La denominación de sistemas dispersos o disoluciones refiere a estructuras químicas constituidas por dos o más sustancias de naturaleza diferente, donde estas no reaccionan entre sí. Están formadas por dos componentes, el solvente o medio dispersante y el soluto o la fase dispersada. Los químicos describen el soluto como la sustancia añadida que se disolverá en una cantidad dada de solvente a una temperatura específica. Por otro lado, también definen el solvente como el componente que no cambia su estado de agregación y se encuentra en mayor proporción.
¿Qué tipos de sistemas dispersos existen?
Estos sistemas dependen del tamaño de la partícula en la fase dispersada bien sea gruesa, fina y homogénea; si los sistemas son gruesos se les llama mezclas y suspensiones, si son finos se les llama coloides y si son homogéneos se les denomina soluciones.
Mezclas
Las mezclas son materiales heterogéneos de composición variable, constituidos por dos o más sustancias que además conservan sus propiedades. Se utilizan diferentes métodos y técnicas para la separación de los componentes básicos de estos materiales tomando en cuenta las propiedades físicas y químicas de cada uno de ellos, como por ejemplo las separaciones físicas se basan en las diferentes propiedades como solubilidad, densidad y punto de ebullición, utilizando técnicas como decantación, filtración y destilación.
Coloides
Los coloides son un estado intermedio entre las mezclas homogéneas y las mezclas heterogéneas, estos también son llamados suspensiones coloidales y se caracterizan por que sus partículas se encuentran en dispersión en un medio disperso formando otra sustancia, la fase dispersa y el medio dispersor pueden ser gases, líquidos, sólidos, o una combinación de diferentes fases.
Entre los ejemplos más comunes de un coloide se encuentran: gelatina, mantequilla, mayonesa, leche de magnesia, entre otras. Los coloides se pueden dividir en dos categorías, las hidrofílicos (sienten atracción por el agua), las cuales contienen moléculas muy grandes como las proteínas en disolución; y las hidrofóbicos (sienten repulsión por el agua), estas por no ser estables en agua sus partículas forman conglomerados que se distribuyen en una película oleosa en la superficie del agua.
Soluciones
Como se mencionó anteriormente, cuando las suspensiones son homogéneas se denominan soluciones, estos sistemas homogéneos poseen una composición variable limitada por la solubilidad del soluto; las fases que la constituyen pueden encontrarse en estado sólido líquido y gaseoso, existen soluciones gaseosas, tales como vapor de agua en el aire, soluciones líquidas como alcohol en agua, azúcar en agua y soluciones sólidas como aleación de Zn en Cu, amalgamas de Hg en Na.
Las soluciones se pueden clasificar: como soluciones diluidas, en donde la cantidad de soluto se encuentra en la mínima proporción en relación al volumen del solvente, soluciones concentradas donde la cantidad de soluto presente es considerable en relación al solvente y soluciones saturadas y sobresaturadas las cuales contienen una gran cantidad de soluto que el solvente ya no puede disolver; por lo tanto esta clasificación se basa en que si se excede o no el límite de solubilidad del soluto con respecto a una cantidad dada de solvente. Para conocer con mayor exactitud la cantidad de soluto que se encuentra disuelto en el solvente se utilizan unidades de concentración, las cuales pueden ser físicas o químicas.
Unidades físicas: éstas expresan la proporción del soluto en peso o volumen en función de la cantidad del solvente y como se expresan en porcentaje, estas son multiplicadas por 100. Y se expresan detalladamente de la siguiente manera:
Unidades químicas: éstas representan la concentración de la solución y las más utilizadas son Molaridad, Normalidad y Molalidad. Tanto la molaridad y como la normalidad son dependientes de la temperatura ya que se basan en el volumen de la solución, mientras que la molalidad es independiente de la temperatura ya que esta se basa en el peso del solvente. Estas se expresan se la siguiente manera:
Partiendo de cualquiera de estas relaciones se puede realizar de manera experimental la preparación de una solución, partiendo de la concentración ya conocida se puede calcular el número de gramos que se necesita disolver en una cantidad determinada de solvente.
Referencias bibliográficas
1. Brown T.L; LeMay H.E; Bursten B.E; Burdge J.R. Química General, 12va Edición. Editorial Pearson, (2014).
3. Petrucci, R.H; Herring, F. G; Madura, J.D; Bissonnette, C. Química General, 8a Edición. Editorial Pearson, (2003).
Autora
Escrito por Mahiceth Quintero Valero para la Edición #105 de Enciclopedia Asigna, en 11/2021. Mahiceth es Doctora en Química Aplicada