Resumen de Soluciones Químicas: Conceptos, Concentración y Aplicaciones

## Introducción Una **disolución** es una mezcla homogénea de dos o más sustancias. En ella se distingue el **soluto** (sustancia en menor cantidad) y el **disolvente** (sustancia en mayor cantidad). Las disoluciones pueden ser gaseosas, líquidas o sólidas y presentan propiedades que dependen de la naturaleza química de sus componentes y de la cantidad relativa de soluto. > **Definición:** Una disolución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias donde el soluto está disperso a nivel molecular o iónico en el disolvente. ## Tipos de disoluciones según el estado físico - Gaseosas: ejemplo, el aire. - Líquidas: ejemplo, agua de mar. - Sólidas: ejemplo, aleaciones. ### Propiedades electrolíticas > **Definición:** Electrólito es una sustancia que, al disolverse en agua, forma iones y la disolución conduce electricidad. No electrólito no conduce. - Los compuestos iónicos y los compuestos muy polares suelen disociarse en iones en agua y son electrólitos (ej. $$\ce{NaCl -> Na+ + Cl-}$$ ). - Muchos compuestos orgánicos con enlaces covalentes no forman iones libremente y son no electrólitos. Did you know que una pequeña cantidad de NaCl disuelta en agua transforma al agua de mal conductor a buen conductor porque libera iones móviles que transportan carga? ## Clasificación según la cantidad de soluto - **Solución saturada:** contiene la máxima cantidad de soluto disuelto a una temperatura dada; el exceso precipita. - **Solución insaturada:** puede disolver más soluto a la misma temperatura. - **Solución sobresaturada:** contiene más soluto del que normalmente es soluble a esa temperatura; es inestable y fácilmente precipita. Tabla comparativa: | Tipo | Contenido de soluto | Estabilidad | Ejemplo práctico | |------|---------------------:|-------------|------------------| | Insaturada | Menos que máxima | Estable | Agua con poca sal | | Saturada | Máxima posible | Equilibrio | Agua con sal en equilibrio (cristales presentes) | | Sobresaturada | Más que máxima | Inestable | Solución calentada y enfriada con exceso disuelto | Fun fact: Las soluciones sobresaturadas se usan a veces para cristalizar sustancias puras controlando la temperatura y sin añadir semillas de cristal. ## Solubilidad y temperatura - En la mayoría de los sólidos en líquidos, la solubilidad aumenta con la temperatura por el aumento de la energía cinética molecular. Esto se visualiza en curvas de solubilidad. Ejemplo práctico: la solubilidad del Ba(OH)2 a 25 °C es de 4,91 g por 100 g de agua. ## Concentración de las soluciones La concentración expresa la cantidad de soluto en una cantidad dada de solución. Existen varias unidades útiles en laboratorio y clínica. > **Definición:** La concentración es la relación entre cantidad de soluto y cantidad de solución o solvente, expresada en diferentes unidades según necesidad. ### Unidades porcentuales - % m/m: $$\%m/m = \dfrac{\text{g soluto}}{\text{g solución}} \times 100$$ - % m/v: $$\%m/v = \dfrac{\text{g soluto}}{\text{mL solución}} \times 100$$ - % v/v: $$\%v/v = \dfrac{\text{mL soluto}}{\text{mL solución}} \times 100$$ Consejos prácticos: - Para convertir %m/v a %m/m necesitas la densidad de la solución: $$d = \dfrac{\text{masa (g)}}{\text{volumen (mL)}}$$ - Recuerda: masa soluto + masa solvente = masa solución (los volúmenes no siempre son aditivos). Ejemplos: 1. Se disuelven 10 g de KMnO4 en 200 mL de solución. El % m/v es $$\%m/v = \dfrac{10\,\text{g}}{200\,\text{mL}} \times 100 = 5{,}0\%$$ 2. ¿Cuántos g de NaCl se requieren para 250 mL de solución saturada si 100 mL saturan con 36 g? Proporción: $$X = 36\times \dfrac{250}{100} = 90\,\text{g}$$ 3. Alcohol: diluir 95% v/v para obtener 100 mL de 70% v/v. Usando $$C_i V_i = C_f V_f$$ $$95\%\,V_i = 70\%\times 100\,\text{mL} \Rightarrow V_i = 73{,}7\,\text{mL}$$ Ejercicio clínico: suero fisiológico 0{,}9% m/v en 500 mL contiene $$0{,}9\,\text{g}/100\,\text{mL} \Rightarrow X = 0{,}9\times \dfrac{500}{100} = 4{,}5\,\text{g}$$ Did you know que el suero fi