¿Hay muchas sustancias químicamente puras en la naturaleza? ¿Qué es el agua de mar, la leche, el alambre de acero: sustancias individuales o se componen de varios componentes? En nuestro artículo, nos familiarizaremos con las propiedades de las soluciones, los sistemas fisicoquímicos más comunes que tienen una composición variable. Pueden contener varios componentes. Entonces, la leche es una solución orgánica que contiene agua, gotas de grasa, moléculas de proteína y sales minerales. ¿Qué es una solución y cómo se puede obtener? Responderemos a esta y otras preguntas en nuestro artículo.
Uso de soluciones y su papel en la naturaleza
El metabolismo en las biogeocenosis se lleva a cabo en forma de interacción de compuestos disueltos en agua. Por ejemplo, la absorción de la solución del suelo por las raíces de las plantas, la acumulación de almidón como resultado de la fotosíntesis en las plantas, los procesos digestivos de animales y humanos, todas ellas son reacciones que ocurren en soluciones químicas. Es imposible imaginar industrias modernas: industria espacial y aeronáutica, industria militar, energía nuclearsin el uso de aleaciones: soluciones sólidas con características técnicas únicas. Varios gases también pueden formar mezclas, que podemos llamar soluciones. Por ejemplo, el aire es un sistema físico y químico que contiene componentes como nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono, etc.
¿Qué es una solución?
Al mezclar ácido sulfato y agua, obtenemos su solución acuosa. Piensa en qué consiste. Encontraremos el disolvente - agua, el soluto - ácido sulfúrico y los productos de su interacción. Estos incluyen cationes de hidrógeno, hidrosulfato e iones de sulfato. La composición del sistema físico-químico, que consiste en un solvente y componentes, dependerá no solo de qué sustancia es el solvente.
El disolvente más común e importante es el agua. La naturaleza de los componentes disueltos también es de gran importancia. Se pueden dividir aproximadamente en tres grupos. Son compuestos prácticamente insolubles, poco solubles y muy solubles. El último grupo es el más importante. Incluye la mayoría de las sales, ácidos, álcalis, alcoholes, monosacáridos. Los compuestos poco solubles también son bastante comunes en la naturaleza. Estos son yeso, nitrógeno, metano, oxígeno. Prácticamente insolubles en agua serán metales, gases nobles: argón, helio, etc., queroseno, aceites.
Cómo cuantificar la solubilidad de un compuesto
La concentración de una solución saturada es el valor más importante que muestra la solubilidad de una sustancia. Ellaexpresado como un valor numéricamente igual a la masa del compuesto en 100 g de solución. Por ejemplo, un producto médico desinfectante: el alcohol salicílico se vende en farmacias en forma de una solución de alcohol al 1%. Esto significa que 100 g de la solución contienen 1 gramo de sustancia activa. ¿Cuál es la mayor masa de cloruro de sodio que se puede disolver en 100 g de solvente a cierta temperatura? Puede encontrar la respuesta a esta pregunta utilizando una tabla especial de curvas de solubilidad para compuestos sólidos. Entonces, a una temperatura de 10 ⁰С, se pueden disolver 38 g de sal de mesa en 100 g de agua, a 80 ⁰С - 40 g de la sustancia. ¿Cómo hacer una solución diluida? Necesitas agregarle una cierta cantidad de agua. Es posible aumentar la concentración del sistema fisicoquímico evaporando la solución o añadiéndole una cierta porción del compuesto disuelto.
Tipos de soluciones
A cierta temperatura, el sistema puede estar en equilibrio con el compuesto disuelto en forma de precipitado. En este caso, se habla de una solución saturada. ¿Cómo hacer una solución saturada? Para ello, consulte la tabla de solubilidad de los sólidos. Por ejemplo, la sal de mesa que pesa 31 g se introduce en agua a una temperatura de 20 ºС y presión normal, luego se agita bien. Con calentamiento adicional y la introducción de una porción adicional de sal, su exceso asegura la formación de una solución sobresaturada. El enfriamiento del sistema conducirá al proceso de precipitación de cristales de cloruro de sodio. Las soluciones diluidas se llamarán soluciones en las que la concentración de compuestos en comparación con el volumen del solvente serásuficientemente pequeño. Por ejemplo, la solución salina, que forma parte del plasma sanguíneo y se usa en medicina después de someterse a intervenciones quirúrgicas, es una solución de cloruro de sodio al 0,9 %.
Mecanismo de disolución de sustancias
Habiendo considerado la cuestión de qué es una solución, determinemos qué procesos subyacen a su formación. En el corazón del fenómeno de disolución de sustancias, vemos la interacción de transformaciones tanto físicas como químicas. El papel principal en ellos lo desempeña el fenómeno de la destrucción de enlaces químicos: covalente polar o iónico, en las moléculas del compuesto disuelto. El aspecto físico de la ruptura de enlaces se expresa en la absorción de energía. También hay una interacción de partículas de solvente con moléculas de soluto, llamada solvatación, en el caso de soluciones acuosas: hidratación. Se acompaña no solo de la aparición de nuevos vínculos, sino también de la liberación de energía.
En nuestro artículo, examinamos la cuestión de qué es una solución y también descubrimos el mecanismo para la formación de soluciones y su significado.
