SISTEMAS AMORTIGUADORES Disolución y Concentración Una solución (o disolución) es una mezcla de dos o más componentes (en iguales o distintos estados de agregación) perfectamente homogénea ya que cada componente se mezcla íntimamente con el otro, de modo tal que pierden sus características individuales. Esto último significa que los constituyentes son indistinguibles y el conjunto se presenta en una sola fase (sólida, líquida o gas) bien definida. Cuando hay una ruptura de enlaces hay una reacción química y un cambio energético. En una disolución, es posible distinguir entre el soluto (la sustancia que se disuelve en la mezcla y que suele aparecer en menor cantidad) y el disolvente o solvente (la sustancia donde se disuelve el soluto). El soluto puede ser un gas, un líquido o un sólido, y el disolvente puede ser también un gas, un líquido o un sólido. El agua con gas es un ejemplo de un gas (dióxido de carbono) disuelto en un líquido (agua). Las mezclas de gases, como ocurre en la atmósfera, son disoluciones. La concentración de una disolución constituye una de sus principales características. Bastantes propiedades de las disoluciones dependen exclusivamente de la concentración. Su estudio resulta de interés tanto para la física como para la química. Se conoce como concentración de la disolución a la relación entre la cantidad de soluto y la cantidad de disolvente. A mayor proporción de soluto disuelto, mayor concentración, y viceversa. Cabe destacar que una disolución no es lo mismo que una suspensión; en este último caso, se trata de una mezcla en la cual el soluto no está totalmente disuelto, sino que se lo puede encontrar dispersado en pequeñas partículas. Las disoluciones verdaderas se diferencian de las disoluciones coloidales y de las suspensiones en que las partículas del soluto son de tamaño molecular, y se encuentran dispersas entre las moléculas del disolvente. Observadas a través del microscopio. Las disoluciones se caracterizan por tener una fase homogénea, es decir, tiene las mismas características en todos sus puntos, o lo que es lo mismo: el aspecto, sabor, color, etc. son siempre los mismos. Si una disolución está turbia ya no es una disolución; y existen disoluciones de todos los estados físicos en todos los estados físicos en todos los estados físicos. Clasificación de las disoluciones Las disoluciones se pueden clasificar según su concentración en: Diluidas: En estas, hay muy poca cantidad de soluto, el disolvente puede seguir admitiendo más soluto. Concentradas: En ellas hay bastante cantidad de soluto disuelto, pero el disolvente todavía puede seguir admitiendo más soluto. Saturadas: Son aquellas que a una temperatura determinada no pueden seguir admitiendo más soluto. Si la temperatura aumenta, la capacidad para admitir más soluto aumenta. Sobresaturadas: Son aquellas que estando saturadas a una temperatura determinada, se aumenta esta para poder echar más soluto, y se vuelve a bajar con cuidado para que no precipite. Si se les añade más soluto o se mueve bruscamente, precipita. Existen distintas formas de expresar la concentración de una disolución, pero las dos más utilizadas son: gramos por litro (g/l) y molaridad (M). La molaridad es la forma más frecuente de expresar la concentración de las disoluciones en química, .se define como la cantidad de sustancia de soluto, expresada en moles, contenida en un cierto volumen de disolución, expresado en litros: M = n/V M = Molaridad n = El número de moles de soluto equivale al cociente entre la masa de soluto y la masa de un mol (masa molar) de soluto. V = volumen del disolvente Una disolución 1 M contendrá un mol de soluto por litro, una 0,5 M contendrá medio mol de soluto por litro, etc. El cálculo de la molaridad se efectúa determinando primero el número de moles y dividiendo por el volumen total en litros: Por ejemplo, para conocer la molaridad de una disolución que se ha preparado disolviendo 70 g de cloruro de sodio (NaCl) hasta obtener 2 litros de disolución, hay que calcular el número de moles de NaCl; como la masa molar del cloruro de sodio es la suma de las masas atómicas de sus elementos, Masa molar = suma de los pesos atómicos de los elementos que intervienen Masa molar de Na = 23 Masa molar de Cl = 35,5 Suma = 58,5 g/mol, Número de moles M = n/ V n = 70/58,5 = 1,2 M = 1,2/2= 0,6 M (0,6 molar). Gramos por litro. Indican la masa de soluto, expresada en gramos, contenida en un determinado volumen de disolución, expresado en litros Tiene la ventaja de ser una concentración expresada en unidades directamente medibles para el tipo de disoluciones más frecuentes en química (las de sólidos en líquidos). La balanza expresa la medida de la masa de soluto en gramos y los recipientes de uso habitual en química indican el volumen de líquido contenido en litros o en sus submúltiplos. Su cálculo es inmediato: Por ejemplo: Una disolución de cloruro de sodio con una concentración de 40 g/l contiene 40 g de cloruro de sodio en un litro de disolución. Tanto por ciento en peso. Expresa la masa en gramos de soluto disuelta por cada cien gramos de disolución. Su cálculo requiere considerar separadamente la masa del soluto y la del disolvente: Siendo la masa de la disolución la suma de la del soluto y la del disolvente. Molalidad. Indica el número de moles de soluto disuelto en cada kilogramo de disolvente: