Definición de Disolución Química
Ingeniera Química
La disolución como tal es un proceso por el cual una sustancia se disuelve en otra. En general, hablamos de dos participantes fundamentales, el soluto y el solvente o disolvente que se encuentra en mayor proporción. Por ejemplo, cuando disolvemos azúcar en agua, el soluto es la sacarosa (azúcar) y el solvente es el agua. En los casos en donde el disolvente es agua, se conoce a la mezcla resultante con el nombre de disolución o solución acuosa.
En general, tendemos a pensar que los solutos son únicamente sólidos que se disuelven en un solvente líquido, pero esto no es así necesariamente, puesto que un soluto puede provenir de una solución concentrada de dicho producto, del cual se toma un cierto volumen y se añade agua para hacer la nueva solución más diluida. En este caso, el soluto será la especie contenida en la solución concentrada que se desea diluir y el solvente es el agua nuevamente.
A partir de este concepto surgen distintas maneras de nombrar a las disoluciones: diluidas o concentradas, cuando la cantidad de soluto incorporada es insignificante respecto a la cantidad de solvente, se llama solución diluida y, a la inversa, es una solución concentrada.
Es importante destacar que existe un límite en la cantidad de soluto que podemos disolver en un determinado solvente, y eso es lo que se llama solubilidad, y depende tanto del soluto como del solvente. Por ejemplo, podríamos llevar a cabo un experimento casero, si agregamos apenas una cucharada de sal en un vaso de agua, probablemente esta se disuelva. Ahora bien, si agregamos el paquete entero de sal en el vaso no ocurrirá lo mismo, por ello es que, como muchas veces en la industria es necesario conocer estos valores, se encuentran tabulados en función del soluto y el solvente a determinadas temperaturas.
Y nuevamente, a partir de este último concepto es que se puede clasificar a las disoluciones, si las porciones de soluto y solvente están equilibradas, la solución es saturada y está en su límite de solubilidad mientras que, si la cantidad de soluto excede la capacidad de disolución, se llama solución sobresaturada.
Parámetros que afectan la solubilidad
Hay tres factores muy importantes que entran en juego a la hora de realizar una disolución: la temperatura, la presión y la naturaleza química. Pues entonces… ¿de qué estamos hablando? Cuando en un sistema aumentamos la temperatura, aumenta la solubilidad de sólidos y líquidos mientras que en el caso de los gases disminuye, ya que a mayores temperaturas los enlaces que lo forman tienden a romperse y quitarse de la disolución. Es por ello que, los valores de solubilidad tabulados están referenciados a una temperatura y una presión en específico.
En el caso de la presión, no es una variable que afecte en demasía a sólidos y líquidos, pero sí lo hace en el caso de los gases, puesto que cuando aumenta la presión aumenta la solubilidad de un gas tanto en un líquido como en otro gas.
El último de los factores depende de las fuerzas que actúan, cuando dos sustancias tienen naturalezas químicas o fuerzas intermoleculares similares entre sí, tenderán a ser más solubles entre sí. Ejemplo de ellos es el agua y el aceite, si mezclamos una pequeña porción de aceite en agua, veremos que no se disuelve en el agua, sino más bien queda diferenciado en dos fases, esto ocurre porque el aceite es una sustancia apolar, mientras que el agua es polar, por lo que se vuelve insoluble en agua. No es este el caso de las sales, las cuales tienen momentos dipolares que hacen que su naturaleza química sea compatible con la polaridad de las moléculas de agua y puedan disolverse. En general, podemos decir que la mayoría de las sales son solubles en agua mientras que la mayoría de los compuestos orgánicos (no polares) son insolubles en agua, exceptuando algunos alcoholes como etanol y metanol.
Energía involucrada en una disolución
Por último, cuando un soluto se disuelve en un solvente, se puede liberar o bien absorber energía. Si el proceso de disolución libera energía, se dice que es un proceso exotérmico. Por el contrario, si este proceso conlleva una absorción de energía de los alrededores, entonces el proceso es endotérmico. El calor puesto en juego es el “calor de disolución”.
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Trabajo publicado en: Nov., 2021.
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