Soluciones Químicas: Una Visión General

Una solución es una mezcla homogénea formada por dos o más sustancias puras, cuya composición puede variar. Presenta dos componentes principales: un solvente (o disolvente), que es la sustancia que disuelve a la otra, y un soluto, que se encuentra en menor proporción y es la sustancia que se disuelve. Una solución presenta una sola fase.

Solubilidad

La solubilidad es la capacidad de una sustancia (el soluto) para disolverse en otra (el solvente o disolvente). El solvente generalmente se encuentra en mayor cantidad.

Concentración de las Soluciones

La concentración indica la proporción entre la cantidad de soluto y la cantidad de solvente. Se puede medir utilizando unidades físicas y unidades químicas.

Unidades Físicas de Concentración

• % Masa: Cantidad de soluto en 100 g de solución.
• % Volumen: Cantidad de soluto (cm³) en 100 ml de solución.
• % Masa en Volumen: Gramos de soluto en 100 cm³ de solución.
• Partes por Millón (ppm): Unidad para calcular la concentración de disoluciones muy diluidas, útil en análisis químico.

Unidades Químicas de Concentración

• Molaridad (M): Cantidad de moles de soluto por cada litro de solución.
• Molalidad (m): Cantidad de moles de soluto en 1 kg de solvente.
• Fracción Molar (X): Proporción en que se encuentra una sustancia respecto a los moles totales de la disolución.
• Normalidad (N): Número de equivalentes químicos (EQ) o equivalentes gramos de soluto por litro de disolución.

Propiedades Coligativas de las Soluciones

Las soluciones presentan propiedades físicas que se clasifican en:

1. Propiedades Constitutivas: Dependen de la naturaleza del soluto (viscosidad, densidad).
2. Propiedades Coligativas: Dependen del número de partículas (moles) disueltas en una cantidad de solvente, no de la naturaleza de las partículas.

Tipos de Propiedades Coligativas

1. Aumento de la Temperatura de Ebullición: Al agregar un soluto, la temperatura de ebullición de la solución aumenta proporcionalmente al número de partículas del soluto.
2. Descenso de la Temperatura de Congelación: La temperatura de congelación de una solución disminuye al agregar un soluto, debido a la disminución de la presión de vapor.

Propiedades Físicas de los Líquidos

• Punto de Ebullición: Temperatura a la cual la presión de vapor de un líquido se iguala a la presión atmosférica.
• Punto de Congelación: Temperatura a la cual coexisten en equilibrio las fases sólida y líquida.

Abatimiento de la Presión de Vapor

El grado en que un soluto no volátil reduce la presión de vapor es proporcional a su concentración.

Ácidos y Bases

Características de ácidos y bases: Sabor, conductividad eléctrica, solubilidad, nombre y nomenclatura, reactividad.

Sustancias Anfóteras

Sustancias que pueden actuar como ácidos o como bases. El agua es un ejemplo, actuando como base débil frente a un ácido fuerte y como ácido débil frente a una base fuerte.

Ejemplos de Ácidos y Bases en la Vida Diaria

Ácidos:

• Limón y frutas cítricas (ácido cítrico)
• Vinagre (ácido acético)
• Jugo gástrico del estómago (ácido clorhídrico)

Bases:

• Desodorantes (hidróxido de aluminio)
• Yeso blanco (hidróxido de calcio)
• Soda cáustica (hidróxido de sodio)

Definiciones de Ácidos y Bases

Arrhenius: Clasificó los compuestos como ácidos o bases según los iones que se forman al añadirlos al agua.

Brønsted-Lowry: (No se proporcionó la definición en el texto original, pero se entiende que se refiere a la teoría ácido-base que define ácidos como donadores de protones y bases como aceptores de protones).

Neutralización

La reacción entre un ácido y una base se llama neutralización.

Ejemplo de Neutralización

Reacción entre ácido sulfúrico (H₂SO₄) e hidróxido de potasio (KOH):

H₂SO₄ + 2KOH → K₂SO₄ + 2H₂O

Ácido sulfúrico + Hidróxido de potasio → Sulfato de potasio + Agua

Definición de pH

El pH es una unidad de medida de la acidez o alcalinidad de una solución, midiendo la cantidad de iones de hidrógeno. Significa «potencial de hidrogeniones» y es una forma práctica de manejar cifras de alcalinidad.