Soluciones Quimicas

SOLUCIONES

Las soluciones son sistemas homogéneos formados básicamente por dos componentes. Solvente y Soluto. El segundo se encuentra en menor proporción. La masa total de la solución es la suma de la masa de soluto mas la masa de solvente.

Las soluciones químicas pueden tener cualquier estado físico. Las más comunes son las líquidas, en donde el soluto es un sólido agregado al solvente líquido. Generalmente agua en la mayoría de los ejemplos. También hay soluciones gaseosas, o de gases en líquidos, como el oxígeno en agua. Las aleaciones son un ejemplo de soluciones de sólidos en sólidos.

La capacidad que tiene un soluto de disolverse en un solvente depende mucho de la temperatura y de las propiedades químicas de ambos. Por ejemplo, los solventes polares como el agua y el alcohol, están preparados para disolver a solutos iónicos como la mayoría de los compuestos inorgánicos, sales, óxidos, hidróxidos. Pero no disolverán a sustancias como el aceite. Pero este si podrá disolverse en otros solventes como los solventes orgánicos no polares.

Clasificación de las soluciones:

Según su estado físico: es posible encontrar soluciones en estado líquido, gaseoso y sólido, esto va a depender del estado del solvente, observemos la siguiente tabla: (ver tabla)

Según su comportamiento frente a la corriente eléctrica: se clasifican en soluciones electrolíticas que son aquellas que conducen la corriente eléctrica y las soluciones no electrolíticas las que no la conducen. Existen otras clasificaciones que van a depender de la concentración del soluto en el solvente: soluciones saturadas, sobresaturadas, etc. Esto va a depender directamente de la solubilidad del soluto.

La solubilidad: es la máxima cantidad de un soluto que puede disolverse en una cantidad establecida de solvente a una temperatura determinada. Generalmente la solubilidad de una sustancia se expresa en gramos de soluto por cada 100 gramos de solvente. En el caso de las soluciones de ácidos y las bases se emplean los términos de solución concentrada y solución diluida.

Equilibrio de solubilidad: existen límites con respecto a la cantidad de soluto que puede ser disuelto en un volumen determinado de solvente, por ejemplo la solubilidad varía con la naturaleza del soluto y del solvente, así la solubilidad de los sólidos en los líquidos varía con la temperatura, aumentando cuando la temperatura aumenta. Debido a esto es necesario indicar la temperatura a la que se mide la solubilidad.

CONCENTRACION:

La concentración es la relación que existe entre la cantidad de soluto y la cantidad de solución o de solvente. Esta relación se puede expresar de muchas formas distintas. Una de ellas se refiere a los porcentajes.

Porcentaje masa en masa o peso en peso, (%m/m):Es la cantidad en gramos de soluto por cada 100 gramos de solución. Ej: Una solución 12% m/m tiene 12 gramos de soluto en 100 gramos de solución.

Como formula, podemos expresar esta relación así:

%m/m = x 100

Porcentaje masa en volumen (%m/v): Es la cantidad en gramos de soluto por cada 100 ml de solución. Aquí como se observa se combina el volumen y la masa. Ej: Una solución que es 8% m/v tiene 8 gramos de soluto en 100 ml de solución.

Fórmula: % m/v = x 100

Porcentaje volumen en volumen (%v/v): Es la cantidad de mililitros o centímetros cúbicos que hay en 100 mililitros o centímetros cúbicos de solución. Ej: Una solución 16% v/v tiene 16 ml de soluto por 100 ml de solución.

Fórmula: % v/v = x 100

Otras formas son la Molaridad, la Normalidad y la Molalidad.

Es bueno recordad antes el concepto de mol. El mol de una sustancia es el peso molecular de esa sustancia expresada en gramos. Estos datos se obtienen de la tabla periódica de los elementos.

Sumando las masas de los elementos se obtiene la masa de la sustancia en cuestión.

Molaridad: Es la cantidad de moles de soluto por cada litro de solución. Como fórmula:

M = n/V

M = M: Molaridad. n: Número de moles de soluto. V: Volumen de solución expresado en litros.

Normalidad: Es la cantidad de equivalentes químicos de soluto por cada litro de solución. Como fórmula:

N = n eq/V

N = Normalidad. n eq. : Número de equivalentes del soluto. V: Volumen de la solución en litros.

Molalidad: Es la cantidad de moles de soluto por cada 1000 gramos de solvente. En fórmula:

m = n/kgs solvente

m = Molalidad. n: Número de moles de soluto por Kg = 1000 gramos de solvente o 1 kg de solvente.

Ejercicios:

A continuación comenzaremos una guía de problemas donde pondremos en práctica a todas estas fórmulas.

1) Calcula el % m/m de una solución que tiene 6 gramos de soluto en 80 gramos de solución.

Aplicamos la fórmula:

% m/m = 6 grs x 100 / 80 grs

% m/m = 7.5

2) Calcula el % m/m de una solución que tiene 10 grs. de soluto y 110 grs. de solvente.

En este caso, la masa de la solución es de 120 grs. ya que resulta de sumar los 10 grs. de soluto mas los 110 grs. de solvente.

% m/m = 10 grs x 100 / 120 grs

% m/m = 8.33.

3) Calcula la masa de soluto que tendría una solución de 220 grs. que es 4% m/m.

En este caso podemos despejar la masa de soluto de la fórmula. Nos queda.

masa de soluto = % m/m x masa solución / 100

masa de soluto = 4% x 220 grs / 100

Masa de soluto = 8.8 grs.

4) Cuantos grs. de soluto y solvente tendrán 320 grs. de solución cuya concentración es 5 % m/m:

masa de soluto = 5 % x 320 grs / 100

Masa de soluto = 16 grs.

La masa de solvente es fácil obtenerla. Directamente le restamos a la masa de la solución la masa de soluto.

Masa de solvente = 320 grs. – 16 grs.

Masa de solvente = 304 grs.

5) Cuantos gramos de soluto tendrán 1200 ml de solución cuya concentración es de 6% m/v.

De la fórmula:

% m/v = masa de soluto x 100 / volúmen de sción

despejamos la masa de soluto.

masa de soluto = % m/V x volúmen de sción / 100

masa de soluto = 6 % m/v x 1200 ml / 100

V = 80 grs x 100 / (5 % m/v sción)

Masa de soluto = 72 grs.

6) Que volumen tendrá una solución al 5% m/v que contiene 80 grs. de soluto.

De la misma fórmula utilizada en el anterior problema despejamos el volumen.

V = ( masa de soluto x 100) / ( % m/v sción)

V = 1600 ml.

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