1.1 Soluciones: definición, forma de preparación y propiedades de las porcentuales, molares, molales, normales y osmolares.

SOLUCIONES Una solución es una mezcla homogénea cuyos componentes, llamados soluto y solvente, no pueden ser separados por métodos mecánicos simples (filtración, decantación y centrifugación). Las soluciones verdaderas constan de un solvente y uno o varios solutos cuyas proporciones varían de una solución a otra.

SOLUCIÓN = SOLVENTE + SOLUTO

Por definición el solvente es la especie que se encuentra en mayor proporción y el soluto es la especie en menor proporción. En las soluciones pueden darse diferentes combinaciones en las que sólidos, líquidos o gases actúen como solutos o como solventes. La clase más común es aquella en la que el solvente es un líquido; por ejemplo, el agua de mar es una solución acuosa de muchas sales y algunos gases.

Ejemplo	Estado de la solución	Estado del solvente	Estado del  soluto
Aire	Gaseoso	Gaseoso	Gaseoso
Agua mineral con gas	Líquido	Líquido	Gaseoso
Alcohol en agua	Líquido	Líquido	Líquido
Sal en agua	Líquido	Líquido	Sólido
Aleaciones	Sólido	Sólido	Sólido

            

          

  
Soluciones porcentuales

Una sustancia puede disolverse en el solvente mediante una reacción o sin ella. El calcio metálico se disuelve en ácido clorhídrico con desprendimiento de hidrógeno. Hay un cambio químico que origina hidrógeno y cloruro de calcio iónico, soluble:

• En las soluciones porcentuales no se toma en cuenta el peso fórmula del soluto. En este tipo de soluciones se debe especificar si la relación es peso a peso (p/p), peso a volumen (p/v) o volumen a volumen (v/v). 

• Se expresa la concentración como partes de soluto por cada cien partes de solución. Según las unidades en que se expresen las partes de soluto y solvente la concentración porcentual puede tener múltiples formas.

• Tipos de concentración porcentual.

• Concentración porcentual “masa en masa” (% m/m); esto se da cuando gramos de soluto están disueltos en 100 g de solución.

• Concentración porcentual “masa en volumen” (% m/v); esto se presenta cuando gramos de soluto están disueltos en 100 ml de solución.

• Concentración porcentual “volumen en volumen” (% v/v); esto ocurre cuando ml de soluto están disueltos en 100 ml de solución.

Soluciones molales

La molaridad (M) es una manera corriente de expresar la concentración de las soluciones. Se define como el número de moles de soluto por litro de solución. En forma simbólica la molaridad se presenta como:

• Son aquellas que contienen una mol (molécula o gramo) de sustancia por litro de solución. Ejemplo el paso molecular de la glucosa es de 180: una solución molar de este azúcar se prepara en 180 gramos en un litro de agua destilada.

• Un mol es igual al peso atómico o molecular expresado en gramos (átomo gramo o molécula gramo). Un mol contiene el número de Avogadro (6.023x10²³) de partículas, átomos o moléculas. Si un mol de una sustancia se disuelve en agua hasta un volumen de un litro, se obtiene una solución 1 molar (1M).

• Las soluciones molales son aquellas que en 1 Kg de agua tienen disuelto el peso molecular de una sustancia expresada en gramos.  Ejemplo:  Una solución molal de KCl (peso molecular=74,5), tiene 78,5 g de KCl en un Kg de agua.

La molalidad, (m) de un soluto en solución es el número de moles de soluto por kilogramo de solvente (no solución).

• Las soluciones molales son aquellas que en 1 Kg de agua tienen disuelto el peso molecular de una sustancia expresada en gramos.  Ejemplo:  Una solución molal de KCl (peso molecular=74,5), tiene 78,5 g de KCl en un Kg de agua.

• Son las que contienen el peso equivalente de una sustancia en gramas por litros de solución. El peso equivalente de una sustancia es el número de unidades de esta sustancia que puede combinarse con una unidad de hidrogeno, o remplazarla (peso/ molecular/valencia).

• Ejemplo: el peso equivalente de un ácido se calcula dividiendo el peso molecular entre el número de átomos de hidrógeno sustituibles en la molécula. El ácido sulfúrico (H2SO4), de peso molecular 98, tiene dos átomos de hidrógeno sustituibles en cada molécula; por lo tanto, su peso equivalente es: 98/2 = 49.

Soluciones osmolares

• Es la concentración de soluto expresada en número de osmoles por litro de solución.

• Una solución 1.0 osmolar es aquella que contiene un osmol de una sustancia en un litro de solución.

• El cloruro de sodio en solución acuosa se disocia casi completamente en iones sodio (Na⁺) y cloruro (Cl ^–). Por lo tanto, cada molécula da origen a dos partículas osmóticamente activas, y una solución osmolar contiene media molécula gramo (peso molecular expresado en gramos) por litro, o sea: 1 osm/l = 58.5/2 = 29.25 g/l o también 1 mol de NaCl = 2 osm/l.