Definición de Solución
Licenciado en Biología
Por las formas del latín solutio, solutiōnis, por un lado, una solución implica la respuesta o terminación, mediante un proceso, método o técnica, a una problemática; por otro, a nivel químico, una solución es una mezcla homogénea, lo que significa que está compuesta por dos o más componentes que se han combinado de tal manera que no se pueden distinguir a simple vista.
Una solución no es lo mismo que una mezcla de sustancias: si preparaste un té, hiciste una solución. Las soluciones forman la base de gran parte de la química cotidiana, y también rigen las interacciones y reacciones químicas. En una mezcla, aún podemos distinguir los componentes (como una mezcla de aceite y agua, donde claramente vemos las gotitas de aceite). En una solución, en cambio, los componentes se unifican, como el azúcar en el agua, y no podemos distinguirlos.
Todas las soluciones están compuestas por al menos dos componentes: el soluto y el solvente
El soluto es la sustancia que se disuelve. En el caso del azúcar en el agua, el azúcar es el soluto. Puede ser un sólido, como la sal o el azúcar, un líquido como el alcohol de las bebidas alcohólicas, que se disuelve en agua o un gas, como el dióxido de carbono en las sodas y bebidas gasificadas.
El agua de ríos y océanos es una compleja solución que contiene gases (principalmente, oxígeno y dióxido de carbono) y sólidos (sobre todo minerales). El aire es una solución de gases.
Incluso, hay soluciones sólidas como las aleaciones de metales, en la que el metal que se encuentra en mayor proporción actúa como el solvente y los demás componentes (que también son sólidos) como solutos. Las aleaciones son mezclas de un metal con otros elementos en cantidades controladas según las características deseadas.
Los solutos sufren reacciones químicas al ponerse en contacto con el solvente, lo que les permite “integrarse” al solvente a nivel molecular.
El solvente es la sustancia que actúa como «disolvente» y disuelve al soluto. En la mayoría de los casos, el solvente es líquido, como el agua, el alcohol o el aceite, pero también puede ser gaseoso, como en el caso del aire o sólido, como en las aleaciones. Lo más común es encontrar soluciones líquidas (o acuosas, si el solvente es el agua) o gaseosas.
El agua es el solvente por excelencia de la corteza terrestre. Es capaz de disolver minerales, rocas, gases y una gran variedad de moléculas orgánicas (como carbohidratos, proteínas y ácidos nucleicos. Los lípidos (grasas y aceites) y los hidrocarburos (como el petróleo) no se disuelven en agua.
Existen otros solventes, los llamados solventes no polares que pueden disolver los lípidos e hidrocarburos. Ejemplos de ellos son el cloroformo, la trementina y el aguarrás.
Para entender cómo se forman las soluciones, y cómo una sustancia logra “unirse” a otra es fundamental entender una propiedad importante de las sustancias que componen la materia: la solubilidad.
Solubilidad
La solubilidad es una propiedad que tienen algunas sustancias para disolverse en otras. Algunas sustancias son muy solubles, como la sal o el azúcar, mientras que otras son poco solubles, como el mineral caliza, que se disuelve lentamente en agua pura, pero es muy soluble en agua ácida. Hay sustancias insolubles, como los lípidos en el agua. El mineral cuarzo también es insoluble en agua.
La solubilidad depende del tipo de partículas que forman el soluto y el solvente, así como de las condiciones ambientales, como la temperatura y la presión. Hemos comentado el caso de la caliza, en el que un cambio ambiental aumenta la solubilidad del mineral (el agua ácida, que se produce cuando el agua de lluvia reacciona con el dióxido de carbono de la atmósfera y se forma una solución de dióxido de carbono en agua).
La solubilidad de una sustancia también puede variar con la temperatura y la presión. En general, para los sólidos, como la sal y el azúcar, la solubilidad aumenta con la temperatura; esto significa que puedes disolver más azúcar en agua caliente que en agua fría.
En los gases, como el dióxido de carbono en las bebidas gaseosas, ocurre lo contrario: su solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura.
La presión también puede afectar la solubilidad, especialmente en el caso de los gases. Por ejemplo, en una botella de bebida gaseosa cerrada, el dióxido de carbono está bajo alta presión, lo que aumenta su solubilidad. Cuando abres la botella, la presión disminuye, y la solubilidad del gas baja, lo que hace que el dióxido de carbono escape de la solución formando las burbujas propias de estas bebidas.
Interacción entre soluto y solvente
Cuando las moléculas de soluto se encuentran con las del solvente, comienzan a interactuar entre ellas. Esto es como si las partículas del soluto y el solvente comenzaran a «hablarse» entre sí.
En algunos casos, estas partículas se vinculan y se unen fuertemente, y la solubilidad es alta, lo que significa que el soluto se disolverá fácilmente en el solvente. En otros casos, las partículas no interactúan o directamente se repelen; lo que resulta en baja solubilidad o incluso en una falta de solubilidad.
Concentración de la solución
Otra propiedad interesante de las soluciones es la concentración, que se refiere a la cantidad de soluto presente en una cantidad específica de solvente. Existen diferentes unidades químicas para medirla, pero más allá ello, lo importante es saber que las soluciones pueden ser diluidas si la concentración de soluto es baja; concentradas si la concentración es alta; o saturadas cuando la concentración del soluto es la máxima que puede disolverse en esa cantidad de solvente.
Tomemos el ejemplo de disolver azúcar en agua. El azúcar es el soluto y el agua es el solvente. Las partículas de azúcar interactúan con las moléculas de agua, lo que hace que la solubilidad sea alta. A medida que el azúcar se disuelve en agua, la solución se va concentrando cada vez más hasta que llega un punto en el que, por más que agreguemos azúcar y mezclemos vigorosamente, ya no se disuelve más azúcar. La azúcar no disuelta comienza a acumularse en el fondo del vaso. Lo que ha ocurrido es que la solución alcanzó su punto de saturación y el solvente ya no puede disolver más soluto. Si quisiéramos disolver más azúcar, tenemos que agregar agua (es decir, aumentar la cantidad de solvente) o calentar el agua, porque la solubilidad de los sólidos aumenta con el calor.
La formación de soluciones es una parte esencial de la química y se encuentra en numerosos aspectos de nuestra vida diaria y de la naturaleza, desde la preparación de alimentos y bebidas hasta la producción de medicamentos y productos químicos.
Las soluciones participan en procesos geológicos clave como la meteorización, en la química del mundo natural y en todas las reacciones del metabolismo de los seres vivos.
En el lenguaje sociocultural y matemático
Solución es un término que tradicionalmente se usa en diversos contextos, aunque su definición más general y popular habla de la respuesta positiva a un problema, duda o dificultad que un individuo dará a una problemática que se sucede. En este caso será la razón la principal herramienta con la que cuente una persona para llevar a buen puerto el desenlace de alguna situación que se planteó y caracterizó por ser muy complicada al entendimiento. No solamente en términos de números, sino también en términos de pensar alternativas viables para ponerle punto final a ese conflicto.
Por otra parte, para las matemáticas, una solución será aquel resultado satisfactorio de las cuestiones planteadas en un problema o ecuación matemática. Pero otra vez vuelve a marcarnos diferencias el término, porque solución en un contexto literario, implica el desenlace, el final en el desarrollo de la trama de una obra literaria.
Asimismo, y continuando con este sentido de desenlace del término, solución se le dice cuando por ejemplo dos bandos, dos antinomias, dos ideas contrapuestas llegan al final satisfactorio de algún proceso en el cual estuvieron metidos y discutiendo.
Art. actualizado: Agosto 2023; sobre el original de mayo, 2009.
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