Química · Unidad 8 — Soluciones
Soluto, solvente y tipos de solución
Antes de calcular una sola concentración hay que tener clarísimo de qué se está hablando: la solución es soluto MÁS solvente, y casi todos los errores de la unidad empiezan por confundir esas tres masas.
La explicación
Qué es una solución
Una solución es una mezcla homogénea: por más que se la mire con un microscopio óptico, no se distinguen dos partes. Esa palabra —homogénea— es lo que separa una solución de una suspensión de arena en agua, donde las fases se ven y con el tiempo se separan solas.
La solución tiene dos papeles:
- Soluto: lo que se disuelve, en general el que está en menor cantidad.
- Solvente: el que disuelve, en general el que está en mayor cantidad y el que impone el estado de agregación de la mezcla.
Cuando uno de los dos es agua, el agua es el solvente sin discusión, y la solución se llama acuosa. Es el caso de casi todo lo que aparece en el parcial.
La igualdad que hay que tener tatuada
Parece obvia escrita así, y sin embargo es la que más se rompe. «100 g de solución» no es «100 g de agua»: si la solución tiene 12 g de soluto, el agua son 88 g. Toda la unidad se apoya en distinguir esas dos masas, y el tema que sigue directamente se cae si esto no está firme.
Con los volúmenes la cosa es distinta: los volúmenes no se suman. Al mezclar 50 mL de alcohol con 50 mL de agua no quedan 100 mL, porque las moléculas se acomodan entre ellas. Por eso el volumen de la solución se mide o se saca de la densidad, nunca se arma sumando.
Por qué algo se disuelve y otra cosa no
Disolver no es hacer desaparecer: es cambiar de vecinos. Las partículas del soluto dejan de estar rodeadas por partículas iguales a ellas y pasan a estar rodeadas por moléculas de solvente. Eso ocurre cuando la interacción soluto–solvente compensa lo que se rompe del soluto y del solvente.
De ahí sale la regla práctica «lo semejante disuelve a lo semejante»: las sustancias polares y las iónicas se disuelven bien en agua, que es polar, y las apolares —como los aceites— prefieren solventes apolares. No es magia ni una lista para memorizar, es qué fuerzas ganan.
Cómo se clasifican las soluciones
Hay dos clasificaciones distintas y conviene no mezclarlas.
Por el estado de soluto y solvente: sólido en líquido (sal en agua), gas en líquido (el dióxido de carbono de una gaseosa), líquido en líquido (alcohol en agua), sólido en sólido (las aleaciones, como el bronce). El estado de la solución lo pone el solvente.
Por cuánto soluto tiene, comparado con el máximo que ese solvente admite:
Saturada. Llegó al máximo. Todo lo que agregues de acá en adelante queda sin disolver en el fondo.
Sobresaturada. Tiene más soluto disuelto que el máximo, y es inestable: se logra enfriando con cuidado una saturada caliente, y con una perturbación precipita el exceso de golpe.
Ese máximo es la solubilidad: los gramos de soluto que entran en 100 g de solvente a una temperatura dada. La temperatura es parte del dato, no un detalle: para casi todos los sólidos la solubilidad sube al calentar, y para los gases pasa al revés —por eso una gaseosa tibia pierde el gas mucho más rápido—.
El procedimiento para decidir si se disuelve todo
2. Compará con lo que se agregó. Si es menor, está insaturada; si es igual, saturada; si es mayor, sobra soluto.
3. Lo que sobra no forma parte de la solución: queda como sólido en el fondo.
4. La masa de la solución se arma sólo con lo que sí se disolvió, más el solvente.
El paso 3 es el que se saltea todo el mundo. Si tirás 50 g de sal en 100 g de agua, la solución no pesa 150 g: pesa 136 g, y hay 14 g de sal sin disolver que no son solución.
A 20 °C la solubilidad de cierta sal es 36 g cada 100 g de agua. Se agregan 50 g de esa sal a 150 g de agua y se agita hasta que no se disuelve nada más. a) ¿Se disuelve todo? b) ¿Cuál es la masa de la solución? c) ¿Cuánta sal más admitiría?
a) Primero el máximo, escalado al agua que hay. El dato está dado cada 100 g de agua y nosotros tenemos 150 g, o sea 1,5 veces más:
Se agregaron 50 g y caben 54 g, así que se disuelve todo y la solución queda insaturada.
b) La masa de la solución. Como no quedó nada en el fondo, entra todo lo que se puso:
Si hubiera sobrado sal, ese sobrante no se sumaría: sería un sólido aparte apoyado en el fondo del vaso.
c) Cuánto más admite. Es la diferencia entre el techo y lo que ya tiene:
Con esos 4 g extra la solución llegaría a saturada. El gramo número 55 ya se quedaría sin disolver.
Dónde se cae la mayoría
- Tomar «100 g de solución» como «100 g de agua». La masa de la solución ya incluye al soluto.
- Sumar volúmenes de soluto y solvente para obtener el volumen de la solución. Las masas se suman; los volúmenes, no.
- Contar el soluto que quedó sin disolver como parte de la solución. Lo que está en el fondo no está disuelto.
- Usar una solubilidad sin mirar a qué temperatura está tabulada, y escalarla a la masa de la solución en vez de a la del solvente.
Hasta acá la explicación. La práctica es la otra mitad: 7 ejercicios de este tema, en cuatro niveles, que no te dicen sólo si está bien al final sino que te corrigen en cada paso y te explican por qué. Además trae una animación que muestra la idea en movimiento.
Practicar Soluto, solvente y tipos de solución →Dónde entra este tema en el parcial
- Primer parcial — La soda cáustica28 puntos · resuelto paso a paso
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