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Qué son las disoluciones y cómo se forman


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1. Qué son las disoluciones 

Las disoluciones (también conocidas como soluciones químicas o sencillamente soluciones) son mezclas homogéneas de dos o más sustancias que no reaccionan entre sí.

Las mezclas son combinaciones de dos o más sustancias puras. Una característica de las mezclas es que las sustancias que las componen pueden ser separadas a través de medios físicos, dado que no reaccionan químicamente entre sí para formar otras sustancias, y cada una conserva su identitad química.

Las mezclas homogéneas son aquellas cuyas sustancias que las componen no se distinguen visualmente, ni siquiera utilizando un microscopio. Es decir, las partes que componen a la mezcla no pueden verse de manera separada y la mezcla aparenta ser visualmente uniforme. Por ejemplo, cuando se disuelve sal en agua se forma una mezcla homogénea en la que la sal y el agua no se ven de forma separada y aparentan tener una composición uniforme, como si se tratara de una sola sustancia pura. Lo mismo ocurre al disolver azúcar en agua, lo que se ve es un líquido uniforme, y el azúcar no aparece separada del agua.

Es necesario recordar que las sustancias que forman parte de las mezclas homogéneas no reaccionan químicamente entre sí. Sencillamente, estas mezclas aparentan tener una composición uniforme en la que las sustancias que las componen no se distinguen visualmente de forma individual o separadas entre sí. Una mezcla homogénea puede confundirse visualmente con una sustancia pura, aunque no lo es.


Por el contrario, las mezclas heterogéneas son aquellas cuyas sustancias que las componen se distinguen visualmente, o sea que las partes que componen a la mezcla pueden verse de forma separada. Por ejemplo, si se mezcla agua con aceite, las partes que componen a la mezcla -o sea el agua y el aceite- aparecen separadas a simple vista. Otro ejemplo de mezcla heterogénea es el de arena con agua, en la que la arena y el agua pueden distinguirse visualmente, ya que la arena se dirige hacia el fondo del recipiente, por lo que tanto el agua como la arena pueden verse de forma separada.

En las mezclas homogéneas, las sustancias que las componen están distribuidas de forma uniforme en toda la muestra. Por ejemplo, en un vaso de sal disuelta en agua, la proporción de sal en agua es la misma para todo el vaso. Por el contrario, en las mezclas heterogéneas, las sustancias que las componen no están distribuidas de manera uniforme en toda la muestra. Por ejemplo, en un vaso con una mezcla de arena y agua, la arena se dirige hacia el fondo del vaso.

Normalmente, al hablar de soluciones químicas se suele pensar en líquidos, pero también existen disoluciones en estado sólido y gaseoso. El aire es un ejemplo de mezcla homogénea de gases, ya que está compuesta por: Nitrógeno (78,08%), Oxígeno (20,95%), Argón (0,93%), Dióxido de Carbono (0,03%), y el 0,01% restante por otros gases, incluyendo vapor de agua.

Las soluciones entre sólidos también son posibles, las aleaciones de metales son disoluciones de sólidos en sólidos. Un ejemplo de este tipo de mezcla homogénea es el acero, que se trata de carbono disuelto en hierro.

Cada parte que se puede distinguir a simple vista en una mezcla se denomina fase. Tanto en el caso de una sustancia pura como en una mezcla homogénea se tiene una sola fase. Por el contrario, en una mezcla heterogénea pueden haber dos o mas fases. En una mezcla de agua con aceite (o sea una mezcla heterogénea) se forman dos capas separadas. Cada una de estas capas representa a una fase distinta. La fase de aceite, al ser menos densa que la fase de agua, se dirige hacia arriba y forma una capa que se encuentra por encima de la capa de agua.

Ejemplos de mezclas heterogeneas y homogeneas
Ejemplos de mezclas heterogéneas y homogéneas - Cliquear para ampliar la imagen

Las mezclas pueden ser separadas en las partes (sustancias puras) que las constituyen. En la Tierra, la mayoría de las cosas se encuentran en forma de mezclas.

Como ya se mencionó, una solución es una mezcla homogénea cuyas fases (cada una de las sustancias puras que la componen) no pueden distinguirse a simple vista y parece como si se tratara de una sustancia pura, aunque en realidad es una mezcla.
Por ejemplo, una solución de sal disuelta en agua tiene una apariencia similar al del agua y los granos de sal no se distinguen a simple vista.

Las propiedades físicas de las mezclas pueden variar dependiendo de las proporciones de cada sustancia que la compone. Por ejemplo, si se disuelve sal en agua, el punto de ebullición del agua aumenta, o sea que el agua hierve por encima de los 100 ºC. Mientras mayor sea la concentración de sal disuelta en agua, su punto de ebullición se eleva, es decir que se requiere mayor temperatura para hervir al agua. Por el contrario, en las sustancias puras las propiedades físicas se mantienen invariables, por ejemplo el agua pura siempre hierve a 100 ºC.

Otro ejemplo es el del hierro, que en forma pura tiene un punto de ebullición de 2861 ºC, mientras que si se mezcla con carbono para formar acero, su punto de ebullición variará según las proporciones de carbono y hierro que hay en la mezcla que forma al acero.

Es interesante destacar que etimológicamente la palabra homogéneo proviene de la conjunción de los términos griegos homos (que significa mismo) y genos (que significa tipo). En cuanto a la palabra heterogéneo, etimológicamente proviene de la conjunción de los términos héteros (que significa otro o diferente) y genos.

Antes de continuar, es necesario definir brevemente qué son la materia, las sustancias puras, los elementos químicos, los compuestos químicos, las mezclas, las propiedades físicas y las propiedades químicas.

Que son la materia, los elementos quimicos, los compuestos quimicos y las mezclas
Qué son la materia, los elementos químicos, los compuestos químicos y las mezclas - Cliquear para ampliar la imagen

  • Materia: cualquier cosa que tiene masa y ocupa espacio. Todo lo que se ve y toca en la naturaleza, desde las partículas más pequeñas hasta las estrellas más masivas es materia. Todo lo que se ve y toca en la naturaleza está compuesto por átomos, y cada átomo está compuesto por partículas subatómicas (protones, neutrones, electrones). Los átomos se clasifican en distintos tipos de elementos químicos. Hasta el año 2019 se conocían 118 tipos de elementos químicos. Innumerables combinaciones de elementos químicos forman compuestos químicos (se conocen millones de compuestos químicos).
     
  • Sustancia pura: una sustancia pura es un tipo de materia que no puede ser subdividido en otros tipos de materia a través de métodos físicos (filtración, decantación, sedimentación, sublimación, evaporación, extracción, centrifugación, cromatografía, tamizado, destilación). El agua, el oro, la sal, el azúcar, el dióxido de carbono, el silicio, etc, son ejemplos de sustancias puras que no pueden ser divididas en otras partes que las componen a tavés de métodos físicos. Las muestras de una sustancia pura, contienen solamente a esa sustancia pura y nada más. Ej: el agua es agua y nada más, el azúcar contiene a esa sustancia y nada más. Las sustancias puras pueden ser tanto elementos químicos como compuestos químicos (moléculas compuestas por átomos).
     
  • Elementos químicos: son las sustancias puras más elementales, ya que no solo no pueden ser subdivididos en sustancias puras más elementales a través de métodos físicos, sino que tampoco pueden ser subdivididos a través de técnicas químicas. Los elementos químicos son átomos, y por eso no pueden ser subdivididos ni por medios físicos ni por medios químicos. Para subdividir a los átomos hay que aplicar técnicas nucleares que no pertenecen al ámbito de la química. Por lo tanto, son químicamente indivisibles.
     
  • Compuestos químicos: son sustancias puras que no pueden subdividirse en dos o más sustancias puras que las componen mediante métodos físicos, aunque sí pueden subdividirse a través de técnicas químicas. Por ejemplo, el agua (compuesta por 2 átomos de Hidrógeno y 1 átomo de Oxígeno - H2O) no puede ser separada mediante métodos físicos, pero sí puede ser separada mediante técnicas químicas. La sal común (compuesta por 1 átomo de Sodio y un átomo de Cloro - NaCl) no puede ser subdividida a través de medios físicos, pero sí puede ser subdividida mediante técnicas químicas. Las técnicas químicas más utilizadas consisten en reacciones químicas en las que una sustancia interactúa químicamente con otra, sus partes se separan y forman otros compuestos químicos nuevos.

    Por ejemplo: cuando el Hidróxido de Sodio (NaOH) y el Ácido Clorhídrico (HCl) interactúan -o sea reaccionan químicamente-, sus partes se separan para formar sal común y agua (NaOH + HCl → NaCl + H2O). Como puede observarse en el ejemplo anterior, la cantidad de elementos químicos en los compuestos que reaccionan (Na, O, H, Cl) coincide con la cantidad de elementos en los compuestos nuevos que se forman.

  • Mezclas: son combinaciones de dos o más sustancias puras en las que cada sustancia conserva su identidad química dado que están combinadas físicamente y no químicamente. Por ejemplo, en una solución de sal disuelta en agua (NaCl y H2O), tanto la sal como el agua no reaccionan químicamente entre sí, y conservan su composición de NaCl y H2O, es decir, siguen siendo sal y agua.

    Las mezclas pueden separarse a través de métodos físicos. Como ejemplos pueden mencionarse los siguientes: en la disolución de sal en agua, la sal puede separarse del agua mediante evaporación de esta última. En la mezcla heterogénea de arena y agua, la arena puede ser filtrada o colada para quedar separada del agua.
     

  • Propiedades físicas: son las propiedades que pueden observarse en una sustancia o en una mezcla de sustancias, sin que se modifique la composición química de estas sustancias. Las propiedades físicas de una sustancia o de una mezcla de sustancias son: el color, la forma, estado de agregación (esto significa si la sustancia se encuentra en estado sólido, líquido o gaseoso), punto de ebullición, punto de fusión (esto significa a qué temperatura una sustancia pasa de estado sólido a líquido), densidad (masa por unidad de volumen de una sustancia), entre otras.

    Ej: El punto de fusión del agua es 0 ºC (esto significa que pasa a estado líquido a 0 ºC), es incolora, su punto de ebullición es 100 ºC, la densidad del agua es 0.9998395 gramos por cada mililitro a una temperatura de 4 ºC, su densidad varía de acuerdo a la temperatura. Cualquier variación en las propiedades físicas del agua no afecta a su composición química, por lo tanto, a pesar de los cambios de sus propiedades físicas, el agua sigue siendo agua.
     

  • Propiedades químicas: son las propiedades que pueden observarse en una sustancia pura y que indican la capacidad que tiene dicha sustancia de transformarse en una nueva sustancia química, o de resistirse a la transformación química al interactuar con otra sustancia. Esto significa que las propiedades químicas de un compuesto indican cómo, cuando y por qué se modifica su estructura molecular al interactuar con otra sustancia para formar un nuevo compuesto. Algunas de las propiedades químicas son: la inflamabilidad (capacidad de combustión de una sustancia, esto es su capacidad de reaccionar con oxígeno para generar un óxido y energía en forma de luz o calor), descomposición por altas temperaturas o resistencia a la descomposición (ej: si se calientan ciertos compuestos, se rompen los enlaces químicos que mantienen unidos a los elementos que los componen), nivel de reactividad química de una sustancia con otra sustancia para formar nuevos compuestos.

    Ej: el nivel de reactividad del Hidróxido de Sodio (NaOH) con el Ácido Clorhídrico (HCl) es alto, por lo tanto, cuando interactúan, sus estructuras químicas se modifican para formar nuevos compuestos. Sus partes se separan para formar sal común y agua (NaOH + HCl → NaCl + H2O).

Las disoluciones (al igual que toda mezcla) están compuestas por dos o más sustancias puras que no reaccionan químicamente entre sí (las propiedades químicas de cada sustancia pura de la mezcla no se alteran). Sin embargo, las propiedades físicas (por ejemplo temperatura de ebullición) de la solución pueden ser diferentes a las propiedades físicas de cada sustancia que la compone (ej: si se disuelve sal en agua, la temperatura de ebullición del agua aumenta, esto significa que se requiere una mayor temperatura para que el agua hierva si contiene sal).

Las sustancias que componen a una disolución -y a cualquier mezcla en general- pueden separarse por medios físicos como: filtración, colación, selección manual, decantación, centrifugación, destilación, entre otros. La técnica requerida para separar una mezcla varía dependiendo de la clase de mezcla y sus componentes. Los métodos físicos más utilizados para separar mezclas se describen más abajo.

 
2. Qué son el solvente y el soluto en una disolución

Una disolución (solución química) es una mezcla homogénea en la que las moléculas de una sustancia se distribuyen de manera uniforme a lo largo y lo ancho de un medio o sustancia que se encuentra en mayor cantidad. Las sustancias de menor cantidad -o sea que son minoría- en una solución, se conocen con el nombre de solutos. La sustancia de mayor cantidad -o sea que es mayoría- en una solución, se conoce con el nombre de solvente (también se lo denomina disolvente y significa exactamente lo mismo).

Si se disuelve una cucharada de sal en un litro de agua, la sal es el soluto de la disolución, mientras que el agua es el solvente, ya que se encuentra en mayor proporción que la sal.

Que son el solvente y el soluto
Qué son el solvente y el soluto - Cliquear para ampliar la imagen

En una disolución, las moléculas de soluto se distribuyen uniformemente en un solvente que se encuentra en mayor concentración (la concentración es la proporción de una sustancia sobre el total de la solución). En una solución de sal en agua, las moléculas de sal se distribuyen de forma uniforme por todo el recipiente con agua, por lo que si se toma una muestra de la solución de cualquier parte del recipiente y en cualquier cantidad, la concentración de sal disuelta en relación a la concentración de agua siempre es la misma, independientemente de la cantidad que se toma como muestra.

Ej: si se toma una muestra de 1 mililitro de cualquier parte de la solución, la concentración de soluto que se registra en cada mililitro de la solución es la misma.

El soluto puede ser sólido, líquido o gaseoso. Sal en agua, o azúcar en agua son ejemplos de solutos sólidos, mientras que oxígeno en aire es ejemplo de soluto gaseoso.

El soluto puede disolverse en un solvente cuando las fuerzas de atracción entre las moléculas de soluto y solvente son suficientemente fuertes como para que las moléculas de solvente rodeen a las moléculas de soluto (más abajo se explicará qué ocurre a nivel molecular cuando se forman las disoluciones). Por lo tanto, la solubilidad de un determinado soluto en un tipo de solvente específico depende de las fuerzas de atracción entre las moléculas que forman al solvente y al soluto. Si las fuerzas de atracción entre las moléculas de soluto y solvente no son suficientemente fuertes o sencillamente no hay fuerzas de atracción, se dice que el soluto es insoluble en aquel solvente. Ej: la sal es soluble en agua, por ende se puede formar una disolución, mientras que el aceite es insoluble en agua, por lo tanto no se puede formar la disolución. Más abajo se explicará cómo determinar si una sustancia es soluble en otra.

El solvente es la sustancia en la que uno o más compuestos químicos se disuelven para formar una solución. El solvente ocupa la mayor porción de la solución. Normalmente, los solventes son líquidos aunque también pueden ser sólidos o gaseosos, por ejemplo el aire es una solución gaseosa en la que el solvente es el nitrógeno (78,08% del aire está compuesto por nitrógeno) y en la que hay disueltos una variedad de gases (Oxígeno, Argón, Dióxido de Carbono, vapor de agua).

El agua puede disolver a una enorme variedad de sustancias, por lo que se la considera un excelente solvente. El agua suele ser definida como el solvente universal porque puede disolver más sustancias que cualquier otro líquido. Es por eso que el agua es tan importante para la vida, ya que al circular en el interior o a través de los cuerpos de seres vivos, lleva disueltas sustancias químicas (nutrientes, minerales, etc) que son indispensables para el funcionamiento de las células que componen a los organismos vivos.

Lo que convierte al agua en un excelente solvente es su composición química. Las moléculas de agua (H2O) presentan polaridad eléctrica, en la que los átomos de Hidrógeno tienen carga eléctrica positiva y el átomo de Oxígeno tiene carga eléctrica negativa. Esto causa la atracción de moléculas de compuestos químicos con polaridad o diferencia de carga eléctrica.


Por ejemplo, en la sal común (Cloruro de Sodio, NaCl), el Sodio (+Na) tiene carga positiva, mientras que el Cloro (-Cl) tiene carga negativa. Esto provoca que la atracción del Oxígeno (O) del agua hacia el Sodio (+Na), y de los átomos de Hidrógeno hacia el Cloro (-Cl) resulte en que las moléculas de agua rodeen al Sodio y al Cloro de la sal, y así se genere la disolución de sal en agua.
Más abajo se explicará con mayor detalle cómo ocurre esto.
 
 

3. Clasificación de las mezclas según el tamaño de las partículas que las componen

Las mezclas pueden clasificarse por el tamaño de las partículas de una sustancia que se disuelve en otra. Esta clasificación también sirve para distinguir a partir de qué punto puede considerarse que una mezcla es una solución:

Suspensiones: cuando las partículas de una sustancia que se mezcla con otra para formar una solución tienen un tamaño superior a 1000 nanómetros (1 nanómetro equivale a una mil millonésima de metro, o una millonésima de milímetro), se obtiene una suspensión. Las suspensiones son mezclas heterogéneas en las que las partículas no son suficientemente pequeñas y no llegan a disolverse. Por atracción de la gravedad, las partículas quedan suspendidas y luego terminan en el fondo del recipiente y se mantienen separadas del medio en el que no pudieron disolverse. También hay casos en los que si la sustancia que intentó disolverse es menos densa que el medio disolvente, ésta forma una capa en la parte superior de la mezcla.

En las suspensiones, cuando se intenta disolver una sustancia en un líquido, al revolverlas con una cuchara pueden dar momentáneamente la apariencia de una mezcla homogénea, pero rápidamente las sustancias que las componen se separan en fases.

Ejemplos de suspensiones son: la mezcla de arena en agua, la mezcla de polvo de cacao en leche.
 
Coloides: cuando las partículas tienen un tamaño de entre 1 nanómetro y 1000 nanómetros, se obtiene un coloide. Los coloides son un punto intermedio entre soluciones y mezclas heterogéneas. Se comportan como mezclas homogéneas, ya que las sustancias que componen a la mezcla no se separan en fases ni forman capas. Las partículas que se intentan disolver no se dirigen hacia el fondo del recipiente, se mantienen suspendidas y dispersas.

A través de un rayo de luz pueden observarse las partículas en suspensión (como es el caso de diminutas partículas de polvo suspendidas en el aire). A pesar de aparentar ser mezclas homogéneas, en realidad son mezclas heterogéneas en las que las partículas disueltas se mantienen suspendidas, pero que debido a su diminuto tamaño son difíciles de distinguir.

Ejemplos de coloides son: la gelatina (el polvo de gelatina se mantiene suspendido en agua, dando como resultado la gelatina), la leche (diminutas partículas de grasa animal que no se disuelven, se encuentran suspendidas y dispersas en una solución líquida de agua con carbohidratos), sangre (mezcla heterogénea de células suspendidas y dispersas en plasma).

Los colides se subclasifican según el tipo de sustancia que se dispersa (fase dispersa) y el medio en el que se dispersa (medio o fase dispersante):

  • Soles: son coloides en los que las partículas de sustancias que se dispersan son sólidas, y los medios en los que se dispersan son líquidos (Ej: pintura, fluidos celulares, sangre).
     
  • Emulsión: un tipo de coloide en el que tanto la sustancia dispersa como el medio dispersante son líquidos (Ej: leche).
     
  • Espuma: un tipo de coloide en el que la sustancia que se dispersa se encuentra en estado gaseoso y el medio dispersante es sólido o líquido (Ej: crema batida, espuma de jabón).
     
  • Aerosol: un tipo de coloide en el que la sustancia que se dispersa es un sólido o líquido y el medio dispersante es gaseoso (Ej: humo, niebla).

 
Soluciones: cuando las partículas de las sustancias que componen a una mezcla tienen un tamaño inferior a 1 nanómetro, obtiene una solución. Cuando las partículas tienen tamaños inferiores a 1 nanómetro, las fuerzas de atracción entre las sustancias de la mezcla supera a la fuerza de atracción gravitatoria.


Las soluciones pueden ser mezclas que ocurren en solventes líquidos, sólidos o gaseosos. Sin embargo, en química así como en los seres vivos (y por ende bioquímica) la mayor parte de las soluciones ocurren en medios líquidos, es decir en solventes líquidos donde hay disueltas partículas de sustancias en estado sólido o gaseoso.

Las soluciones tienen una sola fase, ya que visualmente aparentan ser una sustancia pura, aunque no lo son. Se trata de mezclas de dos o más sustancias que no reaccionan químicamente entre sí. Las partículas de sustancias que forman parte de una solución tienen tamaños de moléculas y átomos, es por eso que no pueden ser detectados a simple vista.
 

4. Cómo medir la concentración de soluto en una disolución

Cuando en una solución la proporción de soluto disuelto es alta respecto al total de la solución, se dice que se tiene una solución concentrada, mientras que si la proporción del soluto es baja respecto al total de la solución, se dice que la solución es diluida.
 
Para conocer el número o cantidad de moléculas de soluto disueltas en una solución, se debe medir su concentración. El concepto de concentración de un tipo de soluto en una solución, se refiere a la cantidad de soluto sobre el total de solvente y solutos de la solución.

Para poder medir la concentración de soluto en una solución hay que saber qué son la masa atómica, la masa molecular y los moles.

Debido a que las moléculas y los átomos que las componen son extremadamente pequeños y difíciles de pesar, fue necesario idear métodos alternativos para medir la masa individual de cada átomo y cada molécula.

Los átomos están compuestos por diminutas partículas llamadas protones y neutrones en su núcleo atómico, y electrones que orbitan alrededor del núcleo. Cada tipo de átomo (a los tipos de átomos se los denomina elementos) tiene un número distinto de protones. De hecho, los distintos elementos se catalogan u ordenan por su cantidad de protones en una tabla llamada tabla periódica. Cada átomo de Hidrógeno tiene un protón, cada átomo de Helio tiene dos protones, los de Litio tres, etc. A la cantidad de protones que tiene cada elemento se lo conoce como número atómico. Además existe un indicador llamado número de masa, que indica la cantidad de neutrones y protones que tiene el núcleo de cada elemento. Por ejemplo, el tipo de carbono que más abunda en la tierra es el de número de masa 12, ya que su núcleo está compuesto por 6 protones (6 es el número atómico del carbono) y 6 neutrones.

La masa atómica indica la masa de un átomo de un determinado tipo de elemento. Para medir la masa atómica de cualquier tipo de elemento químico, los científicos idearon arbitrariamente utilizar como patrón de referencia al elemento carbono (cuyo número de masa es 12) descubriendo que en 12 gramos de carbono hay 6.022 × 1023 átomos de carbono, es decir, ¡algo más de 602.000 trillones de átomos!
Tomando como referencia la doceava parte (1/12) de la masa atómica del carbono, se encontró que en 1 gramo de hidrógeno hay 6.022 × 1023 átomos de hidrógeno, en 4 gramos de helio hay  6.022 × 1023 átomos de helio, en 16 gramos de oxígeno hay 6.022 × 1023 átomos de oxígeno. Por lo tanto, la masa atómica es la cantidad de gramos de un determinado elemento en la que hay 6.022 × 1023 átomos de ese tipo de elemento. El valor de la masa atómica de cada elemento es casi igual al valor de su número de masa (la cantidad de protones y neutrones que tiene en su núcleo), en algunos elementos pueden diferir apenas por décimas, centésimas o incluso milésimas. Entonces, la unidad de masa atómica fue establecida arbitrariamente como la doceava parte (1/12) de la masa atómica del carbono.

Por su parte, la masa molecular de un determinado tipo de molécula, equivale a la suma de las masas atómicas de los elementos que componen a dicho tipo de molécula. Por ejemplo, cada molécula de agua está compuesta por dos átomos de hidrógeno (H) y uno de oxígeno (O) por lo que el agua se simboliza H2O, y como la masa atómica del hidrógeno es 1 y la de oxígeno es 16, la masa molecular del agua es 18. Por lo tanto, en 18 gramos de agua hay 6.022 × 1023 moléculas de agua. Otro ejemplo es el de la sal de cocina (NaCl), cuyas moléculas están compuestas por un átomo de sodio (Na) y uno de Cloro (Cl). La masa atómica del sodio es 22,9897 y la del cloro es 35,4527, por lo tanto en 58,4424 gramos de sal (22,9897 + 35,4527) hay 6.022 × 1023 moléculas de sal.

A este número de átomos o moléculas (6,022 x 1023) que se necesitan para obtener la masa atómica en gramos de un átomo o la masa molecular en gramos de una molécula, se lo denomina mol. El mol es la unidad de medida que permite conocer la cantidad que se tiene de una determinada sustancia, y sirve para medir grandes cantidades de entidades extremadamente pequeñas como los átomos y moléculas. Así, 1 mol de agua equivale a 18 gramos y 1 mol de sal de cocina equivale a 58,4424 gramos.
Gracias a los moles se puede saber cuántos átomos o moléculas hay en una determinada muestra. Por ejemplo, en 180 gramos de agua hay 10 moles de agua y por lo tanto 6.022 × 1024 moléculas de agua (¡esto es más de 6 cuatrillones de moléculas!). El cálculo para averiguar la cantidad de moléculas en 180 gramos de agua es el siguiente:

 

(180 gramos de agua) / (18 gramos por cada mol de agua) = 10 moles de agua

(10 moles de agua) x (6.022 × 1023 moléculas por mol de agua) = 6.022 × 1024 moléculas de agua

 
En la tabla periódica de elementos químicos figura la masa atómica de cada elemento.

Ahora que se ha explicado qué son los moles, se puede proseguir con la explicación de cómo medir la concentración de solutos en una solución. Hay varias formas de expresar la concentración de solutos disueltos en una solución.

Porcentaje de masa del soluto sobre la masa total de la solución:

Por ejemplo, si una solución contiene una 100 gramos de agua y 25 gramos de azúcar disuelta, esto significa que la concentración de azúcar en la solución es 20%, ya que el 80% del total de la solución está ocupado por moléculas de agua, mientras que el 20% del total de la solución está ocupado por moléculas de azúcar. El cálculo para obtener la concentración porcentual de soluto en la solución es la siguiente:


[(25 gramos de azúcar) / (100 gramos de agua + 25 gramos de azúcar)] x 100 = 20% de concentración porcentual de azúcar

 
Molaridad:


Esta es la forma más utilizada para medir la concentración de soluto en una solución cuando se necesita conocer la presión osmótica que se desarrolla en una solución durante el proceso de ósmosis. La molaridad indica la cantidad de moles de soluto disuelto por litro de solución. La molaridad se simboliza con la letra M. Por ejemplo, si se disuelven 0,250 moles de sal de cocina (NaCl) en una solución de 0,200 litros la molaridad es la siguiente:

M = 0,250 moles de NaCl / 0,200 L de solución = 1,25 mol/L de solución

Molalidad:

Otra forma de medir la concentración de soluto en una solución para averiguar la magnitud de su presión osmótica es la molalidad, en la cual se indica la cantidad de moles de soluto disuelto por kilogramo de solvente. La molalidad se simboliza con la letra m. Por ejemplo, si se disuelven 0,250 moles de glucosa en 0,100 kg de agua, la molalidad es la siguiente:

m = 0,250 moles de glucosa / 0,100 kg de solución = 2,5 mol/kg de agua


 

Fuentes de información:


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