Solución
Antecedentes
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En química , una solución es una homogéneo mezcla de dos o más sustancias. En una mezcla de este tipo, un soluto se disuelve en otra sustancia, conocido como un disolvente . Un ejemplo común es un sólido , tal como sal o azúcar , disuelto en agua , un líquido . Gases puede disolver en líquidos, por ejemplo, dióxido de carbono o de oxígeno en el agua. Los líquidos pueden disolverse en otros líquidos. Los gases pueden combinar con otros gases para formar mezclas, en lugar de soluciones. Todas las soluciones se caracterizan por interacciones entre la fase de soluto y las moléculas o iones de disolvente que resultan en una disminución neta de la energía libre. Bajo esta definición, los gases normalmente no puede funcionar como disolventes, ya que en la fase de gas interacciones entre las moléculas son mínimas debido a las grandes distancias entre las moléculas. Esta falta de interacción es la razón gases pueden expandirse libremente y la presencia de estas interacciones es la razón líquidos no se expanden.
Ejemplos de soluciones sólidas son aleaciones, ciertos minerales y polímeros que contienen plastificantes. La capacidad de una compuesto de disolver en otro compuesto se llama solubilidad . Las propiedades físicas de compuestos como el punto de fusión y punto de ebullición cambio cuando se añaden otros compuestos. Juntos se llaman propiedades coligativas. Hay varias maneras de cuantificar la cantidad de un compuesto disuelto en los otros compuestos llamados colectivamente la concentración. Los ejemplos incluyen molaridad, molalidad y partes por millón (ppm).
Las soluciones deben ser distinguidos de mezclas no homogéneas como coloides y suspensiones.
Tipos de soluciones
Existen muchos tipos de soluciones, como sólidos , líquidos y los gases pueden ser tanto de disolvente y soluto, en cualquier combinación:
| Ejemplos de soluciones | Soluto | |||
|---|---|---|---|---|
| Gas | Líquido | Sólido | ||
| Solvente | Gas | El oxígeno y otros gases en nitrógeno (aire) | El vapor de agua en el aire | El naftaleno lentamente se sublima en el aire, entrando en solución. |
| Líquido | El dióxido de carbono en el agua ( agua carbonatada; las burbujas visibles, sin embargo, no son el gas disuelto, pero sólo una efervescencia; el propio gas disuelto no es visible en la solución) | Etanol (común alcohol ) en agua; vario hidrocarburos en sí ( de petróleo ) | La sacarosa (tabla azúcar ) en agua; cloruro de sodio (tabla sal) en agua; el oro en mercurio , formando una amalgama | |
| Sólido | El hidrógeno se disuelve bastante bien en metales; platino se ha estudiado como un medio de almacenamiento. | Hexano en cera de parafina, el mercurio en oro. | Acero , duraluminio, otros metales aleaciones | |
Solventes
Disolventes líquidos se pueden clasificar en polar y los disolventes no polares. Una medida común de la polaridad de un disolvente es la constante dieléctrica. El disolvente polar más ampliamente usado es el agua, con una constante dieléctrica de 78,5. El etanol, con una constante dieléctrica de 24,3, tiene polaridad intermedia. Un ejemplo de un disolvente no polar es hexano, que tiene una constante dieléctrica de 1,9. Generalmente compuestos polares o iónicos sólo se disuelven en disolventes polares. Una prueba simple para la polaridad de un disolvente líquido es frotar un plástico varilla, para inducir electricidad estática. A continuación, mantenga esta barra cargada cerca de un arroyo del disolvente. Si la ruta del disolvente se desvía cuando la varilla se mantiene cerca de ella, es un disolvente polar. Ciertas moléculas tienen regiones polares y no polares, por ejemplo dodecil sulfato de sodio. Esta clase de moléculas (llamado moléculas anfipáticas) incluye tensioactivos como jabones y emulsionantes, ya que tienen la capacidad de estabilizar emulsiones alineándose en la interfaz entre los líquidos no polares y polares, con sus extremos polares en el líquido polar y sus extremos no polares en el líquido no polar.
Solvatación
Durante solvatación, especialmente cuando el disolvente es polar, una estructura de formas alrededor de ella, lo que permite la interacción soluto-disolvente permanezca estable.
Cuando no hay más de un soluto se puede disolver en un disolvente, se dice que la solución sea saturado. Sin embargo, el punto en el que una solución puede ser saturada puede cambiar significativamente con diferentes factores ambientales, tales como temperatura , la presión, y la contaminación. Para algunas combinaciones de soluto-disolvente una solución sobresaturada puede ser preparada por el aumento de la solubilidad (por ejemplo aumentando la temperatura) para disolver más soluto , y luego bajarlo (por ejemplo por enfriamiento).
Por lo general, cuanto mayor es la temperatura del disolvente, más de un soluto sólido dado puede disolver. Sin embargo, la mayoría de los gases y cierta solubilidad compuestos muestran que deacrease con aumento de la temperatura. Tal comportamiento es un resultado de una exotérmico entalpía de solución. Algunos tensioactivos exhiben este comportamiento. La solubilidad de los líquidos en líquidos es generalmente menos sensible a la temperatura que la de sólidos o gases.
Soluciones ideales
Las propiedades de una solución ideal se puede calcular por la combinación lineal de las propiedades de sus componentes.
Si existen tanto soluto y disolvente en cantidades iguales (como en un 50% de etanol , solución de agua al 50%), los conceptos de "soluto" y "solvente" se vuelven menos relevante, pero la sustancia que se utiliza más a menudo como disolvente es normalmente designado como el disolvente (en este ejemplo, agua).
