Aplicaciones de las Disoluciones

Industria Farmacéutica

En la industria farmacéutica, las disoluciones tienen una amplia variedad de usos terapéuticos. Sirven como vehículo para productos orales, parenterales, tópicos, óticos y nasales. Se utilizan como buffers, conservantes y agentes de suspensión. Las soluciones concentradas a menudo sirven como componentes de productos preparados. Además, las soluciones de prueba desempeñan un papel importante en el análisis de productos farmacéuticos.

Industria Alimentaria

En la industria alimentaria, las disoluciones son cruciales para la conservación de alimentos. Permiten preservar las características de los alimentos por largos períodos utilizando sustancias y técnicas como el enfriamiento, la congelación, la pasteurización y la conservación mediante productos químicos.

Ejemplos de Conservación de Alimentos

1. Nitrógeno: Es una forma natural de proteger los alimentos de la oxidación. Cumple ciertos requisitos de disponibilidad, manejo y propiedades que influyen en la preservación.
2. Congelación Criogénica: Consiste en la aplicación intensa de frío para reducir la temperatura a -18 °C como mínimo, bloqueando las reacciones bioquímicas y enzimáticas que deterioran los alimentos. A diferencia de los sistemas convencionales, la congelación criogénica minimiza la deshidratación, la pérdida de proteínas y la pérdida de peso.

Disoluciones y sus Propiedades

Las disoluciones son mezclas homogéneas de dos o más sustancias. El soluto es el componente que se encuentra en distinto estado físico que la disolución; y el disolvente es la sustancia que está en el mismo estado físico que la disolución. Cuando hay una ruptura de enlaces, ocurre una reacción química y un cambio energético.

Clasificación de las Disoluciones según su Concentración

• Diluidas: Hay muy poca cantidad de soluto, el disolvente puede seguir admitiendo más soluto.
• Concentradas: Hay bastante cantidad de soluto disuelto, pero el disolvente todavía puede admitir 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 también aumenta.
• Sobresaturadas: Son saturadas a una temperatura determinada. Se aumenta la temperatura para poder agregar más soluto, y se vuelve a bajar con cuidado para que no precipite si se les añade más soluto o se mueve bruscamente.

Solubilidad

La solubilidad es la capacidad de una sustancia o un cuerpo para disolverse al mezclarse con un líquido.

Factores que Afectan la Solubilidad

• Superficie de Contacto: Al aumentar la superficie de contacto del soluto, lo cual se favorece por pulverización del mismo, las interacciones soluto-disolvente aumentan y el cuerpo se disuelve con mayor rapidez.
• Grado de Agitación: Al disolverse el sólido, las partículas del mismo deben difundirse por toda la masa del disolvente. Este proceso es lento y alrededor del cristal se forma una capa de disolución muy concentrada que dificulta la continuación del proceso; al agitar la solución se logra la separación de la capa y nuevas moléculas de disolvente alcanzan la superficie del sólido.
• Temperatura: Afecta la rapidez y el grado de solubilidad. Al aumentar la temperatura se favorece el movimiento de las moléculas en solución y con ello su rápida difusión. Además, una temperatura elevada hace que la energía de las partículas del sólido, moléculas o iones, sea alta y puedan abandonar con facilidad la superficie, disolviéndose.
• Presión: Los cambios de presión ordinarios no tienen mayor efecto en la solubilidad de líquidos y sólidos. La solubilidad de gases es directamente proporcional a la presión.
• Naturaleza del Soluto y del Disolvente: Los procesos de disolución son complejos. El fenómeno esencial de todo proceso de disolución es que la mezcla de sustancias diferentes da lugar a varias fuerzas de atracción y repulsión cuyo resultado es la solución.

Unidades de Concentración

• Fracción Molar (Xi): Se define como la relación entre los moles de un componente (ya sea solvente o soluto) de la disolución y los moles totales presentes en la disolución.
• Molaridad (M): La cantidad de moles de soluto en un litro de solución. M = moles de soluto / volumen de solución (L)
• Molalidad (m): Los moles de soluto presentes en un kilogramo de disolvente (no solución).
• Normalidad (N): Indica la reactividad del soluto y es igual al número de equivalentes de soluto (EQ) entre el volumen de la solución expresado en litros.