AGUA Y SOLUCIONES

Soluciones Prof. Ivette Torres Vera Son mezclas homogéneas formadas por la combinación no química de dos o más sustancias. Pueden ser separadas utilizando técnicas o procesos físicos como: extracción, decantación, destilación, cromatografía y filtración. Toda solución está formada por dos componentes: soluto y solvente. El soluto es la sustancia que se encuentra en menor cantidad y el solvente es la sustancia que se encuentra en mayor cantidad.

El proceso para preparar una solución se conoce como disolución. Existen diferentes tipos de soluciones que dependen del estado físico en el que se encuentren el soluto y el solvente.

Tipo de solución Ejemplo Gas en gas Aire

Líquido en gas Vapor de aire Sólido en gas Humo Gas en líquido Bebidas carbonatadas

Líquido en líquido Alcohol Sólido en líquido Agua de mar Líquido en sólido Relleno dental (mercurio en plata) Sólido en sólido Bronce (zinc y cobre)

Las soluciones pueden tener diferentes cantidades de soluto y solvente, por lo que no tienen una composición fija. Se puede preparar soluciones que tengan mayor o menor cantidad de soluto. Las cantidades de soluto y solvente se describen por la concentración de la solución. Concentración se define como la cantidad de soluto disuelto en una cantidad dada de solvente. A mayor cantidad de soluto en una solución, ésta será una solución concentrada y mientras menor sea la cantidad de soluto, la solución será diluida. Otro término utilizado en la preparación de una solución es la solubilidad de las sustancias. Solubilidad es la cantidad máxima de soluto que se puede disolver en una cantidad dada de solvente a una temperatura, ésta solución se conoce como solución saturada.

Existen diferentes tipos de soluciones que dependen de la solubilidad: solución saturada, insaturada o sobresaturada.

Ejemplo: Si la solubilidad de una sustancia X es de 10 g en 100 mL de agua. Esto significa que para preparar la solución saturada podemos disolver 10 g de la sustancia X en 100 mL de agua.

Si solamente disolvemos 8 g de X en 100 mL de agua, la solución

es insaturada porque no hemos llegado a la cantidad máxima de soluto que podemos disolver.

Si añadimos 13 g de X en 100 mL de agua, hemos sobrepasado la

cantidad máxima de soluto que se puede disolver y parte de ese soluto quedará en el fondo del envase sin disolver, obteniendo una solución sobresaturada.

Soluciones acuosas Una solución acuosa es aquella donde el solvente es agua. El agua es una sustancia importante para todo organismo viviente. Tres cuartas partes del globo terráqueo es agua.

La molécula de agua está formada de dos átomos de hidrógeno enlazados por enlaces covalentes polares (enlace donde se comparten electrones) a un átomo de oxígeno. Los electrones en la molécula de agua están más cerca de oxígeno que de los hidrógenos, razón por la cual el oxígeno va a tener una carga parcial negativa (-) y los hidrógenos una carga parcial (+).

Las moléculas que presentan esta separación de cargas se conocen como

moléculas polares. Por lo tanto agua es una molécula polar. Propiedad principal de agua para que sea un solvente universal. Agua tiene un punto de ebullición de 100 ºC, el punto de ebullición es la temperatura en la cual un líquido pasa a gas. El punto de congelación de agua es de 0 ºC, el punto de congelación es la temperatura en la cual una sustancia líquida se convierte en sólido. Proceso de disolución Para preparar una solución, las moléculas ó iones de las sustancias deben unirse formando una mezcla homogénea. El proceso de disolución depende de las fuerzas de atracción existentes entre las partículas del soluto y el solvente, éstas determinan si algo se disuelve. La regla general en el proceso de disolución es la regla “igual disuelve igual”. Esto significa que compuestos que poseen fuerzas de atracción similares pueden mezclarse entre sí. Podemos decir entonces que sustancias polares se disuelven en otras sustancias polares y sustancias no-polares se disuelven en sustancias no-polares.

Fluídos miscibles e inmiscibles Si preparamos soluciones entre fluídos (gases y líquidos) podemos clasificarlos en fluídos miscibles si se mezclan completamente en todas las proporciones (Ejemplo: agua en alcohol). Fluídos inmiscibles no pueden mezclarse (ejemplo: aceite en agua) Sales, ácidos y bases

Los ácidos son sustancias que donan protones (H+) al disolverse en agua. Las bases son sustancias que aceptan protones o que liberan iones (OH-) al disolverse en agua. Los ácidos y las bases pueden reaccionar entre sí formando un compuesto iónico (sal) y agua.

La reacción entre un ácido y una base se conoce como una reacción de

neutralización, porque tanto el ácido como la base pierden sus propiedades para formar el compuesto iónico y el agua. Propiedades de los ácidos:

1. Tienen sabor agrio como las frutas cítricas 2. Cambian el color del papel litmus de azul a rojo. 3. Reaccionan con los metales liberando hidrógeno. 4. Neutralizan las bases formando sal y agua.

Ejemplos: ácido acético (vinagre), ácido fórmico (picada de hormiga), ácido

clorhídrico (ácido del estómago). Propiedades de las bases:

1. Tienen un sabor amargo, el sabor de la cafeína. 2. Cambian el color del papel litmus de rojo a azul. 3. Son resbalosas o jabonosas. 4. Neutralizan los ácidos para formar sal y agua.

Ejemplos: amoníaco (limpiadores), hidróxido de magnesio (leche de magnesia),

hidróxido de sodio. Escala de pH Indica la fortaleza de un ácido o una base. La escala de pH está basada en la concentración del ión hidronio ( H3O+). La escala va de 0 hasta 14. Ácido pH 0 <6 Neutral pH = 7 Básico pH 7 > 14