Una disolución o solución, en química, es un tipo de mezcla homogénea de dos o más sustancias químicas donde un componente menor (soluto) se distribuye uniformemente dentro del componente mayoritario (disolvente). Cuando el solvente es agua, usamos el término solución acuosa.
Las disoluciones químicas pueden existir en cualquier fase como sólida, líquida o gaseosa. Por ejemplo, una mezcla de gases de nitrógeno y oxígeno, una solución acuosa de cloruro de sodio o dióxido de carbono y una mezcla de sodio y mercurio en amalgama de sodio.
Características de una Disolución
Disoluciones y Solubilidad
Prácticamente todas las variedades de mezclas homogéneas se pueden clasificar como una disolución, es decir, una mezcla homogénea en la que una o más sustancias se disuelven en otra sustancia.
Si se combinaran dos o más sustancias en proporciones exactamente iguales, técnicamente no sería una disolución; de ahí la distinción entre disoluciones y la clase más amplia de mezclas homogéneas.
Una disolución se compone de dos partes: el soluto, la sustancia o sustancias que se disuelven; y el solvente, la sustancia que disuelve el soluto.
El solvente generalmente determina el estado físico de la solución, en otras palabras, si el solvente es un líquido, lo más probable es que la solución sea líquida. Del mismo modo, si el disolvente es un sólido, como un metal, fundido a altas temperaturas para formar una solución metálica llamada aleación, cuando la solución se enfríe a su temperatura normal, volverá a ser sólida.
Miscibilidad y solubilidad
La miscibilidad es un término que describe la capacidad relativa de dos sustancias para disolverse una en otra. Generalmente, el agua y las sustancias a base de agua tienen una alta miscibilidad entre sí, al igual que el aceite y las sustancias a base de aceite.
El aceite y el agua, por otro lado, tienen una miscibilidad muy baja.
La miscibilidad es un término cualitativo como «rápido» o «lento»; por otro lado, la solubilidad, la cantidad máxima de una sustancia que se disuelve en una cantidad dada de solvente a una temperatura específica, puede ser cualitativa o cuantitativa. En un sentido general, la palabra es cualitativa, refiriéndose a la propiedad de ser soluble o capaz de disolverse en una solución.
Saturación y dilución
- Cuando es posible disolver un soluto en un solvente, se dice que la solución está insaturada, algo así como una esponja que no se ha llenado completamente con líquido.
- Por el contrario, una disolución que contiene tanto soluto como sea posible a una temperatura determinada es como una esponja que se ha llenado con todo el líquido que posiblemente puede contener.
- Ya no puede absorber más líquido; más bien, solo puede empujar partículas líquidas y se dice que la esponja está saturada. Del mismo modo, si el té está caliente, es más fácil introducirle azúcar, pero cuando la temperatura es baja, el azúcar no se disolverá tan fácilmente.
Saturación y temperatura
Con el té y muchas otras sustancias, las temperaturas más altas significan que se puede agregar una mayor cantidad de soluto antes de que la solución esté completamente saturada.
La razón de esta relación entre la saturación y la temperatura, según la teoría generalmente aceptada, es que las partículas de disolvente calentadas se mueven más rápidamente que las frías y, como resultado, crean más espacio en el que puede caber el disolvente.
De hecho, el «espacio» es un requisito previo para una disolución: las moléculas de soluto necesitan encontrar un «agujero» entre las moléculas de solvente en el que puedan encajar. Por lo tanto, las moléculas en una disolución pueden compararse con una multitud abarrotada, si una multitud se dispersa repentinamente, es más fácil caminar a través de ella.
Dilución y concentración
Mientras que la saturación es una condición absoluta a cierta temperatura, la concentración y la dilución son términos mucho más relativos. Cuando una disolución contiene una cantidad relativamente pequeña de soluto, se dice que está diluida; por otro lado, se dice que una solución con una cantidad relativamente grande de soluto está concentrada.
Los químicos a menudo tienen a mano en sus laboratorios versiones concentradas de varias soluciones de uso frecuente. Mantenerlas en forma concentrada ahorra espacio; cuando se necesita más solución, el químico la diluye en agua según los valores de molaridad deseados.
Para hacerlo, el químico determina cuánta agua necesita agregarse a una «solución madre» particular para crear una solución de una concentración particular. En la dilución con agua, el número de moles del soluto no cambia; más bien, las partículas de soluto se dispersan en un volumen mayor.
Mezclas heterogéneas y homogéneas
Hay dos tipos básicos de mezclas.
Una de estas ocurre, por ejemplo, cuando se agrega arena a un vaso precipitado con agua, la arena se hunde hasta el fondo y no se puede decir que la composición de la mezcla de arena y agua sea la misma en todas partes. Es una mezcla heterogénea.
En una mezcla homogénea, por el contrario, no hay diferencia entre una zona de la mezcla y otra. Si el café se preparó correctamente y no hay posos en el fondo de la cafetera, es homogéneo. Si se agrega edulcorante al té mientras está caliente, también debería producir una mezcla homogénea.