Para diferenciar un sistema homogéneo formado por mas de un componente

Para diferenciar un sistema homogéneo formado por mas de un componente se determinan algunas propiedades intensivas, como la densidad, punto de ebullición o de fusión.

Que es una solución: Es un sistema homogéneo formado por dos o más sustancias

Durante el proceso de disolución de azúcar en agua, las moléculas de azúcar se van distribuyendo en forma homogénea entra las de agua

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Las soluciones son faccionables en sus componentes constitutivos por métodos físicos comunes, como por ejemplo la destilación.

Si la solución esta formada por solo dos componentes, decimos que es una solución binaria. En estas soluciones los componentes reciben nombres característicos:

La sustancia disuelta en una solución liquida se denomina soluto(st) y en general es la que se halla en menor proporción.

La sustancia que disuelve al soluto se llama solvente(sv)  y en general es la que se encuentra en mayor proporción

Cuando el solvente es agua se denominan soluciones acuosas

En toda solución binario la masa de la solución es la suma de la masa del soluto y el solvente:

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Las soluciones pueden clasificarse según el estado de agregación en:

Solidas: Mezcla homogénea de dos o mas metales que constituye una aleación, Ej : Aceros, bronce, Laton, Oro blanco

Liquidas: Solidos, líquidos o gases disueltos en líquidos. Ej: Solución de sal en agua , alcohol en agua , soda.

Gaseosas: Mezcla de gases, Ej: aire.

La densidad de una solución: La densidad de una solución es cociente entre la masa de la misma y el volumen que ocupa

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Proceso de disolución: El proceso de disolución de un soluto en un solvente depende de la cantidad y naturaleza del soluto y del solvente, de la temperatura y , si el soluto es un gas, también de la presión

Cundo se disuelve un soluto molecular en solvente, debemos tener en cuenta tres tipos de interacciones;

-Soluto-soluto 

-Solvente-solvente 

-Soluto-solvente.

El balance entre estas fuerzas de interacción determina solubilidades muy distintas para sustancias

Un soluto se disuelve en un solvente cuando las fuerzas de atracción entre las moléculas del soluto y las del solvente(soluto-solvente), son similares o mas intensas que las que actúan entre las moléculas del soluto(soluto-soluto)

La experiencia nos muestra que, en general, las sustancias polares se disuelven en solventes polares, y las no polares en solventes no polares.

Las sustancias cuyas moléculas son no polares prácticamente son insolubles en agua, pero se disuelven en solventes no polares.

La interacción hidrogeno también explica la solubilidad de sustancias orgánicas como alcoholes, aldehídos y cetonas, aminas y éteres de cadenas con pocos átomos de carbono

La relación entre la cantidad de soluto disuelta y la cantidad de solvente o entre la cantidad de soluto y de la solución, es una propiedad intensiva que se denomina concentración de la solución.

Se puede expresar de diferentes formas

%m/m Masa sobre masa

%m/V Masa sobre volumen

%V/V Volumen sobre volumen (cuando tanto el soluto como el solvente de una solución son líquidos, concentración de la solución suele expresarse mediante el volumen en cm3 de soluto disueltos por cada 100cm3 de solución)

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Molaridad(M) de un soluto: Unidad mol/dm3 expresa la cantidad de soluto que hay disuelta por cada dm3 de solución.

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Molalidad(m) es la cantidad de soluto, en moles que hay disuelta en un kilogramo de solvente

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Fracción molar(x) es numero que indica la relación entre los moles de soluto o solvente y el numero total de moles que hay en la solución. Por lo tanto la fracción molar es un número que varía entre cero y uno

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Todas las formas de expresar la concentración de un soluto o solvente en un solución

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Las propiedades de una solución dependen esencialmente de su concentración. Por ejemplo, si tenemos distintas soluciones de cloruro de sodio en agua, se verifica experimentalmente que la de mayor concentración (más salada) tiene mayor punto de ebullición.

Diluir y concentración

Diluir una solución significa agregarle solvente para obtener otra solución de menor concentración. La primera se denomina solución concentrada y la segunda solución diluida.

La dilución de soluciones es una de las operaciones mas utilizadas en un laboratorio químico.

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En el proceso de dilución se verifica

• La masa de soluto en la solución diluida es igual a la masa de soluto en la concentrada

• La masa de soluto no cambia, solo se agrega solvente.

• La masa la solución diluida es mayor que la masa de la solución concentrada
• El volumen de la solución diluida es mayor que el volumen de la concentrada
• La concentración de la solución diluida es menor que la concentración de la solución concentrada

Cuando se diluye una solución, no varia la masa ni la cantidad de soluto

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Como hemos visto la concentración de una solución Csc puede estar expresada de diferentes maneras. Si esta expresada en % m/v, el producto entre Vsc X Csc = mst masa del soluto

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Si la concentración de la solución esta expresada en molaridad Vsc X Csc = nst cantidad de materia

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La ecuación es válida si la concentración de ambas soluciones esta expresada en relación el volumen de solución

Donde Vc y Cc son el volumen y la concentración de la solución concentrada y Vd y Cd son volumen y al concentración de los solución diluida

Concentrar: Concentrar una solución es un proceso por el cual se obtiene otra solución de mayor concentración

Agregando soluto(msv = constante)

Evaporando solvente(mst  = constante)

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En el proceso de concentración por evaporación, se verifica:

• La masa de soluto en la solución inicial es igual a la masa de soluto en la concentrada, es decir, la masa de soluto no cambia
• La masa de la solución concentrada es menor que la masa de la solución inicial.
• La concentración de la solución concentrada es mayor que la concentración de la solución inicial.

Soluciones saturadas y solubilidad

Las principales sustancias solubles en agua son iónicas o constituidas por moléculas polares.

No es posible disolver el soluto indefinidamente, esto está dado por las determinadas condiciones de presión y temperatura en donde el soluto se disuelve en agua, pero llegara un punto en donde el soluto dejara de disolverse.  A partir de ese instante se establece un estado de equilibrio dinámico entre el soluto disuelto(en solución) y el soluto no disuelto;

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Esto significa que cuando el sistema alcanza este estado de equilibrio, el numero de partículas de soluto que cristaliza y el que se disuelve, por unidad de tiempo, es el mismo.  La solución que está en contacto con el soluto puro sin disolver, cuando el sistema alcanzo el equilibrio en determinadas condiciones de presión y temperatura, es una solución saturada.

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Las soluciones que contienen disuelta una cantidad de soluto mayor que la de la solución saturada a la misma temperatura, se denominan sobresaturadas.  

Solubilidad: La solubilidad de un soluto en un solvente depende de la naturaleza del soluto, del solvente y de la temperatura. Se expresa por la concentración de la solución saturada.

Eje de cordenadas de solubilidad:

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Soluciones de electrolitos :  

Las principales sustancias solubles en agua son iónicas o constituidas por moléculas polares. La experiencia muestra que las sustancias iónicas, tanto en estado líquido(fundidas) o disuelta en agua conducen la corriente eléctrica.

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