Muchas veces te habrás quedado observando y admirando el mar: su color, su movimiento o las olas reventando en la orilla. Pues bien, sabes que el mar es una enorme masa de agua, pero ¿sabías que es una disolución? Así como el mar, el aire y las bebidas gaseosas también son disoluciones. Veamos qué son y en qué consisten.
Las disoluciones son mezclas homogéneas de dos o más sustancias, es decir, mezclas cuyos componentes no se pueden distinguir a simple vista. Siempre que se está en presencia de una mezcla homogénea, esta recibe el nombre de disolución. Son mezclas íntimas a escala molecular porque en el proceso de formación de la mezcla las interacciones se producen entre iones y moléculas individuales o entre moléculas de cada uno de los componentes.
En una disolución, el o los componentes que se encuentran en menor cantidad se llama soluto, y el componente que se halla en mayor proporción en la mezcla se denomina solvente o, mejor dicho, disolvente. En este tipo de mezclas, el soluto se distribuye uniformemente por todo el volumen de la disolución, con lo que se forma un sistema homogéneo
En las mezclas heterogéneas los componentes se pueden observar a simple vista, lo que significa que estos no están distribuidos uniformemente en la mezcla.
Algunos minerales también son mezclas heterogéneas, como en el caso del granito, en el que se reconoce los tres tipos de minerales que lo constituyen.
¿Cómo se clasifican las disoluciones? Las disoluciones se pueden clasificar según el estado de agregación de sus componentes, donde encontramos disoluciones sólidas, líquidas y gaseosas. El estado de agregación de la disolución resultante es el estado que tiene el disolvente.
Tanto el soluto como el disolvente pueden ser un gas, un líquido o un sólido. Al mezclar un soluto sólido con un disolvente líquido, el estado de agregación de la disolución resultante será líquido. Por ejemplo, una botella de agua mineral gasificada es una disolución que contiene sales, anhídrido carbónico (CO2) y agua como disolvente; por lo tanto, será líquida.
| Tipos de disoluciones | |||
|---|---|---|---|
| Estado del disolvente | Estado inicial del soluto | Estado de la disolución | Ejemplos |
| Sólido (metal) | Sólido | Sólido | Cobre en oro (aleación) |
| Sólido | Sólido | Sólido | Vidrio |
| Gas | Gas | Gas | Aire (O2 y otros gases en N2) |
| Líquido | Gas | Líquido | Agua gasificada en CO2 |
| Líquido | Líquido | Líquido | Agua en alcohol |
| Líquido | Sólido | Líquido | Azúcar en agua |
Disoluciones sólidas
Las sustancias sólidas también pueden mezclarse de manera homogénea. Es así como podemos encontrar tres tipos de disoluciones sólidas: las aleaciones, las amalgamas y el vidrio. Revisemos cada una de ellas.
Aleaciones
Una aleación es una mezcla sólida homogénea o disolución de dos o más metales. Se puede observar que las aleaciones están constituidas por elementos metálicos en estado elemental; por ejemplo, Fe, Al, Cu, Pb. También pueden contener algunos elementos no metálicos; por ejemplo, P, C, Si, S, As. Las características de la aleación dependen de la proporción de los componentes en la mezcla. Para su fabricación, en general, se mezclan los elementos y se llevan a temperaturas de fusión. Las sustancias sólidas también pueden mezclarse de manera homogénea. Es así como podemos encontrar tres tipos de disoluciones sólidas: las aleaciones, las amalgamas y el vidrio. Revisemos cada una de ellas.
El resultado de la fusión entre cobre y estaño es el bronce, una de las principales aleaciones de cobre. En esta aleación, el cobre se encuentra en una proporción de 75 a 80%. Tiene color amarillo y es resistente a los agentes atmosféricos y a las fuerzas mecánicas.
Todos los tipos de aceros son aleaciones y su principal componente es el hierro, al que se añade una pequeña cantidad de carbono. El acero inoxidable contiene, además, alrededor de 12% de cromo (Cr). El cromo le confiere al acero un aspecto brillante y lo hace altamente resistente a la corrosión, características que lo diferencian de otros tipos de aceros.
Amalgamas
Se denomina amalgama a las aleaciones de metales con mercurio, Hg (líquido). El mercurio forma amalgamas con todos los metales comunes, excepto con el hierro y el platino. Las amalgamas más comunes son las de oro, plata y cobre.
Las amalgamas dentales se obtienen mezclando mercurio líquido con otros metales, principalmente plata, pero también estaño, cobre y una pequeña cantidad de zinc. El uso de este tipo de amalgama ha ido disminuyendo, aunque aún se utiliza minoritariamente como relleno dental.
Vidrios
El vidrio es una mezcla homogénea de sílice y óxidos metálicos. Es un sólido amorfo; por lo tanto, es incorrecto emplear el término “cristal” como sinónimo de vidrio. La composición aproximada de un vidrio de uso corriente es de Na2O, CaO, 6SiO2, y se elabora por fusión y enfriamiento controlados de los componentes.
El vidrio puede adquirir color si se le añaden óxidos de metales de transición a las mezclas utilizadas para prepararlo. El color se produce porque el óxido metálico absorbe la luz de la región visible del espectro, y deja pasar la que no absorbe, que corresponde a los colores que se ven, Es así como el óxido de Cu(I) origina el color rojo, pues absorbe la luz con longitudes de onda que pertenecen a todos los colores, menos la vinculada al color rojo; el óxido de Cu(II) genera el verde, y el óxido de Co(II), el azul.
Disoluciones líquidas
Las disoluciones líquidas provienen de la mezcla de solutos gaseosos, líquidos o sólidos con un disolvente líquido. ¿Cuáles son las principales características de este tipo de disoluciones? A continuación, te presentamos algunas.
- Son transparentes, es decir, la luz puede pasar a través de ellas, aunque muchas son coloreadas.
- El tamaño de las partículas del soluto es tan pequeño que no se pueden ver a simple vista, ni tampoco separar por filtración, ya que pasarían a través de los poros del papel filtro.
- Las partículas del soluto están distribuidas homogéneamente por todo el líquido disolvente y no sedimentan.
Mezclas que no son disoluciones
Considerando las propiedades características de las disoluciones líquidas, resulta fácil distinguirlas de otro tipo de mezclas líquidas, las heterogéneas, que no son disoluciones, como sí lo son las suspensiones y algunas mezclas de líquidos. Veamos en qué consiste cada una de ellas.
Las suspensiones
Las suspensiones son mezclas heterogéneas formadas por una sustancia líquida dispersante y sustancias sólidas poco solubles, las que están dispersas en todo el líquido. En este tipo de mezclas no se habla de soluto y disolvente, sino que de la o las sustancias que se dispersan y de la sustancia dispersante, respectivamente.
Por ejemplo, cuando preparamos un jugo de naranja, observamos que quedan partículas sin disolver y que la mezcla no es totalmente transparente. Muchas veces también se puede ver que las partículas de mayor tamaño decantan cuando la mezcla se deja en reposo.
Entonces, las propiedades de una suspensión serían:
- Son translúcidas u opacas, es decir, bloquean el paso de la luz.
- El tamaño de las partículas dispersas es bastante grande, y las que quedan en suspensión se pueden apreciar a simple vista.
- Cuando la mezcla se deja en reposo, los componentes decantan, o sea, caen y se distribuyen en capas de mayor a menor densidad.
- A diferencia de las disoluciones, los componentes de una suspensión se pueden separar ya sea por decantación o por filtración.
Las mezclas de líquidos
Cuando dos líquidos se mezclan en todas las proporciones y constituyen una sola fase, una mezcla homogénea o disolución, se dice que los líquidos son miscibles. Pero si al intentar mezclarlos se forman dos fases, los líquidos son inmiscibles.
En la figura se muestran dos líquidos que son inmiscibles, agua y aceite, donde se aprecian con claridad las dos fases. Si el vaso se agita, se forma una emulsión, que es un tipo de mezcla heterogénea. Sin embargo, al dejarla en reposo, los componentes se separan nuevamente y el aceite, de menor densidad que el agua, queda en la parte superior del vaso.
Los coloides
Los coloides son mezclas heterogéneas, conocidas también como dispersiones coloidales, que poseen propiedades de disoluciones y de suspensiones. En los coloides, las partículas están dispersas por toda la mezcla, pero no son tan pesadas para decantar, como ocurre con las suspensiones.
Las disoluciones verdaderas se diferencian de dispersiones coloidales o simplemente coloides en el tamaño de las partículas del soluto. En una disolución, las partículas del soluto son más pequeñas que en los coloides. Los tamaños de las partículas coloidales pueden variar entre 10 a 2.000 A, y están constituidas por muchos átomos, iones o moléculas . Son lo suficientemente pequeñas como para no ser vistas ni separadas por filtración, tal como ocurre en las disoluciones.
En general, los coloides y las disoluciones pueden coexistir en un mismo sistema. Así, por ejemplo, la leche contiene una disolución de azúcares y sales, pero también posee grasas y proteínas que forman un coloide. Si a la leche se agrega jugo de limón, decimos que se “corta”, lo que significa que el coloide se desestabiliza y precipitan las proteínas, pero la disolución no se modifica.
Al igual que las disoluciones, los sistemas coloidales se generan con casi cualquier combinación de sustancias sólidas, líquidas y gaseosas, a excepción de la combinación gas – gas, que siempre forma una disolución. En los sistemas coloidales existe una sustancia dispersada, que correspondería al soluto, y una dispersadora o dispersante, que sería el disolvente. Analicemos algunos ejemplos:
La niebla (liquido/gas) La sustancia dispersada es un líquido, el agua, y el dispersante es un gas, el aire, mezcla de gases.
El humo (solido/gas). La sustancia dispersada es un sólido, el carbón, y el dispersante es un gas, el aire, mezcla de gases.
La gelatina (sólido/líquido) La sustancia dispersada es un sólido, la gelatina en polvo, y el dispersante, un líquido, el agua.
En síntesis, existen disoluciones cuyo estado final es líquido, sólido o gaseoso. Sin embargo, las más comunes e importantes para el desarrollo de la vida en este planeta son las disoluciones acuosas, vale decir, las disoluciones líquidas cuyo disolvente es el agua.
