Se observa un paso de disolvente desde la disolución más diluida hacia la más concentrada.

   Tipos de Disoluciones Osmóticas

   • Disoluciones Isotónicas: Son las que tienen la misma presión osmótica que la disolución de referencia.
   • Disoluciones Hipotónicas: Son las que tienen menor presión osmótica que la disolución de referencia.
   • Disoluciones Hipertónicas: Son las que tienen mayor presión osmótica que la disolución de referencia.

7. Dilución y Disoluciones Madre (Stock)

Dilución

La dilución es el proceso de tomar un volumen de una disolución concentrada y añadirle disolvente, aumentando el volumen total y reduciendo la concentración del soluto.

Disolución Madre o Stock

Son disoluciones altamente concentradas preparadas para realizar diluciones posteriores a partir de ellas, asegurando precisión y eficiencia en el laboratorio.