Recorrido por el tema de agua como solvente universal. Propiedades de la molécula dipolar. Puentes de Hidrógeno. Solvatación de sustancias iónicas. Formación de micelas en moléculas anfipáticas. Clasificación de soluciones en Concentradas- diluídas. Saturadas e insaturadas. Fenómeno de sobresaturación.

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Disoluciones Químicas
Por definición una disolución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias.
Para ello recordemos el concepto de mezcla:
Una mezcla es una reunión de sustancias, donde cada sustancia mantiene su identidad y
propiedades. Así, si mezclamos arena con limaduras de hierro, es fácil ver a simple vista que la arena
y el hierro mantienen sus propiedades. De hecho, es posible separar la mezcla utilizando un imán: el
imán atraerá las limaduras de hierro y dejará la arena sola.
Un caso menos obvio es el de una mezcla de azúcar y agua. Vemos que los cristales de azúcar
desaparecen y queda lo que parece ser agua limpia, pero si la degustamos, percibiremos el sabor dulce
del azúcar. El azúcar no ha perdido sus propiedades, sólo está tan íntimamente mezclada con el agua
que no la distinguimos a simple vista. A la mezcla de arena y hierro le llamamos mezcla heterogénea,
mientras que a la mezcla de azúcar con agua le llamamos mezcla homogénea.
CARACTERÍSTICAS DE LAS MEZCLAS:
Una de las características que permiten distinguir a las mezclas es que sus componentes son
separables por medios físicos: destilación, disolución, separación magnética, flotación, filtración,
decantación, centrifugación, entre otros.
Si después de mezclar algunas sustancias, no podemos recuperarlas por medios físicos, entonces ha
ocurrido una reacción química y las sustancias han perdido su identidad para formar sustancias
nuevas. Ya no es una mezcla.
Una solución O DISOLUCIÓN es una mezcla de una o varias sustancias, llamada soluto/s, con otra
llamada solvente ó disolvente. Por lo común, el solvente constituye una fracción mayoritaria de la
solución, exceptuando cuando está presente el agua líquida en la mezcla, donde sin importar la cantidad
siempre se tomará como el DISOLVENTE de la mezcla.
El SOLUTO o solutos serán aquellos que se DISUELVAN ó estén en menor proporción.
SOLUTO/S + DISOLVENTE = DISOLUCIÓN
EJEMPLO DE DISOLUCIONES según los estados de agregación de las sustancias que componen
la mezcla
Imagen: http://slideplayer.es/slide/5476982/

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EJEMPLO DE DISOLUCIONES EN LA VIDA, con sus solutos y solvente.
Imagen: https://es.slideshare.net/fabiolacif/pres-n1disoluciones
Entonces, ya estamos en condiciones de definir dos conceptos más: ¿Qué es un disolvente?
Imagen:
Proceso de DISOLUCIÓN de cloruro de sodio
en agua
https://curiosoando.com/que-es-un-disolvente-polar
UN DISOLVENTE, también llamado solvente, es cualquier sustancia que tiene la capacidad de
disolver a otra sustancia, llamada soluto.

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Los disolventes se suelen caracterizar por sus propiedades físicas, las cuáles determinan el tipo de
solutos que son capaces de disolver y que sirven para clasificar los diferentes tipos de disolventes
Una de estas propiedades es la permitividad eléctrica, propiedad que se mide a través de
la constante dieléctrica.
Los disolventes polares se definen como aquellos que presentan alta constante dieléctrica y, en
general, son capaces de disolver sustancias polares, al contrario que los disolventes apolares que
disuelven sustancias apolares.
“Lo similar disuelve lo similar”
La molécula de agua es un “dipolo” es decir, su
estructura molecular debido a sus enlaces y
distribución de electrones es tal que se generan
dos zonas en la misma con momentos dipolares
diferentes; una positiva sobre los hidrógenos y
otra negativa sobre el oxígeno que tiene
electrones sin compartir.
Así el agua es excelente solvente polar. Porque
funciona con el tipo de atracción "ión-dipolo",
sobre la estructura cristalina de la sal, logrando
que los iones que la forman sean rodeados por
las mismas y¨ “solvatados”
Imagen:
http://www.bifi.es/~jsancho/estructuramacromoleculas/1aguaylasmembranasbiologicas/1aguaymembranas
biologicas.htm

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Los dos átomos de hidrógeno se localizan en los vértices de un tetraedro centrado en el oxígeno y los dos
pares de electrones sin compartir en los dos vértices restantes. La molécula es casi esférica.
Como el oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno, los enlaces del agua están polarizados. Cuando un
átomo de hidrógeno de un enlace polarizado se aproxima al átomo electronegativo de otra molécula, se
forma un puente de hidrógeno. Las moléculas de agua forman entre sí puentes de hidrógeno.
Imagen:
http://www.bifi.es/~jsancho/estructuramacromoleculas/1aguaylasmembranasbiologicas/1aguaymembranas
biologicas.htm
El agua es una molécula polar debido a la disposición espacial de sus enlaces polarizados. Esta
polaridad determina que las moléculas interactúen con fuerza, lo que se refleja en muchas de
sus propiedades físicas.
¿Entonces qué pasa con sustancias no polares, llamadas comúnmente orgánicas por presentarse en su
mayoría en las estructuras complejas de la vida?
Insolubilidad de sustancias apolares: Efecto hidrófobo. El agua apenas disuelve a las sustancias apolares. Las
moléculas de este tipo, sumergidas en agua, se asocian espontáneamente, lo que se conoce como efecto
hidrófobo. El efecto hidrófobo se explica habitualmente de la siguiente manera.
Las moléculas apolares perturban la estructura del agua en su proximidad disminuyendo el número de
enlaces de hidrógeno. Como reacción, las moléculas de agua se ordenan hasta adoptar una estructura
parecida a la del hielo, aumentando así el número de puentes de hidrógeno.
Cuando las moléculas apolares se aproximan entre sí y entran en contacto, la superficie total que exponen al
agua disminuye y así disminuye también el número de moléculas de agua hiper ordenadas.
Este aumento de desorden en la estructura de los puentes de H, determina que la asociación de
moléculas apolares en agua sea un fenómeno se pueda dar con bastante normalidad, dependiendo de cuán
apolar sea la molécula.

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Algunas moléculas son anfipáticas (contienen grupos polares y apolares). Cuando se disuelven en agua, se
asocian formando micelas o membranas en las que sus grupos apolares se asocian ‘escondiéndose’ del agua.
Las moléculas orgánicas contienen zonas polares dentro de su estructura, la cual puede interactuar
con dipolos como son las moléculas de agua; dejando aisladas las zonas apolares que repelen las
mismas y se “aíslan”.
Esto es lo que pasa a nivel molecular cuando colocamos azúcar en agua:
Se da el siguiente equilibrio y en él se presenta el fenómeno de la disolución
Imagen: https://afreirpimientos.com/2012/06/27/comprendiendo-el-azucar-invertido/

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Y aquí llegamos a la pregunta…¿cuál es la propiedad física de cada sustancia que está en juego
al preparar DISOLUCIONES?
LA SOLUBILIDAD
¿QUÉ ES LA SOLUBILIDAD?
La solubilidad es la máxima cantidad de soluto que se puede disolver en una cantidad dada de disolvente a
una temperatura dada. La solubilidad permite predecir si se formara un precipitado cuando se mezclan dos
soluciones o cuando se agrega un soluto a la solución, o bien sigue siendo una mezcla homogénea.
Factores que afectan la solubilidad
La solubilidad de un compuesto en un determinado solvente depende de la naturaleza química del soluto y
solvente, la temperatura y la presión.
La naturaleza del soluto y del disolvente. La solubilidad aumenta entre sustancias cuyas moléculas
son análogas en sus propiedades eléctricas y estructuralmente. Cuando existe una similitud en las
propiedades eléctricas del soluto y solvente, se incrementan las fuerzas intermoleculares,
favoreciendo la disolución de del soluto en el solvente.
Efecto de la temperatura en la solubilidad. La temperatura de la solución afecta la solubilidad de la
mayoría de las sustancias. La figura muestra la dependencia entre la solubilidad en agua de algunos
compuestos iónicos y la temperatura. Generalmente, la solubilidad de la sustancia sólida se
incrementa con la temperatura.
La solubilidad de los sólidos en medio acuoso se expresa de acuerdo con la masa de sólido, en
gramos, disueltos en 100 mL de agua (g/100 mL H2O), o bien la masa de sólido, en gramos, disueltos
en 100 g de agua (g/100 g H2O).
El siguiente gráfico muestra la solubilidad en agua de compuestos iónicos en función de la temperatura
En contraste con la solubilidad de los sólidos, la solubilidad de los gases en agua siempre
disminuye al incrementarse la temperatura. Cuando se ha calentado agua en un vaso, se puede
observar burbujas de aire que se forman en las paredes del vidrio antes de que hierva, esto significa
que la concentración de agua en estado gaseoso disminuye al incrementarse la temperatura.

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Efecto de la presión en la solubilidad de los gases.
La presión externa tiene algún grado de influencia sobre la solubilidad de líquidos y sólidos, pero afecta
sustantivamente la solubilidad de los gases. Existe una relación que permite cuantificar la solubilidad de los
gases y la presión. Esta relación la proporciona la LEY DE HENRY, que establece que la solubilidad de un
gas en un líquido es proporcional a la presión del gas sobre la disolución.
Esta ley la podemos entender desde un punto de vista cualitativo, en donde la cantidad de gas que se
disolverá en un solvente depende de cuan a menudo choquen las moléculas del gas con la superficie del
líquido, y queden atrapadas por la fase condensada (fase líquida).
Cuando se aumenta la presión parcial se disuelve una mayor cantidad de moléculas en el solvente,
debido a que están chocando con la superficie, como se observa en la figura:
Dos ejemplos de este efecto son la disolución de oxigeno molecular (O2) gaseoso en la sangre y el CO2
disuelto en las bebidas gaseosas.
Imágenes: http://www.educarchile.cl/ech/pro/app/detalle?id=216792
La disminución de la solubilidad del oxígeno molecular en
agua caliente tiene una relación directa con la contaminación
térmica, es decir, el aumento de la temperatura del ambiente
(en particular, acuífero) a temperaturas que resultan dañinas
para los seres que lo habitan. Se calcula que cada año se
utilizan en Estados Unidos alrededor de 1 x 1014
galones de
agua para enfriamiento industrial, principalmente en la
producción de energía eléctrica y nuclear.
Este proceso calienta el agua que regresa a los ríos y lagos, de
donde se tomó.
Los ecologistas están muy preocupados por el efecto de la
contaminación térmica en la vida acuática. Los peces, igual
que otros animales de sangre fría, tienen mucha mayor
dificultad que los humanos para adaptarse a las rápidas
fluctuaciones de la temperatura del medio ambiente. Un
aumento de la temperatura del agua acelera la velocidad de su
metabolismo, que por lo general se duplica por cada incremento de 10°C.
Fuente: Química, R. Chang, 11ª ed.; pág. 530.

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Tipos de disoluciones
Las soluciones pueden ser diluídas o concentradas:
En función a la cantidad de soluto disuelto, las soluciones se pueden clasificar en saturadas ó
insaturadas:
SATURADAS: Son aquellas en las que no se puede seguir admitiendo más soluto, pues el solvente
ya no lo puede disolver. Si la temperatura aumenta, la capacidad para admitir más soluto
aumenta.
Lo podemos asociar con el aforo de un cine: si una sala tiene capacidad para 100 personas, éste es el
máximo número de personas que podrán entrar.
De igual forma, una solución saturada es aquella en la que se ha disuelto la máxima cantidad
de gramos de soluto que el solvente puede disolver completamente a una temperatura
determinada.
Cuando la solución que observamos está saturada (contiene la máxima cantidad de soluto
disuelto) le agregamos más masa en las mismas condiciones, el exceso se va al fondo del recipiente
sin disolverse.
Este fenómeno se conoce como SOBRESATURACIÓN de la mezcla que deja de ser HOMOGÉNEA y
pasa a ser HETEROGÉNEA (2 fases)
La capacidad de disolver el soluto en exceso aumenta con la temperatura: si calentamos la solución, es
posible disolver todo el soluto.
Desde el momento que queda soluto sin disolver deja de ser una mezcla homogénea, por lo que ya NO
ES UNA SOLUCIÓN SINO UNA MEZCLA HETEROGÉNEA, que por definición no puede ser una
SOLUCIÓN
INSATURADA Se tendrá una solución insaturada cuando hemos disuelto una cantidad de soluto
menor a la cantidad máxima que podemos disolver. Ten presente que la cantidad máxima de
soluto que podemos disolver en un determinado solvente es un dato que nos proporcionarán (la
solubilidad del SOLUTO en un volumen determinado de disolvente a una temperatura específica.
Fuente: http://corinto.pucp.edu.pe/quimicageneral/contenido/62-tipos-de-soluciones-y-solubilidad.html

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TEMARIO:
Disoluciones Químicas, mezclas heterogéneas y homogéneas.
Soluto y Disolvente. Ejemplos de soluciones y clasificación según estado de agregación.
Naturaleza de los disolventes, el AGUA como solvente universal.
Puentes de Hidrógeno.
Disolventes polares y apolares- Solvatación.
Solubilidad. Factores que afectan la solubilidad. Ley de Henry.
Soluciones SATURADAS, INSATURADAS- CONCENTRADAS-DILUÍDAS.
SOBRESATURACIÓN, mezclas heterogéneas.
BIBLIOGRAFÍA Y WEBGRAFÍA CONSULTADA:
Química, Raymond Chang. 11ª ed, Ed, Mac Graw Hill. Cap 12.
https://es.slideshare.net/fabiolacif/pres-n1disoluciones
https://curiosoando.com/que-es-un-disolvente-polar
http://www.educarchile.cl/ech/pro/app/detalle?id=216792
http://corinto.pucp.edu.pe/quimicageneral/contenido/62-tipos-de-soluciones-y-solubilidad.html
https://es.wikibooks.org/wiki/Qu%C3%ADmica/Concepto_de_disoluci%C3%B3n_y_concentraci%C3
%B3n
http://slideplayer.es/slide/5476982/