Las disoluciones son uno de los conceptos más fundamentales de la química, pues están presentes en prácticamente todos los experimentos de laboratorio y en innumerables procesos industriales y biológicos. Desde el agua con sal hasta soluciones complejas en farmacéutica o biotecnología, entender qué es una disolución, cómo se clasifica y cuáles son sus propiedades resulta indispensable para cualquier persona que trabaje con ciencia.
En este artículo exploraremos qué es una disolución, sus tipos principales, propiedades físicas y químicas, además de ejemplos prácticos en el laboratorio.
¿Qué es una disolución?
Una disolución es una mezcla homogénea formada por dos o más sustancias, en la cual una (el soluto) se dispersa de manera uniforme en otra (el disolvente).
Ejemplos comunes:
-
Agua con sal (NaCl en agua).
-
Alcohol etílico en agua.
-
Aire (mezcla de gases como nitrógeno, oxígeno y dióxido de carbono).
Componentes de una disolución
-
Soluto: Sustancia que se disuelve. Puede estar en estado sólido, líquido o gaseoso.
-
Disolvente: Sustancia en mayor proporción, que disuelve al soluto. En la mayoría de los casos, el agua actúa como disolvente universal.
Ejemplo: En una disolución de azúcar en agua, el azúcar es el soluto y el agua es el disolvente.
Tipos de disoluciones
Las disoluciones pueden clasificarse de varias formas:
1. Según el estado físico
-
Sólidas: Aleaciones metálicas como el bronce (cobre + estaño).
-
Líquidas: Sal en agua, etanol en agua.
-
Gaseosas: Aire (oxígeno y dióxido de carbono en nitrógeno).
2. Según la cantidad de soluto
-
Diluida: Poca cantidad de soluto respecto al disolvente.
-
Concentrada: Alta proporción de soluto.
-
Saturada: Contiene la máxima cantidad de soluto que puede disolverse a una temperatura dada.
-
Sobresaturada: Contiene más soluto del que normalmente se disolvería; son inestables y pueden cristalizar fácilmente.
3. Según la naturaleza del soluto
-
Disoluciones electrolíticas: Formadas por compuestos que producen iones al disolverse (ejemplo: cloruro de sodio en agua).
-
Disoluciones no electrolíticas: No generan iones en la solución (ejemplo: azúcar en agua).
Propiedades de las disoluciones
Las disoluciones poseen propiedades características que dependen de la relación entre soluto y disolvente:
-
Concentración
-
Se expresa en diferentes unidades: molaridad (mol/L), normalidad, porcentaje en masa (% m/m), porcentaje en volumen (% v/v).
-
-
Solubilidad
-
Cantidad máxima de soluto que puede disolverse en un disolvente a cierta temperatura y presión.
-
Ejemplo: La solubilidad del NaCl en agua a 25 °C es de aproximadamente 36 g por 100 g de agua.
-
-
Propiedades coligativas
Dependen del número de partículas disueltas, no de su naturaleza:-
Descenso de la presión de vapor.
-
Aumento del punto de ebullición.
-
Descenso del punto de congelación.
-
Presión osmótica.
-
-
Conductividad eléctrica
-
Las disoluciones electrolíticas (ácidos, bases y sales) conducen electricidad gracias a la presencia de iones.
-
Ejemplos de disoluciones en el laboratorio
-
NaOH en agua: Base fuerte usada en titulación ácido-base.
-
Ácido clorhídrico (HCl) en agua: Disolución ácida común en análisis químicos.
-
Buffer fosfato: Disolución reguladora que mantiene constante el pH en experimentos biológicos.
-
Etanol en agua: Usado en microbiología como desinfectante y en química como disolvente polar.
-
Disoluciones estándar: Preparadas con concentraciones exactas para análisis cuantitativos (ejemplo: sulfato de cobre en determinaciones espectrofotométricas).
Importancia de las disoluciones en el laboratorio
-
Preparación de reactivos: La mayoría de los reactivos se usan en forma de disoluciones.
-
Reacciones químicas: Ocurren más rápido en medio disuelto porque las moléculas interactúan con mayor facilidad.
-
Control experimental: Las disoluciones permiten trabajar con cantidades exactas y reproducibles.
-
Análisis instrumental: Muchas técnicas (espectroscopía, cromatografía, electroquímica) requieren disoluciones bien preparadas.
Preguntas frecuentes (FAQ)
1. ¿Cuál es la diferencia entre disolución y mezcla?
Una mezcla puede ser heterogénea (como arena y agua), mientras que una disolución siempre es homogénea, es decir, sus componentes no se distinguen a simple vista.
2. ¿El agua siempre es el disolvente en una disolución?
No. Aunque es el disolvente más común, existen disolventes orgánicos como etanol, acetona o hexano.
3. ¿Qué significa que una disolución esté saturada?
Que ya no admite más cantidad de soluto a determinada temperatura. Cualquier exceso de soluto se deposita en el fondo.
4. ¿Cómo se mide la concentración de una disolución?
Depende del método: molaridad, normalidad, fracción molar, porcentaje en masa, entre otros.
5. ¿Las disoluciones son estables indefinidamente?
No siempre. Algunas pueden descomponerse con el tiempo, como las disoluciones de peróxido de hidrógeno, que liberan oxígeno lentamente.
Las disoluciones son mezclas homogéneas esenciales en la práctica de laboratorio y en múltiples procesos industriales. Su clasificación, propiedades y ejemplos permiten comprender cómo manipularlas correctamente para obtener resultados confiables.
Desde la preparación de reactivos hasta el análisis instrumental, el dominio de los conceptos relacionados con disoluciones constituye una base sólida para cualquier persona que trabaje en ciencias químicas, biológicas o farmacéuticas.