Mezclas homogéneas o disoluciones | ⚗️ Disoluciones y unidades de concentración | Joseleg |

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 También llamadas disoluciones son mezclas homogéneas de diferentes fases, lo cual implica que los miembros de la mezcla no pueden identificarse una vez se ha formado la solución y que no pueden separarse por métodos físicos sencillos como la decantación o la filtración normal. Por lo general tenemos solo dos especies químicas, a las que llamamos soluto y solvente.

Las soluciones están a nuestro alrededor

Las soluciones sólidas son el resultado de la disolución de un sólido en otro y se producen, por ejemplo, en aleaciones metálicas, donde su formación se rige y se describe mediante el diagrama de fases correspondiente. Las soluciones están por todas partes alrededor de nosotros. La mayoría de los gases, líquidos y ácidos que vemos son mezclas de al menos una sustancia disuelta en otra.  Hay diferentes tipos de soluciones. El aire que respiramos es una solución, es decir, principalmente gases de oxígeno y nitrógeno. El dióxido de carbono gas disuelto en agua hace bebidas carbonatadas. Cuando hacemos soluciones de café o té, usamos agua caliente para disolver sustancias de granos de café o hojas de té. El océano es también una solución, que consiste en muchas sales como el cloruro de sodio disuelto en agua (YouTube). En su gabinete de medicina, la tintura antiséptica de yodo es una solución de yodo disuelto en etanol.

Soluto y solvente

La disolución de gases, líquidos o sólidos en un líquido u otro disolvente, es un proceso mediante el cual estos estados originales se convierten en solutos (componentes disueltos), formando una solución del gas, líquido o sólido en el disolvente original. Es implica que el solvente se define como el agente dispersante, cuyo estado de la materia es heredado por la solución, mientras que el soluto es la sustancia que aparenta desaparecer perdiendo su identidad, sin embargo, esta definición es arbitraria en disoluciones donde el soluto y el solvente poseen el mismo estado de la materia. Cuando los cristales de azúcar se disuelven en agua, la solución de azúcar resultante es líquida. El azúcar es el soluto, y el agua es el disolvente (YouTube). El agua de soda o gaseosa y los refrescos se preparan disolviendo gas dióxido de carbono en agua. El dióxido de carbono gas es el soluto, y el agua es el disolvente.

Cualidades de una solución

Debido a que los componentes individuales en cualquier mezcla no están unidos entre sí, la composición de estos componentes puede variar. Además, algunas de las propiedades físicas de los componentes individuales son todavía perceptibles. Por ejemplo, en el agua del océano, se detecta el cloruro de sodio disuelto por el sabor salado. El sabor que asociamos con el café se debe a los componentes disueltos.  En una solución, los componentes no pueden distinguirse uno de otro. Jarabe es una solución de azúcar y agua: El azúcar no se puede distinguir del agua. Nuestros fluidos corporales contienen agua y sustancias disueltas como glucosa y urea y electrolitos como el ion potasio(1+), sodio(1+), cloruro(1-), magnesio(2+), trioxidocarbonato(1-)/ion bicarbonato y tetraoxidofosfato(2-)/ión carbonato. Deben mantenerse cantidades adecuadas de cada una de estas sustancias disueltas y agua en los fluidos corporales. Pequeños cambios en los niveles de electrolitos pueden alterar seriamente los procesos celulares y poner en peligro nuestra salud.

Propiedades de las soluciones

Las soluciones se pueden describir por su concentración, que es la cantidad de soluto en una cantidad específica de esa solución. Estas relaciones, que incluyen porcentajes masa a masa, masa a volumen, volumen a volumen, molaridad normalidad entre otros, los cuales pueden usarse para convertir entre la cantidad de un soluto y la cantidad de su solución. Las soluciones también se diluyen añadiendo una cantidad específica de disolvente a una solución. En los procesos de ósmosis y diálisis, el agua, los nutrientes esenciales y los productos de desecho entran y salen de las células del cuerpo. Los riñones utilizan osmosis y diálisis para regular la cantidad de agua y electrolitos que se excretan. Recuerde que, aunque el soluto determina muchas de las propiedades de la solución, también es importante su cantidad o concentración, por ejemplo, la coca que es una planta posee entre sus muchos solutos a la cocaína, los efectos tóxicos de esta solo se dan cuando se purifica y/o se consume en exceso, pero para tener una sobredosis de cocaína por hojas de coca se debería mascar alrededor de 4 toneladas de hojas de coca.

El solvente más común y la polaridad de las sustancias

El agua es uno de los solventes más comunes en la naturaleza. En la molécula de H₂O, un átomo de oxígeno comparte electrones con dos átomos de hidrógeno. Debido a que el oxígeno es mucho más electronegativo que el hidrógeno, los enlaces O-H son polares. En cada enlace polar, el átomo de oxígeno tiene una carga negativa parcial y el átomo de hidrógeno tiene una carga positiva parcial. Debido a que la forma de una molécula de agua está doblada, no lineal, sus dipolos no se anulan. Por lo tanto, el agua es un disolvente polar.

Fuerzas atractivas conocidas como enlaces de hidrógeno o puentes de hidrógeno ocurren entre moléculas donde átomos de hidrógeno parcialmente positivos son atraídos a los átomos parcialmente negativos N, O o F. Aunque los enlaces de hidrógeno son mucho más débiles que los enlaces covalentes o iónicos, hay muchos de ellos que unen moléculas de agua entre sí. Los enlaces de hidrógeno son importantes en las propiedades de compuestos biológicos tales como proteínas, carbohidratos y ADN.