3. Preparación de disoluciones

PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES

La importancia de las disoluciones en el estudio de la Química se debe a que las reacciones y operaciones químicas, tanto en el laboratorio como en la industria, se llevan a cabo generalmente, entre disoluciones. Asimismo, las disoluciones juegan un papel importante en muchos procesos biológicos y de la vida ordinaria.

Una disolución puede definirse como una mezcla homogénea de las moléculas, átomos o iones de dos o más sustancias diferentes. Las diferentes sustancias que forman una disolución se denominan componentes de la disolución. El componente que se encuentra en mayor proporción suele llamarse disolvente y a los que se encuentran en menor proporción, solutos.

Cuando un sólido se disuelve en un líquido, desaparece el sólido como tal y sus moléculas o iones se mueven entre las del líquido, se dice entonces que es una disolución líquida. También existen disoluciones gaseosas, por ejemplo, el aire, compuesto principalmente por N2, O2, CO2 y H2O, y disoluciones sólidas, por ejemplo, el bronce. Las disoluciones más frecuentes son las líquidas, que pueden ser de tres tipos: sólido-líquido, líquido-líquido y gas-líquido. Una práctica común en química para ahorrar espacio es almacenar una solución en forma concentrada, y luego diluir, es decir, reducir su concentración.

Se denomina solubilidad a la cantidad de soluto que puede disolverse en un volumen determinado de disolvente, a una temperatura determinada, para conseguir una disolución saturada. Son muchos los factores que influyen en la solubilidad de una sustancia, por ejemplo: naturaleza del soluto y del disolvente, temperatura, etc...

Cuando un sólido se disuelve en un líquido, las moléculas o los iones abandonan la superficie del sólido y pasan a la disolución en la que se mueven desordenadamente; algunas de estas moléculas o iones, pueden chocar con el sólido sin disolver, quedando retenidas por fuerzas atractivas, es decir, el sólido está a la vez disolviéndose y cristalizando.

Inicialmente, cuando la cantidad de sólido añadido al disolvente es pequeña, la velocidad de disolución es mayor que la de precipitación y todo el sólido se disuelve. Al ir aumentando la cantidad de sólido añadido, la velocidad de cristalización aumenta, llegando a igualarse a la de disolución. En este momento se dice que se ha alcanzado el equilibrio y la disolución así formada se llama disolución saturada, por consiguiente, a toda disolución que no haya conseguido el equilibrio mencionado, se le llamará disolución no saturada.

Se pueden conseguir disoluciones cuya concentración sea mayor que la de la disolución saturada sin que existan indicios de cristalización. A estas disoluciones se les llama sobresaturadas, son inestables y basta aplicarles cualquier factor externo, como agitación, enfriamiento, introducir un pequeño cristal de soluto, para que cristalice el exceso de soluto disuelto y se convierta en una disolución saturada.

Una de las operaciones previas en el trabajo realizado en un laboratorio de química incluye la preparación de disoluciones. Dado que el medio acuoso es el utilizado en el desarrollo de estas prácticas, el primer objetivo será la preparación de disoluciones líquidas empleando agua como disolvente. La preparación de disoluciones de concentración conocida se lleva a cabo en un matraz aforado. Previamente se disuelve el soluto en una pequeña cantidad del disolvente en un vaso de precipitados. En el caso de procesos de disolución exotérmicos hay que esperar a alcanzar la temperatura ambiente. Una vez disuelto el soluto se introduce la disolución en el matraz aforado, y se enrasa dicho matraz con el disolvente hasta la marca de enrase. Recordar que en la preparación de una disolución acuosa de ácido sulfúrico, hay que añadir el ácido sulfúrico concentrado sobre el agua, y no a la viceversa, para evitar proyecciones.

Concentración de las disoluciones.

Hay muchas formas de expresar la concentración. Para disoluciones de dos componentes, si llamamos A al soluto y B al disolvente, los métodos más habituales de expresar la concentración serían:

En tanto por ciento:

En relación peso/volumen: gramos de soluto (A) en 100 mL de disolución (A+B)

En relación peso/peso: gramos de soluto (A) en 100 gramos de disolución(A+B)

En relación volumen/volumen: mL de soluto (A) en 100 mL de disolución (A+B)

PARTE EXPERIMENTAL

Preparación de disoluciones

Utilice los datos que aparecen en los envases de cada reactivo. Observe con cuidado la etiqueta del producto y los peligros que puede conllevar su manejo.

Una vez preparadas las disoluciones se recogen en una botella vacía de 1L y se etiqueta.

Disoluciones sólido-líquido.

A partir de los productos comerciales, prepare 100 mL de una disolución acuosa de:

- Ácido oxálico al 3.2% p/v

- Hidróxido de sodio 3M

Disoluciones líquido-líquido.

A partir de los productos comerciales, prepare 100 mL de una disolución acuosa de

- Ácido clorhídrico 3M - Ácido acético 2M - Amoniaco 2M

- Ácido sulfúrico 2M - Ácido nítrico 2M

A partir de las disoluciones anteriores, prepare 100 mL de una disolución acuosa 10 veces más diluida u otras diluciones que indique el profesor