Disoluciones y Coloides

 

 

 

Factores que afectan la solubilidad y la velocidad de disolución

 

1.Las propiedades del soluto y del disolvente

 

El soluto: es una sustancia minoritaria (aunque existen excepciones) en una disolución o, en general, a la sustancia de interés. Es una sustancia disuelta en un determinado disolvente.

Lo más habitual es que se trate de un sólido que es contenido en una solución líquida (sin que se forme una segunda fase)

La solubilidad de un compuesto químico depende en gran medida de su polaridad. En general, los compuestos iónicos y moleculares polares son solubles en disolventes polares como el agua o el etanol; y los compuestos moleculares apolares en disolventes apolares como el hexano, el éter o el tetracloruro de carbono

También se le conoce como la sustancia que se disuelve. Se podría decir que el soluto es lo mismo que la solución.

El Soluto es la sustancia que está en menor cantidad que el disolvente, este se disuelve en él.
 

El disolvente: es una sustancia que permite la dispersión de otra en su seno. Es el medio dispersante de la disolución. Normalmente, el disolvente establece el estado físico de la disolución, por lo que se dice que el disolvente es el componente de una disolución que está en el mismo estado físico que la disolución. También es el componente de la mezcla que se encuentra en mayor proporción.

 El disolvente es la sustancia que está en mayor cantidad respecto al soluto, en donde éste se 
disuelve en el disolvente. El disolvente conocido como solvente universal es el agua, ya que en
ella es posible disolver gran cantidad de sustancias.
 

 

2.La temperatura

 

Temperatura: es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente o frío. Por lo general, un objeto más "caliente" tendrá una temperatura mayor, y si fuere frío tendrá una temperatura menor. Físicamente es una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico, definida por el principio cero de la termodinámica

 

 

3.La presión

 

Presión: es una magnitud física que mide la fuerza por unidad de superficie, y sirve para caracterizar como se aplica una determinada fuerza resultante sobre una superficie.

 

4.Tamaño de partícula

Tamaño de partícula: Las partículas pueden existir en cualquier forma, tamaño y pueden ser partículas sólidas o gotas líquidas. Las partículas si dividen en dos grupos principales. Estos grupos difieren en varias formas. Una de las diferencias es el tamaño. A las más grandes las llamamos PM10 y las más pequeñas les llamamos PM2.5.

5.Velocidad de agitación

Velocidad de agitación: La velocidad de agitación, generalmente de 50 a 150 rpm, es la variable que determina cuán rápido una forma farmacéutica se desintegra y/o disuelve en un volumen especificado de medio de disolución.

 

b) tipos de disoluciones de acuerdo al estado físico del soluto

1. gas en líquido

 

Gas en líquido: Agua a vapor de agua, Mercurio a vapor, etc.

Es cuando se vapora el agua el cual luego de evaporarse se transforma en agua

2. Un líquido en líquido

Un líquido en líquido: el líquido es uno de los cuatro estados de agregación de la materia. Un líquido es un fluido cuyo volumen es constante en condiciones de temperatura y presión constantes y su forma es esférica. Sin embargo, debido es un líquido fuerte que no ayuda en nada a la gravedad ésta queda definida por su contenedor. Un líquido ejerce presión en el contenedor con igual magnitud hacia todos los lados. Si un líquido se encuentra en reposo, la presión que ejerce está dada por:

 

Donde ρ es la densidad del líquido, g es la gravedad (9.8) y z es la distancia del punto debajo de la superficie.

Los líquidos presentan tensión superficial y capilaridad, generalmente se expanden cuando se incrementa su temperatura y se comprimen cuando se enfrían. Los objetos inmersos en algún líquido son sujetos a un fenómeno conocido como flotabilidad.

 

 

3. Sólido en líquido

 

Sólido: es uno de los cuatro estados de agregación de la materia, se caracteriza porque opone resistencia a cambios de forma y de volumen

 

Liquido: es un fluido cuyo volumen es constante en condiciones de temperatura y presión constantes y su forma es esférica

 

El sólido en liquido es cuando un hielo se luego de ser un sólido se transforma en liquido luego de descongelarse

c)    tipos de disoluciones de acuerdo a la cantidad  del soluto presente

 

  1. Disoluciones saturadas

 

Disoluciones saturadas: Tienen la mayor cantidad posible de soluto para una temperatura y presión dadas. En ellas existe un equilibrio entre el soluto y el solvente.

 

  1. Disoluciones no saturadas

 

Disoluciones no saturadas: es aquella en donde la fase dispersa y la dispersante no están en equilibrio a una temperatura dada; es decir, ellas pueden admitir más soluto hasta alcanzar su grado de saturación

 

  1. Disoluciones sobresaturadas

 

Disoluciones sobresaturadas: estas disoluciones hay un equilibrio entre la fase dispersa y el medio dispersante, ya que a la temperatura que se tome en consideración, el solvente no es capaz de disolver más soluto. Ej una disolución acuosa saturada de NaCl es aquella que contiene 37,5 disueltos en 100 g de agua 0 ºC .

c)    Concentración de las disoluciones

 

  1. Porcentaje referido a la masa

 

Porcentaje referido a la masa: La concentración de una solución puede expresarse como partes de masa del soluto por 100 partes de masa de solución .Esta método se conoce como el porcentaje de soluto de una solución.

Se expresa de la siguiente formula:   Porcentaje de soluto = Masa de soluto X 100

 

 

  1. Partes por millón

 

Partes por millón: En disoluciones diluidas, una ppm equivale a un microgramo/mililitro.
Veamos por qué:

En una disolución diluida la cantidad de soluto es muy pequeña, por tanto, un mililitro de disolución (soluto + disolvente (agua)) tendrá una masa muy próxima a un mililitro de agua, es decir, un gramo.

Así, 1 microgramo/mililitro será equivalente a 1 microgramo/gramo, que por definición es una parte por millón o ppm.

Microgramo (um) es la millonésima parte de un gramo, es decir, 1um = 0,000001 = 10^(-6) gramos.

Mililitro (ml) es la milésima parte de un litro, es decir,
1mL = 0,001 =10^(-3) litros. 1 ml es lo mismo que 1 centímetro cúbico, cm3 o cc.
 

Para calcular el ppm se expresa de la siguiente formula:        

Partes por millón (ppm) = Masa de soluto x 1 millón 

Masa de solución

  1. Molaridad

Molaridad: es una medida de la concentración de un soluto en una disolución, o de alguna especie molecular, iónica, o atómica que se encuentra en un volumen dado. Sin embargo, en termodinámica la utilización de la concentración molar a menudo no es conveniente, porque el volumen de la mayor parte de las soluciones depende en parte de la temperatura, debido a la dilatación térmica

se define como la cantidad de soluto por unidad de volumen de disolución, o por unidad de volumen disponible de las especies:[2]

 

Aquí, n es la cantidad de soluto en moles,[1] N es el número de moléculas presentes en el volumen V (en litros), la relación N/V es la densidad numérica C, y NA es el número de Avogadro, aproximadamente 6,022 . 1023 mol−1.O más sencillamente: 1 molar = 1 M = 1 mol/litro.

 

 

  1. Normalidad

Normalidad: Una forma de medir la concentración de un soluto en un disolvente

Es el número de equivalentes gramo de soluto contenidos en un litro de solución.
 

 

 

  1. Molalidad

Molalidad: es el número de moles de soluto dividido por kilogramo de disolvente (no de disolución). Para preparar disoluciones de una determinada molalidad, no se emplea un matraz aforado como en el caso de la molaridad, sino que se puede hacer en un vaso de precipitados y pesando con una balanza analítica, previo peso del vaso vacío para poderle restar el correspondiente valor. 

La principal ventaja de este método de medida respecto a la molaridad es que como el volumen de una disolución depende de la temperatura y de la presión, cuando éstas cambian, el volumen cambia con ellas. Gracias a que la molalidad no está en función del volumen, es independiente de la temperatura y la presión, y puede medirse con mayor precisión.

Es menos empleada que la molaridad pero igual de importante.

e).Propiedades coligativas de las disoluciones

  1. Elevación del punto de ebullición

El punto de ebullición es la temperatura a la cual la presión de vapor de un líquido es igual a la presión atmosférica. Como el punto de ebullición depende de la presión atmosférica, éste variará al modificarse la presión atmosférica. En la literatura se encuentra el punto de ebullición normal (cuando la presión atmosférica es 760 mm Hg) de ciertos líquidos, pero a veces es necesario saber el punto de ebullición de un líquido a una presión atmosférica distinta a 760 mm Hg, por ejemplo para hacer una separación de una mezcla por destilación. Para calcular la variación que hay entre el punto de ebullición normal y el punto de ebullición a una presión atmosférica se puede aplicar la siguiente fórmula: ΔTeb = 1.1 x 10-4 x (760 - P atmosférica) x (273 + Teb )

 

Donde:

  • ΔTeb = Cambio en el punto de ebullición (Punto de ebullición normal - Punto de ebullición a presión dada)
  • Patmosférica = Presión dada a la cual se quiere medir el punto de ebullición
  • Teb = Punto de ebullición del líquido a la presión dada (Patmosférica)

Con un correcto manejo algebraico se puede determinar el punto de ebullición normal de un líquido al medir el punto de ebullición a una presión dada, conociendo la presión atmosférica durante el experimento.

2.Abatimiento del punto de congelación

Cuando una disolución se congela, lo usual es que se separen critales de te puro; las moléculas de solito normalmente no son solubles en fase solida solvente.

El punto de congelación de una disolución es la temperatura a la cual cesan a formar los primeros cristales de disolvente puro en equilibrio.

 

3.Determinación de la masa molar y la masa molecular

Masa molar: es la masa de un mol de dicha partícula expresada en gramos. Es una propiedad física característica de cada sustancia pura. Sus unidades en química son g/mol.

Masa molecular: es un número que indica cuántas veces mayor es la masa de una molécula de una sustancia con respecto a la unidad de masa atómica. Su unidad es el Dalton o unidad de masa atómica, que se abrevia u (antes uma).