Solutos y Soluciones

Disolvente: Definición

Empecemos por la definición de disolvente.

Por ejemplo, si añadieras un poco de cacao en polvo a un vaso de leche y agitaras, el cacao en polvo se disolvería en el disolvente, ¡que en este caso es la leche!

$$ \text{Soluto (Cacao en polvo) + Disolvente (Leche) = Solución (Leche con chocolate) } $$

Ahora bien, la capacidad de un disolvente para disolver otra sustancia depende de su estructura molecular. Los tres tipos de estructuras moleculares de los disolventes son losdisolventes próticos polares , losdisolventes apróticos dipolares y losdisolventes apolares.

Los disolventes próticospolares están formados por una molécula que contiene un grupo OH polar y una cola no polar. Su estructura está representada por la fórmula R-OH. Algunos disolventes próticos polares comunes son el agua (_H2O), el metanol (_CH3OH), el etanol (_CH3CH2OH) y el ácido acético (_CH3COOH).

• Sólo los compuestos polares son solubles en disolventes próticos polares. Sin embargo, ¡el _H2Otambién puede disolver sustancias no polares!

Los disolventes apróticosdipolares suelen ser moléculas con un gran momento dipolar de enlace. No tienen grupo OH. La acetona ((_CH3)2C=O) es un ejemplo común de disolvente aprótico dipolar.

Losdisolventes apróticos son inmiscibles en agua y se consideran lipofílicos. En otras palabras, disuelven sustancias no polares como aceites y grasas. Algunos ejemplos de disolventes apolares son el tetracloruro de carbono (_CCl4), el éter dietílico (_{CH3CH2OCH2CH3}) y el benceno (_C6H6).

Disolventes: Ejemplos

Aunque el agua (_H2O) es el disolvente inorgánico más importante, hay muchos otros disolventes que pueden utilizarse para disolver solutos y formar soluciones. Algunos ejemplos de disolventes inorgánicos son el ácido sulfúrico concentrado (_H2SO4) y el amoníaco líquido (_NH3).

Por ejemplo, el carbonato de zinc (_ZnCO3) puede disolverse en ácido sulfúrico (_H2SO4) para formar sulfato de zinc (_ZnSO4), agua (_H2O) y dióxido de carbono (_CO2) como productos (figura 1).

Figura 1. Reacción química entre el carbonato de zinc y el ácido sulfúrico, Isadora Santos - StudySmarter Originals.

¿Y los disolventes orgánicos? Los disolventes orgánicos pueden ser disolventes oxigenados , hidrocarburos o halogenados. Como su nombre indica, los disolventes oxigenados son los que contienen oxígeno. Estos disolventes tienen muchas aplicaciones, ¡incluida la disolución de pinturas! Ejemplos de disolventes oxigenados son los alcoholes, las cetonas y los ésteres.

Losdisolventes hid rocarbonados sólo contienen átomos de hidrógeno y carbono. El hexano, la gasolina y el queroseno son ejemplos de disolventes hidrocarbonados.

Losdisolventes halogenados son disolventes orgánicos que tienen átomos halógenos presentes. Los átomos halógenos son los que se encuentran en el grupo 17 de la Tabla Periódica, como el cloro (Cl), el flúor (F), el bromo (Br) y el yodo (I). Algunos ejemplos son el tricloroetileno (_ClCH-CCl2), el cloroformo (_CHCl3), el tetrafluorometano (_CF4), el bromometano (_CH2Br) y el yodoetano (_C2H5I).

Soluto: Definición

Ahora, vamos a sumergirnos en los solutos. La definición de soluto se muestra a continuación.

Piensa en el aire, por ejemplo. El aire es una solución gaseosa en la que el nitrógeno es el disolvente y el oxígeno y todos los demás gases son los solutos. Otro ejemplo es el agua carbonatada. En el agua carbonatada, el gas dióxido de carbono (_CO2) es el soluto y el _H2Oes el disolvente.

Solubilidad

Al tratar con solutos y disolventes, hay un término muy importante con el que debes estar familiarizado: Solubilidad. Para ser soluble, las fuerzas de atracción que se forman entre el soluto y el disolvente tienen que ser comparables a los enlaces que se rompen en el soluto y en el disolvente.

La solubilidad depende de tres cosas:tipo de soluto y disolvente, temperatura y presión (para los gases).

• Los solutos que se disuelven en disolventes polares son moléculas polares, mientras que los que se disuelven en disolventes no polares son moléculas no polares. Lo semejante se disuelve con lo semejante.
• Al aumentar la temperatura, los sólidos se vuelven más solubles y los gases menos solubles. Cuando se añade al agua caliente, el azúcar, por ejemplo, se disuelve mucho mejor que cuando se añade al agua fría.
• Los gases son más solubles a mayor presión.

Solución: Definición

Ahora que sabemos que los solutos se disuelven en disolventes para formar soluciones, veamos la definición de solución.

$$ \text{Soluto + Disolvente = Solución } $$

El proceso de formación de una solución se produce en tres pasos (figura 2). En primer lugar, se rompen las fuerzas de atracción de la partícula de soluto, lo que provoca la separación de las partículas de soluto. A continuación, se produce de la misma forma la separación de la partícula de disolvente. Por último, se forman fuerzas atractivas entre las partículas de soluto y disolvente.

Ahora vamos a explorar los distintos tipos de solución que se pueden formar. Las soluciones sólido-líquido son el tipo más común de solución. En ellas, un sólido se disuelve en un líquido.

Aunque pueda parecer extraño, también existen soluciones sólido-sólido. Estas soluciones pueden formarse cuando un sólido se disuelve en otro sólido. Las aleaciones son el mejor ejemplo de soluciones sólido-sólidas.

• Una aleación es una combinación de dos o más metales, o de metales con elementos no metálicos. El acero es una aleación de hierro con una cantidad muy pequeña de carbono.

Las solucionesgas-líquido son soluciones resultantes de la disolución de un gas en un líquido. La sosa carbonatada es un ejemplo de solución gas-líquido.

Cuando un gas se disuelve en otro gas, se forman soluciones gas-gas. ¡El aire es un ejemplo de solución gas-gas!

Por último, tenemos las soluciones líquido-líquido. Estas soluciones se forman cuando un líquido se disuelve en otro líquido.

Soluto y solución: Ejemplos

Según la cantidad de soluto que se añada a un disolvente, podemos tener soluciones saturadas,insaturadas o sobresaturadas. Así pues, ¡vamos a hablar de qué son estas soluciones y a ver algunos ejemplos!

Una solución saturada es una solución en la que no se puede disolver más soluto. En otras palabras, es una solución en la que la cantidad máxima de soluto se ha disuelto en el disolvente. Por ejemplo, si añadieras cloruro sódico (NaCl) a un vaso de agua hasta que no se disolviera más sal en el agua, tendrías una solución saturada.

Por otro lado, tenemos soluciones insaturadas. Una solución insaturada es una solución que tiene la capacidad de disolver más soluto. Las soluciones insaturadas contienen menos cantidad de soluto de la máxima posible. Por tanto, si le añadieras más soluto, se disolvería.

Ahora bien, si una solución contiene más soluto de lo que normalmente es posible, se convierte en una solución sobresaturada. Este tipo de solución suele formarse a partir de una solución saturada cuando se calienta a altas temperaturas. Si todo el material de la solución saturada se disuelve por calentamiento y se deja enfriar, a menudo seguirá siendo una solución homogénea; no se formará ningún precipitado. Si se añade un cristal del soluto puro a la solución homogénea sobresaturada enfriada, se formará un precipitado de este soluto. Esta técnica se utiliza a menudo en un laboratorio de Química Orgánica para obtener compuestos puros.

Molaridad

Al mezclar una disolución, hay dos cosas principales que los químicos necesitan saber: la cantidad de soluto y disolvente que deben utilizar, y la Concentración de la disolución.

Para calcular la concentración, podemos utilizar la fórmula de la Molaridad (M), ya que la concentración suele medirse en unidades de Molaridad. La ecuación de la Molaridad es la siguiente

$$Molaridad,(M\,o,mol/L)= \frac{moles,de,soluto,(mol)}{litros,de,disolución,(L)}$$

Diferencia entre Soluto y Solución

Para terminar, veamos las diferencias entre disolvente, soluto y solución.

Ahora, ¡espero que te sientas más seguro en tu comprensión de los solutos y las soluciones!