Reacciones químicas en disolución acuosa

Descubre las reacciones químicas en disolución acuosa: soluciones, mezclas, tipos de soluciones y unidades de concentración físicas y químicas.


Introducción

Las reacciones químicas ocurren principalmente en medio acuoso, tanto a nivel industrial,  de laboratorio, como a nivel biológico, es por ello la importancia de conocer como ocurren estas reacciones.

Soluciones

Las soluciones o disoluciones, son mezclas homogéneas entre dos o más componentes, lo que significa, que al observar una solución, uno no es capaz de distinguir donde esta cada componente. Específicamente se puede decir, que las propiedades y la composición son idénticas en todo el sistema.

Por ejemplo: al mezclar algún tipo de alcohol con agua se produce una mezcla homogénea, donde uno al observar no distingue donde está el alcohol o el agua, y al medir las propiedades de esta solución estas son idénticas en todas las partes del sistema.

Cuando lo anterior no ocurre, estamos en presencia de una mezcla heterogénea, donde se distinguen los componentes del sistema y adicionalmente las propiedades y composición varían dentro del sistema.

Por ejemplo, cuando mezclamos agua con arena en un vaso de precipitado y agitamos. Luego de un tiempo breve la arena comienza a decantar yéndose al fondo y claramente se distinguen los dos componentes. En este caso estaríamos frente a una mezcla heterogénea.

Componentes de una solución

En una solución cuando existen dos componentes, el que está en mayor cantidad se llama solvente y el que se encuentra en menor cantidad se llama soluto.

Tipos de soluciones

  • Líquido en líquido: Por ejemplo alcohol etílico (CH3CH2OH)  en agua (H2O).
  • Sólido en líquido: Por ejemplo una sal como el cloruro de sodio (NaCl) en agua.
  • Gas en líquido: Por ejemplo dióxido de carbono (CO2) en agua.
  • Líquido en sólido: Por ejemplo mercurio (Hg) disuelto en zinc.
  • Gas en sólido: Por ejemplo gas hidrógeno (H2) disuelto en paladio metálico.
  • Sólido en sólido: Por ejemplo las aleaciones de metales, como el caso del bronce, que es una aleación entre cobre y estaño.

Unidades de concentración

Para efectos cuantitativos, es decir conocer las cantidades en que se encuentran los componentes de una solución, se utilizan las unidades de concentración que pueden ser físicas o químicas.

Unidades físicas

Porcentaje masa-masa (%m/m): Son los gramos de soluto que hay en 100 gramos de solución.

%m/m =                    masa soluto en gramos               x      100

                                masa de la solución en gramos

Porcentaje masa-volumen (%m/v)  Son los gramos de soluto que hay en 100 mililitros de solución.

% m/v =           masa soluto en gramos                     x    100

                       Volumen de la solución en ml

Porcentaje volumen-volumen (%v/v): Son los mililitros de soluto que hay en 100 mililitros de solución.

% v/v  =               volumen de soluto en ml                  x    100

                           volumen de la solución en ml

Partes por millón (ppm): Corresponde a las partes en peso de soluto disueltas en un millón de partes en peso de la disolución. También se puede considerar como los miligramos que hay de soluto en 1 kilogramo de disolución.

ppm  =          masa soluto en miligramos

                             1 Kg de disolución

Unidades químicas

Molaridad (M): Corresponde a los moles de soluto que hay en 1 litro de disolución.

M    =          moles de soluto

                 Litro de disolución

Molalidad (m): Corresponde a los moles de soluto que hay en 1 Kilogramo de disolución.

m     =    moles de soluto

                Kg de disolución

Normalidad (N): Es el número de pesos equivalentes-gramo que hay en un litro de solución.

N =              N° equivalentes-gramo

                         1 Litro de solución

Fracción molar (X): La fracción molar de un componente, son los moles de este con respecto al número total de moles de la disolución. Se hace el alcance de que la suma de las fracciones molares es 1.

X   =     moles de soluto

                moles totales