Les solucions químiques: conceptes, concentració i propietats

Introducció a les solucions químiques

Les solucions són mescles homogènies de dues o més substàncies. Es componen de:

• Dissolvent: component en la proporció més gran.
• Solut: component en menor proporció.

Segons la quantitat de solut, les solucions poden ser:

• Diluïda: conté poc solut.
• Concentrada: conté molt solut.
• Saturada: el dissolvent ja no admet més solut.

La solvatació és el procés en una dissolució on es trenquen els enllaços que mantenen unides les partícules de solut i es formen nous enllaços entre les partícules del solut i el dissolvent. La densitat es defineix com la relació que hi ha entre la massa i el volum.

Mesures de concentració en les dissolucions

La concentració en massa és la relació entre la massa del solut i el volum de la dissolució:

Concentració = massa solut / volum dissolució

Concentració molar i molal

La concentració molar (Molaritat): es defineix mitjançant la fórmula M = n / V, on n és la quantitat de substància del solut (mols) i V és el volum de la solució (litres). Per calcular els mols, s'utilitza la relació: grams · (1 mol / suma dels grams del component) = mols.

La concentració molal (Molalitat): es defineix com m = n / m dissolvent (kg). En una mescla, s'anomena fracció molar d'un component a la relació que hi ha entre el nombre de mols del component i el nombre total de mols de la mescla.

Solubilitat i factors que la influeixen

La solubilitat és la concentració de la seva solució saturada. El seu comportament varia segons l'estat de la matèria:

• Sòlids: en augmentar la temperatura, augmenta la solubilitat.
• Gasos: si la temperatura augmenta, disminueix la solubilitat; a major pressió, major solubilitat.

Propietats col·ligatives de les dissolucions

Les propietats col·ligatives són aquelles en què el valor només depèn de la concentració del solut dissolt i no de la seva naturalesa química.

• Pressió de vapor: és la pressió que exerceixen les molècules gasoses en equilibri amb el líquid. Es calcula com ΔP = P₀ - P = P₀ · Xs.
• Ebulloscòpia: és l'augment del punt d'ebullició que experimenta el líquid quan es dissol una substància no volàtil.
• Crioscòpia: és el descens del punt de congelació que experimenta un líquid quan es dissol una substància no volàtil.
• Osmosi: es produeix quan separem dues dissolucions per mitjà d'una membrana semipermeable.
• Pressió osmòtica: és la pressió que hauríem de fer perquè no es produís l'osmosi.

La fórmula de la pressió osmòtica és: π = (n · R · T) / V.

Classificació de les dispersions i mescles

• Dispersió: mescla en la qual podem distingir els components.
• Dissolució: mescla on no es poden veure els components a simple vista.
• Suspensions: el component minoritari és un sòlid insoluble i el majoritari és un líquid; acostuma a formar sediments.
• Col·loïdals: el component minoritari és un sòlid amb partícules molt petites que estan en suspensió.