Significado de disolución química Definición, tipos, y concentración
MSc. Licenciada en Química
Definición formal
Una disolución es una mezcla homogénea donde un soluto está disuelto en un disolvente. A la cantidad de soluto disuelto por cantidad de disolvente, se le denomina concentración de la disolución, la cual se puede expresar de diferentes maneras. Una de las más utilizadas es la molaridad, M. La molaridad representa la cantidad de moles de soluto por cada litro de disolución.
Tipos de disoluciones: líquidas, gaseosas y sólidas
Los tipos de disoluciones se establecen según al estado físico del disolvente:
1. Las disoluciones líquidas son aquellas cuyo disolvente es un líquido y el soluto disuelto puede ser; un gas como por ejemplo las bebidas gaseosas, un líquido como el vinagre (ácido acético en agua) o un sólido como el agua de mar (sal más agua).
2. Las disoluciones gaseosas son aquellas donde el disolvente es un gas. En las disoluciones gaseosas el soluto puede ser un líquido, un sólido o un gas. Ejemplo de una disolución gas – líquido es el vapor atmosférico, de una disolución gas-sólido es el polvo atmosférico y de una gas-gas es el aire. Recordemos que el aire es una combinación de oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono y otros gases. En el aire, el disolvente es el nitrógeno porque es el gas que se encuentra en mayor proporción.
3. Las disoluciones sólidas se deben a la combinación de un sólido como fase mayoritaria, es decir el disolvente, con un líquido o un sólido. La disolución de un líquido, como por ejemplo el mercurio, en un sólido como el oro forma una amalgama, un ejemplo son las amalgamas dentales. Asimismo, la disolución de un sólido en un sólido forma aleaciones. Ejemplo de aleaciones hay muchos; el acero es una disolución de hierro y carbono, el latón es una disolución de cobre y cinc, entre muchas otras.
¿Cómo se representa la concentración de las disoluciones?
Podemos aseverar que la concentración de las disoluciones se expresa en términos cualitativos y cuantitativos. Si hablamos desde el punto de vista cualitativo, una dilución puede ser: diluida, cuando contiene una pequeña cantidad de soluto disuelto y concentrada cuando la cantidad de soluto disuelto es mayor, en comparación con la diluida.
Otra forma cualitativa, es en términos de su solubilidad. Estos conceptos se usan, especialmente, cuando son disoluciones de sólidos disueltos en líquidos. Allí se distinguen: la disolución saturada, la disolución insaturada y la disolución sobresaturada.
Cuando hablamos de disolución saturada nos referimos a una disolución que contiene la máxima cantidad de soluto que se puede disolver en el disolvente. La disolución insaturada es aquella que contiene una cantidad menor a la máxima que se puede disolver. Si la disolución contiene un exceso de soluto (superior a ese máximo que puede disolverse), este soluto quedara no disuelto en el fondo del recipiente, dicha disolución está, entonces, sobresaturada.
Unidades de concentración
Cuantitativamente, las disoluciones se expresan en diferentes unidades. Veamos cada una de ellas:
1. En términos porcentuales, se escribe la concentración como la masa o el volumen de soluto disuelto por cada 100 partes de disolución. La mayoría de las etiquetas en los envases de los productos comerciales tienen este tipo de concentración.
Porcentaje masa – masa (%m/m): Indica la masa en gramos de soluto disuelta en 100 gramos de disolución.
\(\%{}^{m}\!\!\diagup\!\!{}_{m}\;=\frac{{masa~de~soluto~en~gramos}}{{masa~de~la~disoluci\acute{o}n~en~gramos}}x100\)
Porcentaje masa – volumen (%m/V): Expresa la masa en gramos de soluto disuelta en 100 centímetros cúbicos de disolución.
\(\%{}^{m}\!\!\diagup\!\!{}_{V}\;=\frac{{masa~de~soluto~en~gramos}}{{volumen~de~la~disoluci\acute{o}n~en~c{{m}^{3}}}}x100\)
Porcentaje volumen – volumen (%V/V): Representa el volumen en centímetros cúbicos de soluto disuelto en 100 centímetros cúbicos de disolución.
\(\%{}^{V}\!\!\diagup\!\!{}_{V}\;=\frac{{~volumen~de~soluto~en~c{{m}^{3}}}}{{volumen~de~la~disoluci\acute{o}n~en~c{{m}^{3}}}}x100\)
2. En términos de cantidad de sustancia. Algunos reconocen a éstas como las unidades químicas, ya que expresan; cantidad de sustancia (en mol) por cantidad de disolvente. Las más utilizadas son:
La molaridad, M indica el número de moles de soluto disuelto en un litro de disolución. Las unidades comúnmente usadas son mol/l.
\(M=\frac{{moles~de~soluto~en~mol}}{{Volumen~de~la~disoluci\acute{o}n~en~litro}}\)
La molalidad, m expresa el número de moles de soluto disueltos en un kilogramos de disolvente, mol/kg.
\(m=\frac{{moles~de~soluto~en~mol}}{{masa~de~disolvente~en~kg}}\)
Estas no son las únicas formas de expresar la concentración de las disoluciones, pero sí, las más utilizadas. Podríamos mencionar otras unidades de concentración, tales como las partes por millón, (ppm) y las partes por billón (ppb), usadas cuando las disoluciones son altamente diluidas. Una parte por millón (o billón) indica una parte de soluto disuelto, generalmente en unidades de masa por cada millón (o billón) de partes de disolución. La solubilidad también se considera un valor de concentración, está expresada en gramos de soluto por 100 gramos de disolvente (no de disolución). También, podemos mencionar la normalidad (N) que, aunque está en desuso, existen textos que aún la incluyen. La normalidad indica el número de equivalente gramos de soluto disuelto por litro de disolución.
Referencias
Aldabe S y Aramendia P. Química 2. Química en acción. Ediciones Colihue SRL. 2004.
Burns R. Fundamentos de Química. 2da ed. Prentice Hall Hispanoamerica, s.a. 1996.
Trabajo publicado en: Feb., 2021.
