SOLUCIONS QUÍMIQUES: TIPUS, PREPARACIÓ I EXEMPLES - QUIMICA - 2026

Les solucions químiques són les que es coneixen com a mescles homogènies en la química. Són barreges estables de dues o més substàncies en què una substància (anomenada solut) es dissol en una altra (anomenada solvent). Les solucions adopten la fase d'el solvent en la barreja i poden existir en fase sòlida, líquida i gasosa.

En la naturalesa existeixen dos tipus de mescles: les mescles heterogènies i les barreges homogènies. Les mescles heterogènies són aquelles en què no hi ha uniformitat en la seva composició, i les proporcions dels seus components varien a través de mostres d'elles.

En canvi, les mescles homogènies (solucions químiques) són mescles de sòlids, líquids o gasos -a més de possibles unions entre components que es troben en diferents fases- que tenen els seus components dividits en proporcions iguals a través del seu contingut.

Els sistemes de mescles tendeixen a buscar l'homogeneïtat, com per exemple quan un colorant és afegit a l'aigua. Aquesta barreja comença sent heterogènia, però el temps farà que el primer compost es difongui a través del líquid, fent que aquest sistema es converteixi en una barreja homogènia.

Les solucions i els seus components s'observen en situacions del dia a dia ia nivells que varien des de l'industrial fins al de laboratori. Són objectes d'estudi per les característiques que presenten i per les forces i atraccions que ocorren entre aquestes.

tipus

Hi ha diverses maneres de classificar les solucions, per les seves múltiples característiques i les seves possibles estats físics; és per això que s'ha de saber en què es basen les diferències entre els tipus de solucions abans de separar-les en categories.

Una de les formes de separar els tipus de solució és pel nivell de concentració que posseeix la mateixa, també anomenat la saturació de la solució.

Les solucions tenen una qualitat anomenada solubilitat, la qual és la quantitat màxima de solut que pot ser dissolt en una quantitat donada d'solvent.

Hi ha una classificació de les solucions per la concentració, que les divideix en dissolucions empíriques i en dissolucions valorades.

dissolucions empíriques

Aquesta classificació, en la qual les dissolucions també són cridades dissolucions qualitatives, no té en compte la quantitat específica de solut i solvents dins de la dissolució sinó la seva proporció. Per això, se separen les dissolucions en diluïdes, concentrades, insaturats, saturats i sobresaturades.

- Les solucions diluïdes són aquelles en què la quantitat de solut dins de la barreja es troba a un nivell mínim en comparació amb el volum total de la mateixa.

- Les solucions insaturats són aquelles que no arriben a la quantitat màxima possible de solut per a la temperatura i pressió a què es troben.

- Les solucions concentrades tenen quantitats considerables de solut per al volum que s'ha format.

- Les solucions saturades són aquelles que posseeixen la major quantitat possible de solut per a una temperatura i pressió donades; en aquestes dissolucions, el solut i el solvent presenten un estat d'equilibri.

- Les solucions sobresaturades són solucions saturades que s'han escalfat per augmentar la solubilitat i dissoldre més solut; es genera llavors una solució «estable» amb excés de solut. Aquesta estabilitat només es dóna fins que la temperatura torna a baixar o la pressió canviï dràsticament, situació en la que precipitarà el solut en excés.

dissolucions valorades

Les dissolucions valorades són aquelles en les que sí que es mesuren les quantitats numèriques de soluts i solvent, observant les dissolucions valorades percentuals, molars, molales i normals, cadascuna amb la seva sèrie d'unitats de mesura.

- Els valors percentuals parlen de la proporció en percentatge de grams o mil·lilitres de solut en cent grams o mil·lilitres de solució total.

- Les concentracions molars (o molaritat) expressen el nombre de mols de solut per cada litre de solució.

- La molalitat, poc usada en la química moderna, és la unitat que expressa la quantitat de mols d'un solut entre la massa total de solvent en quilograms.

- La normalitat és la mesura que expressa el nombre d'equivalents de solut entre el volum total de dissolució en litres, on els equivalents poden representar els ions H ⁺ per àcids o OH ^- per a bases.

Segons el seu estat d'agregació

Les solucions també poden classificar-se per l'estat en què es troben, i això dependrà principalment de la fase en què es trobi el solvent (el component present en major quantitat dins de la barreja).

- Les solucions gasoses són rares en la naturalesa, classificades en la literatura com barreges de gasos més que com dissolucions; es donen en condicions específiques i amb poca interacció entre les seves molècules, com succeeix en el cas de l'aire.

- Els líquids tenen un ampli espectre en el món de les solucions i representen la major part d'aquestes mescles homogènies. Els líquids poden dissoldre gasos, sòlids i altres líquids amb facilitat, i es troben en tot tipus de situació quotidiana, en forma natural i sintètica.

També hi ha barreges líquides que solen ser confoses amb solucions, com ho són les emulsions, col·loides i suspensions, les quals són més heterogènies que homogènies.

- Els gasos en líquid s'observen principalment en situacions com l'oxigen en aigua i el diòxid de carboni en begudes carbonatades.

- Les dissolucions líquid-líquid es poden presentar com a components de caràcter polar que es dissolen lliurement en aigua (com l'etanol, àcid acètic i acetona), o quan un fluid no polar es dissol en un altre de característiques semblants.

- Finalment, els sòlids tenen àmplia gamma de solubilitat en els líquids, com les sals en aigua i ceres en hidrocarburs, entre d'altres. Les dissolucions sòlides es formen a partir d'un solvent en fase sòlida, i poden observar-se com a mitjans per dissoldre gasos, líquids i altres sòlids.

Els gasos poden ser emmagatzemats dins dels sòlids, com l'hidrogen en l'hidrur de magnesi; els líquids en sòlids es poden trobar com aigua dins de sucre (un sòlid humit) o ​​com mercuri en l'or (una amalgama); i les dissolucions sòlid-sòlid es representen com aliatges i sòlids compostos, com els polímers amb additius.

preparació

El primer que s'ha de conèixer quan es vagi a dur a terme la preparació d'una solució és el tipus de dissolució que es va a formular; és a dir, s'ha de saber si es va a realitzar una dilució o preparar una solució a partir de la barreja de dues o més substàncies.

Una altra cosa que s'ha de saber és quins són els valors coneguts de concentració i volum o massa, depenent de l'estat d'agregació de l'solut.

Per preparar solucions estàndards

Abans de començar qualsevol preparació s'ha d'assegurar que els instruments de mesura (balança, cilindres, pipetes, buretes, entre d'altres) estiguin calibrats.

A continuació, es comença a mesurar la quantitat de solut en massa o volum, tenint molt de compte de no vessar o malgastar qualsevol quantitat, ja que això afectaria la concentració final de la dissolució. Aquesta s'ha d'introduir en el matràs que es va a utilitzar, preparant ara per a la següent etapa.

Posteriorment s'afegeix a aquest solut el solvent a utilitzar, assegurant-se que el contingut de l'matràs abast la mesura d'aforament de la mateixa.

Aquest matràs és tapat i agitat, assegurant-invertir-per garantir un barrejat i una dissolució efectiva. D'aquesta manera s'obté la solució, que pot ser utilitzada en propers experiments.

Per preparar una dilució de concentració coneguda

Per diluir una solució i disminuir la seva concentració, s'afegeix més solvent en un procés anomenat dilució.

A través de l'equació M ₁ V ₁ = M ₂ V ₂, on M simbolitza la concentració molar i V el volum total (abans i després de la dilució), es pot calcular la nova concentració després diluir una concentració, o el volum requerit per aconseguir la concentració desitjada.

A l'preparar dilucions sempre es porta la solució mare a un nou matràs de major mida i s'afegeix solvent a aquest, assegurant-se arribar a la línia d'aforament per garantir el volum desitjat.

Si el procés és exotèrmic i, per tant, presenta riscos de seguretat, és millor revertir el procés i afegir la solució concentrada a l'solvent per evitar esquitxades.

exemples

Com es va esmentar anteriorment, les dissolucions vénen en diferents estats d'agregació, depenent de l'estat en el qual es troba el seu solut i la seva solvent. A continuació s'esmenten exemples d'aquestes mescles:

- Hexà en cera de parafina és un exemple d'una solució líquid-sòlid.

- Hidrogen en el pal·ladi és una solució gas-sòlid.

- Etanol en aigua és una solució líquid-líquid.

- Sal comuna en aigua és una solució de sòlid-líquid.

- L'acer, compost per àtoms de carboni en una matriu cristal·lina d'àtoms de ferro, és un exemple d'una solució sòlid-sòlid.

- Aigua carbonada és una solució gas-líquid.

referències

1. Wikipedia. (Sf). Solution. Obtingut de en.wikipedia.org
2. TutorVista. (Sf). Types of Solutions. Obtingut de chemistry.tutorvista.com
3. cK-12. (Sf). Liquid-Liquid Solution. Obtingut de ck12.org
4. Facultat, U. (sf). Solution Preparation. Obtingut de faculty.sites.uci.edu
5. LibreTexts. (Sf). Preparing Solutions. Obtingut de chem.libretexts.org