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Soluciones, Solutos y Disolventes: Definición y ejemplos

Publicado el 6 abril, 2024

Soluciones

Las soluciones son extremadamente importantes en la vida humana, ya que la mayoría de los procesos corporales dependen del movimiento de las soluciones por todo el cuerpo. Por ejemplo, el plasma sanguíneo es una mezcla de líquido y otros elementos importantes disueltos en él, como el oxígeno. El oxígeno que se disuelve en el plasma de la sangre se conoce colectivamente como solución. En química, la solución es una mezcla de una o dos sustancias. No cualquier mezcla es una solución. Las soluciones deben ser una mezcla homogénea. Homogéneo significa que tiene una estructura uniforme. Esto significa que las soluciones deben tener una apariencia física y una composición química uniformes. Los componentes de la mezcla se dispersan consistentemente por toda la mezcla para formar una solución. Nadie puede diferenciar entre los componentes de la solución, ya que son indistinguibles.

Una mezcla heterogénea no se denomina solución porque no está distribuida uniformemente en la mezcla. Es fácil distinguir entre los componentes de la mezcla. En una mezcla heterogénea, hay distintas capas y fases que los ojos pueden detectar fácilmente, ya que no se mezclan entre sí, por lo que es inmiscible. Esta mezcla se llama suspensión.

Los siguientes puntos diferencian entre suspensiones y soluciones:

  • La solución tiene sólo una fase o capa, mientras que la suspensión tiene más de una fase o capa.
  • La mezcla de solución no se puede separar, mientras que la mezcla de suspensión sí se puede separar.
  • La solución es uniforme en toda la mezcla, mientras que la suspensión no es uniforme en toda la mezcla.
  • Los componentes de la solución no pueden detectarse con los ojos, mientras que los componentes de la suspensión sí pueden detectarse con los ojos.

Los siguientes diagramas son ejemplos de soluciones y suspensiones. La solución amarilla es homogénea, mientras que el aceite y el agua son heterogéneos.

Aceite y agua como ejemplo de mezcla heterogénea.
Un tubo contiene una solución.

Estas son soluciones comunes que se ven en la vida diaria:

  • Agua de mar (agua salada)
  • Vinagre
  • agua alcoholica
  • solución de azúcar
  • tinta en agua
  • jugo de limonada

Relaciones de solución

Existen algunos requisitos para que se formen soluciones, como que una de las sustancias se disuelva en la otra sustancia. La disolución de una sustancia en otra sustancia se denomina solubilidad. Por ejemplo, la sal se disuelve en agua, por lo que la sal es soluble en agua. Cuando una sustancia como la sal se disuelve en agua, la sustancia se llama hidrófila. Hidrofílico significa agua (hidro) y amoroso (fílico). Sustancias como el azúcar y la sal son hidrófilas y solubles en agua. Por otro lado, sustancias como el aceite son insolubles y no se disuelven en agua, por lo que se denominan hidrofóbicas. Fóbico significa odiar (odiar el agua). Ejemplos de sustancias hidrófilas son el ácido acético, la sal y el azúcar. Ejemplos de sustancias hidrófobas son los aceites, los alcanos y las grasas como el metano, el benceno y el etano. La solución es miscible ya que se mezclan entre sí y forman una mezcla homogénea; mientras que la suspensión es inmiscible, ya que no se mezclan entre sí y forman una mezcla heterogénea.

¿Qué hace que la mezcla forme solución?

Esto se debe a la formación de enlaces entre diferentes sustancias.

Hay muchos tipos de bonos, incluidos los siguientes:

  • Enlace covalente polar: Es un enlace donde dos átomos comparten electrones que se encuentran en su capa exterior (electrones de valencia). En este caso, un átomo lleva una carga parcialmente negativa y el otro lleva una carga parcialmente positiva. Un buen ejemplo de formación de enlaces covalentes es el agua. En el agua, el oxígeno atrae electrones más que el hidrógeno. Como resultado, el intercambio de electrones entre las moléculas de agua es desigual. Así, una parte tiene carga negativa (oxígeno), mientras que la otra (hidrógeno) tiene carga positiva. Cuando una molécula tiene cargas positivas y negativas, se le llama compuesto polar. El agua es un compuesto polar; por lo tanto, para que una sustancia se disuelva en agua, debe ser polar. El metano, que es un compuesto no polar, no se puede disolver en agua.
Enlace covalente en agua
  • Enlace covalente no polar: En este tipo de enlace, los electrones se comparten por igual y no hay diferencia de carga positiva y negativa entre las moléculas. Dos átomos de hidrógeno comparten sus electrones por igual, formando un enlace covalente no polar. Los dos tipos de enlaces covalentes también se denominan enlaces no iónicos.
  • Enlace iónico: Este enlace se forma entre una molécula cargada positivamente con una molécula cargada negativamente. La atracción se produce entre cargas opuestas. El cloruro de sodio es un buen ejemplo de formación de enlaces iónicos. El sodio está compuesto de metales con carga positiva llamados cationes, mientras que el cloruro está compuesto de no metales con carga negativa llamados aniones.
Enlace iónico formado entre sodio y cloruro.

Soluto versus solvente

Como se mencionó anteriormente, las soluciones constan de más de una sustancia, entonces, ¿cómo se llama esta sustancia?

Estas sustancias se llaman solutos y disolventes.

  • El soluto es el componente que se disuelve. Este componente está presente en una cantidad mínima en comparación con el disolvente.
  • El solvente es el componente que disuelve el soluto. Este componente está presente en grandes cantidades en comparación con el soluto.

En otras palabras, el soluto es la sustancia que se disuelve en un solvente y el solvente es la sustancia que disuelve un soluto para producir una solución de mezcla homogénea. Para que los solventes produzcan una solución, deben estar presentes en las proporciones requeridas. El disolvente debe ser la sustancia mayoritaria, mientras que el soluto debe ser la sustancia secundaria.

Mezcla de solución de solvente y soluto.

Existe la idea errónea de que los disolventes tienen que ser líquidos. Sin embargo, los disolventes pueden ser sólidos, líquidos o gases.

  • Ejemplos de sólido en solución sólida: el acero es una solución de una mezcla de carbono y hierro y una moneda de níquel es una solución de una mezcla de níquel y cobre.
  • Ejemplos de soluciones sólidas en líquidas: azúcar en agua y sal en agua.
  • Ejemplo de solución sólida en líquida: Sublimación de yodo en el aire.
  • Ejemplos de solución de líquido en líquido: tinta en agua y benceno en tolueno.
  • Ejemplos de solución líquida en sólida: Mercurio en zinc amalgamado.
  • Ejemplo de solución de líquido en gas: aerosol en el aire.
  • Ejemplo de solución de gas en gas: La mezcla de gases en el aire.
  • Ejemplo de gas en solución sólida: Hidrógeno en paladio.
  • Ejemplo de gas en líquido: el gas dióxido de carbono en las bebidas gaseosas.

Ejemplos de solutos

Hay ejemplos comunes de solutos que se encuentran dentro de soluciones conocidas, como:

  • La sal que se encuentra en el agua de mar.
  • El alcohol disuelto en agua en bebidas alcohólicas.
  • El dióxido de carbono en el agua de las bebidas gaseosas.
  • El mercurio en plata en amalgama.

Ejemplos de disolventes

Hay varios tipos de disolventes:

  • Disolventes orgánicos: benceno, alcohol, toluenocetonas, éteres, acetona, metanol y hexano. Estos disolventes tienen átomos de carbono e hidrógeno.
  • Disolventes inorgánicos: Agua, al no tener átomo de carbono.
  • Disolventes polares: Agua, acetona, DMSO e isopropanol.
  • Disolvente apolar: Benceno, xileno y toluno.
  • Solventes halogenados: solventes que tienen halógeno en sus composiciones, como cloro, bromo y flúor.

El agua es un disolvente universal porque muchas sustancias pueden disolverse en agua. Esto se debe a que el agua lleva dos cargas opuestas y puede formar enlaces con muchos átomos. Un ejemplo es cuando el NaCl se disuelve en agua. El Na (que es positivo) es atraído por el oxígeno cargado negativamente, mientras que el Cl es atraído por el hidrógeno cargado positivamente, por lo que se disuelve en agua.

Resumen de la lección

Las soluciones son combinaciones de uno o dos compuestos en química. Se requiere una combinación homogénea de soluciones. Homogéneo indica que tiene una estructura consistente. La disolución de un material en otro se denomina solubilidad. Hidrofílico se refiere al amor por el agua (hidro) (fílico). El azúcar y la sal son hidrófilos y solubles en agua. El aceite, por otro lado, es hidrófobo, es decir, es insoluble y no se disuelve en agua. Esto se debe a que varios compuestos forman enlaces entre sí. El enlace covalente polar es un vínculo que se forma cuando dos átomos comparten electrones presentes en su capa exterior (electrones de valencia). En un enlace covalente no polar, los electrones en este tipo de conexión se comparten uniformemente y no hay diferencia en la carga positiva y negativa entre las moléculas. En un enlace iónico, la atracción se produce entre cargas opuestas. La solución está formada por disolventes y solutos. El componente que se disuelve se conoce como soluto. En comparación con el disolvente, este componente está presente en pequeñas cantidades. El componente que disuelve el soluto se conoce como disolvente. Este componente es abundante en comparación con el soluto. Los disolventes pueden ser líquidos sólidos y gases. El agua es un disolvente universal polar, donde se disuelven muchas sustancias.

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