Pregrado
  1. Química general  1.1. Introducción a la Química  1.2. Estructura atómica  1.2.1. Partículas subatómicas  1.2.2. Modelo Atómico  1.2.3. Números cuánticos  1.2.4. Configuración Electrónica  1.2.5. Tendencias periódicas  1.2.6. Isotopes and their applications  1.3. Enlace químico  1.3.1. Enlace iónico  1.3.2. Enlaces covalentes  1.3.3. Enlace Metálico  1.3.4. Hibridación  1.3.5. Geometría molecular y teoría VSEPR  1.3.6. Polaridad del enlace y momento dipolar  1.4. Estequiometría  1.4.1. Concepto de mol  1.4.2. Fórmula empírica y molecular  1.4.3. Reactante limitante y reactante en exceso  1.4.4. Porcentaje de Rendimiento y Pureza  1.4.5. Cálculo de dilución  1.5. Estados de la materia  1.5.1. Leyes de los Gases  1.5.2. Materia y Fuerzas Intermoleculares  1.5.3. Estructuras Sólidas y Cristalinas  1.5.4. Diagrama de fases  1.5.5. Plasma y fluido supercrítico  1.6. Reacciones químicas  1.6.1. Tipos de Reacciones Químicas  1.6.2. Balanceo de ecuaciones químicas  1.6.3. Reacciones termoquímicas  1.6.4. Perfiles de energía de reacción  1.7. Soluciones y mezclas  1.7.1. Unidades de concentración  1.7.2. Propiedades del síndrome  1.7.3. Solubilidad y Reglas de Solubilidad  1.7.4. La ley de Henry y la ley de Raoult  1.7.5. Coeficiente de partición  1.8. Equilibrio químico  1.8.1. La ley de acción de masas  1.8.2. El principio de Le Chatelier  1.8.3. Cociente de reacción  1.8.4. Para usar esta calculadora en línea para la constante de equilibrio, ingrese la constante de equilibrio (Eq.) y presione el botón de calcular. Aquí es cómo se puede explicar el cálculo de la constante de equilibrio con los valores de entrada dados -> 0.05 = 0.05/0.  1.8.5. Equilibrio ácido-base  1.9. Ácidos y bases  1.9.1. Definiciones de Arrhenius, Brønsted–Lowry y Lewis  1.9.2. pH y pOH  1.9.3. Titulación ácido-base  1.9.4. Solución Buffer  1.9.5. Indicador ácido-base  1.9.6. Polyprotic Acids and Bases  1.10. Electroquímica  1.10.1. reacciones redox  1.10.2. Celdas Galvánicas y Electrolíticas  1.10.3. Ecuación de Nernst  1.10.4. Electrólisis  1.10.5. Leyes de Faraday de la electrólisis  1.11. Termodinámica  1.11.1. Leyes de la Termodinámica  1.11.2. Entalpía, entropía y energía libre de Gibbs  1.11.3. Espontaneidad de las reacciones  1.11.4. Ciclos termodinámicos (Ley de Hess, ciclo de Carnot)  1.12. Cinética  1.12.1. La ley de velocidad y el orden de reacción  1.12.2. Energía de Activación y Catalizador  1.12.3. Teoría de colisiones  1.12.4. Mecanismo de reacción  1.12.5. Teoría del estado de transición
  2. Química orgánica  2.1. Estructura y relaciones  2.1.1. Hibridación en Compuestos de Carbono  2.1.2. Resonancia y aromatización  2.1.3. Orbitales moleculares  2.1.4. Efectos inductivo y mesomérico  2.2. Hidrocarburos  2.2.1. Hidrocarburos  2.2.2. Alqueno  2.2.3. Alquinos  2.2.4. Compuestos aromáticos  2.2.5. Cicloalcanos y Conformación  2.3. Grupo Funcional  2.3.1. Alcoholes y fenoles  2.3.2. Éteres y epóxidos  2.3.3. Aldehídos y cetonas  2.3.4. Ácidos carboxílicos y derivados  2.3.5. Aminas  2.3.6. Ésteres y amidas  2.3.7. Tioles y sulfuros  2.4. Estereoscópico  2.4.1. Isomería en Estereoquímica  2.4.2. Quiralidad y actividad óptica  2.4.3. Análisis estructural  2.4.4. Diastereómeros y Enantiómeros  2.5.1. Reacciones de sustitución  2.5.2. Reacciones de eliminación  2.5.3. Reacciones de adición  2.5.4. Reacciones radicales  2.5.5. Reacciones de reordenamiento  2.5.6. Reacciones Pericíclicas  2.6. Espectroscopía y análisis estructural  2.6.1. Espectroscopía Infrarroja  2.6.2. Espectroscopía por resonancia magnética nuclear  2.6.3. Espectrometría de masas  2.6.4. Espectroscopia UV-visible  2.6.5. Cristalografía de rayos X  2.7. Química de polímeros  2.7.1. Polímeros de Adición y Condensación  2.7.2. Mecanismo de polimerización  2.7.3. Polímero biodegradable  2.7.4. Polímeros conductores e inteligentes
  3. Química inorgánica  3.1. Química de coordinación  3.1.1. Ligandos y compuestos de coordinación  3.1.2. Teoría del campo cristalino  3.1.3. Teoría de Orbitales Moleculares en Compuestos de Coordinación  3.1.4. Distorsión de Jahn–Taylor  3.2. Química del grupo principal  3.2.1. Metales alcalinos y alcalinotérreos  3.2.2. Halógenos y Gases Nobles  3.2.3. Los metales de transición y sus complejos  3.2.4. Lantánidos y Actínidos  3.3. Solid state chemistry  3.3.1. Redes cristalinas y celdas unitarias  3.3.2. Defectos en sólidos  3.3.3. Propiedades eléctricas y magnéticas  3.3.4. Superconductividad  3.4. Química bioinorgánica  3.4.1. Iones metálicos en biología  3.4.2. Reacciones enzimáticas con metales  3.4.3. Intoxicación por metales y desintoxicación  3.4.4. Metaloproteínas y Metaloenzimas
  4. Química física  4.1. Química Cuántica  4.1.1. Dualidad onda-partícula  4.1.2. Ecuación de Schrödinger  4.1.3. Números Cuánticos y Orbitales  4.1.4. Espectroscopía atómica y molecular  4.2. Mecánica estadística  4.2.1. Distribución de Maxwell–Boltzmann  4.2.2. Funciones de partición  4.2.3. Estadísticas de Bose-Einstein y Fermi-Dirac  4.3. Termodinámica química  4.3.1. Energía Libre de Gibbs  4.3.2. Transición de fase  4.3.3. Eficiencia termodinámica  4.4. Química de superficies  4.4.1. Absorción y Catálisis  4.4.2. Coloides y Emulsiones
  5. Química Analítica  5.1. Métodos clásicos  5.1.1. Análisis Gravimétrico  5.1.2. titrímetro  5.2. Métodos instrumentales  5.2.1. Cromatografía  5.2.2. Espectroscopía  5.2.3. Métodos electroanalíticos  5.2.4. Difracción de rayos X
  6. Química Industrial  6.1. Petroquímica  6.2. Principios de ingeniería química  6.3. Química Verde  6.4. Farmacéuticos y Síntesis de Medicamentos
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Soluciones y mezclas


En química, los términos "solución" y "mezcla" se refieren a combinaciones de sustancias y sus interacciones. Estos conceptos son esenciales para comprender cómo interactúan, se combinan y aportan propiedades específicas a su estado y forma de materia. Exploraremos estos conceptos en detalle, con el objetivo de crear una base sólida para comprender los principios subyacentes de la química.

¿Qué es una mezcla?

Una mezcla es una combinación de dos o más sustancias en las cuales cada sustancia mantiene su identidad y propiedades químicas. Las mezclas se pueden clasificar en dos tipos: homogéneas y heterogéneas.

Mezcla homogénea

Las mezclas homogéneas son uniformes en composición. Esto significa que los componentes que forman la mezcla están distribuidos uniformemente a lo largo de la mezcla. Un ejemplo común de esto es el agua salada, donde la sal (cloruro de sodio) está distribuida uniformemente en el agua.

Ejemplo: Solución de sal (NaCl) en agua.
NaCl + H2O → Na+ + Cl- + H2O

Otro ejemplo es el aire que respiramos, que es una mezcla homogénea de nitrógeno, oxígeno y pequeñas cantidades de otros gases.

Aire: N2, O2,
trazas de Ar, CO2, otros

Mezclas heterogéneas

En contraste, las mezclas heterogéneas no tienen una composición uniforme, lo que significa que diferentes muestras tomadas de la misma mezcla pueden no tener exactamente la misma composición. Ejemplos comunes incluyen ensaladas, una mezcla de arena y azúcar, y rocas que contienen diferentes minerales.

Ejemplo: Arena y limaduras de hierro.
Los componentes permanecen separados y pueden separarse por medios físicos como imanes.
Arena Hierro

¿Qué es la solución?

Una solución es un tipo de mezcla homogénea compuesta de dos o más sustancias. En una solución, el soluto se disuelve en el solvente, formando una sola fase que tiene una apariencia y composición uniformes a lo largo de la sustancia.

Muchas soluciones son líquidas, pero también pueden ser gases o sólidos. Las soluciones líquidas más familiares incluyen agua salada y agua azucarada. Las soluciones gaseosas incluyen el aire que respiramos, y las soluciones sólidas incluyen aleaciones como el acero, que es una mezcla de hierro y carbono.

Componentes de la solución

  • Disolvente: El componente de una solución que disuelve al soluto. El disolvente suele estar presente en exceso.
  • Soluto: Una sustancia que se disuelve en un disolvente. Suele estar presente en cantidades menores que el disolvente.
Disolvente (agua) Soluto

Tipos de soluciones

Dependiendo de la naturaleza del soluto y el disolvente, se pueden formar diferentes tipos de soluciones, que se clasifican según su estado físico.

Soluciones gaseosas

Cuando los gases se combinan para formar soluciones, la característica principal es que lo hacen de manera uniforme. El aire es el mejor ejemplo de esto, donde los gases mantienen una disposición uniformemente distribuida.

Solución líquida

Al tratar con soluciones líquidas, el disolvente y el soluto pueden ser líquidos, pero también pueden ser sólidos o gases disueltos en un líquido. El agua salada es un ejemplo primario de un sólido disuelto en un líquido, mientras que las bebidas carbonatadas son ejemplos de un gas (dióxido de carbono en agua) en una solución líquida.

Solución sólida

Las soluciones sólidas, como las aleaciones, son mezclas de dos o más elementos, donde uno o más de los elementos se contiene dentro de un anfitrión metálico, como el cobre en la plata. Estas aleaciones exhiben propiedades tales como mayor resistencia y resistencia a la corrosión en comparación con sus elementos constituyentes.

Propiedades de la solución

Existen varios tipos de características de las soluciones:

Concentración

La concentración de una solución se refiere a la cantidad de soluto presente en una cantidad dada de disolvente o solución. Puede expresarse de diferentes maneras, tales como:

  • Molaridad (M): Moles de soluto por litro de solución.
  • Porcentaje (%): El porcentaje de peso o volumen de un soluto en una solución.
  • Molalidad (m): Moles de soluto por kilogramo de disolvente.
Molaridad (M) = (moles de soluto) / (litros de solución)
Porcentaje (%) = (Masa de soluto / Masa total de la solución) x 100
Molalidad (m) = (moles de soluto) / (kilogramos de disolvente)

Solubilidad

La solubilidad es la capacidad de una sustancia (soluto) para disolverse en un disolvente a una temperatura y presión dadas para formar una solución homogénea. La solubilidad varía con la temperatura y presión y determina cuánto soluto puede disolverse en un disolvente para formar una solución saturada en condiciones dadas.

Propiedades coligativas

Las propiedades coligativas dependen del número de partículas de soluto en la solución y no de la identidad del soluto. Estas propiedades incluyen el aumento del punto de ebullición, la disminución del punto de congelación, la disminución de la presión de vapor y la presión osmótica.

Aumento del punto de ebullición: ΔT = iKb m
Descenso del punto de congelación: ΔT = iKf m
Disminución de la presión de vapor: ΔP = iP0 Xsoluto
Presión osmótica: Π = iMRT

Separación de mezclas y soluciones

Aunque las mezclas contienen muchos componentes, a menudo se pueden separar en sus sustancias individuales. Esta separación se puede lograr a través de una variedad de procesos físicos.

Filtración

La filtración separa sólidos de líquidos en una mezcla heterogénea utilizando una barrera porosa. Es útil para separar mezclas como arena y agua.

Destilación

La destilación separa sustancias basándose en la diferencia en sus puntos de ebullición. Es ideal para separar soluciones de sustancias con puntos de ebullición significativamente diferentes, como alcohol y agua.

Cristalización

La cristalización separa la solución formando cristales sólidos del soluto. Se utiliza cuando la solubilidad del soluto es menor a bajas temperaturas que a altas temperaturas.

Cromatografía

La cromatografía separa los componentes de una mezcla en función de su movimiento a través de la fase estacionaria. Se utiliza para separar diferentes sustancias en una solución líquida.

Diferencia entre solución y mezcla

Es importante entender soluciones frente a mezclas en química para explicar cómo las sustancias interactúan:

  • Homogeneidad: Las soluciones son siempre homogéneas, mientras que las mezclas pueden ser tanto homogéneas como heterogéneas.
  • Tamaño de partícula: Las partículas en una solución están a nivel atómico (como iones y moléculas), mientras que las mezclas pueden contener partículas más grandes.
  • Separación: Los solutos en las soluciones están disueltos a nivel molecular, lo que hace que la separación de componentes sea más compleja que en las mezclas.

Aplicaciones en la vida cotidiana

Los conceptos de solución y mezcla tienen aplicaciones prácticas en la vida cotidiana:

Alimentos y cocina

En la cocina, se requiere mezclar y revolver para hacer sopas, salsas o bebidas. Por ejemplo, el azúcar disuelto en té forma una solución, mientras que una ensalada es solo una mezcla de vegetales.

Medicamentos

Muchos medicamentos son soluciones o suspensiones. La concentración correcta de soluto en una formulación de medicamento asegura que el medicamento sea efectivo y seguro para el consumo.

Ejemplo: El jarabe para la tos a menudo es una solución de compuestos medicinales disueltos en jarabe de azúcar.

Ciencias ambientales

Los científicos ambientales a menudo estudian soluciones y mezclas para comprender la contaminación, el tratamiento del agua y la ciencia atmosférica, como cuando evalúan la composición de aire o cuerpos de agua contaminados.

Aplicaciones industriales

En la industria, las soluciones se usan extensivamente para mezclar productos químicos durante procesos de producción como el electrochapado y la fabricación de pinturas, donde los solutos se disuelven en disolventes para formar un producto consistente.

Ejemplo: El electrochapado involucra depositar metal en una superficie usando una solución que contiene iones metálicos.

En conclusión

Entender las soluciones y mezclas es fundamental para el estudio de la química. Estos estados mixtos de la materia definen cómo interactúan, se forman y se separan las sustancias bajo varias condiciones. Desde actividades cotidianas en la cocina hasta investigaciones científicas avanzadas, reconocer las propiedades y comportamientos de las soluciones y mezclas nos equipa con el conocimiento para manipular e innovar en una amplia variedad de campos. Es un aspecto indispensable de la química que proporciona conocimientos esenciales sobre la estructura y transformación de la materia, conectándonos con los procesos que gobiernan nuestro mundo físico.


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Soluciones y mezclas

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