Especificaciones de Soluciones Químicas, Sustancias y Mezclas

Introducción

El corriente ensayo de soluciones químicas tiene por meta aportar con nuestros conocimientos en la química, es decir conocer la gran importancia de soluciones, desde la vida cotidiana hasta el ámbito de la medicina.

Las soluciones químicas es un tema relevante ya que las encontramos en todo lugar como por ejemplo en la industria, en la química, en la medicina, en el ambiente y a nuestro alrededor (el agua de mar es una gran solución salina), por tal razón a continuación se explican más a fondo detalles y conceptos sobre las diferentes soluciones químicas. Para saber lo que es una solución es importante primeramente saber que es una sustancia y una mezcla.

Una sustancia es una forma de la materia que tiene una composición definida, es decir,constante. Por otro lado, una mezcla es la unión de dos o más sustancias puras, y se pueden dividir en dos, mezclas homogéneas y mezclas heterogéneas. En las homogéneas las moléculas y partículas que componen cada una de las sustancias por las que está compuesta no pueden ser diferenciadas a simple vista; por otro lado están las heterogéneas en las cuales las sustancias que la componen si pueden ser diferenciadas y un claro ejemplo de esto es al mezclar agua y virutas de madera.

Los coloides son mezclas que parecen disoluciones y tienen partículas extremadamente pequeñas, pueden ser naturales como el plasma o también artificiales como la gelatina o los almidones.Por otro lado las soluciones cristaloides son aquellas que están compuestas de agua, electrolitos y glucosa, además son capaces de aportar energía y entrar en todos los compartimentos hídricos corporales.

Las soluciones son una mezcla conformada por el soluto y el solvente cada uno en diferentes proporciones. La concentración de una disolución puede expresarse de muchas formas, dentro de las físicas tenemos:

• Tanto por ciento peso/peso (%p/p)
• %soluto (p/p) =(gramos de soluto)/(gramos de disolución )×100%
• Tanto por ciento peso/volumen (%p/v)
• %soluto (p/v) =(gramos de soluto)/(mililitros de disolución )×100%
• Tanto por ciento volumen/volumen (% v/v)
• %soluto (v/v) =(mililitros de soluto)/(mililitros de disolución )×100%
• PARTES POR MILLÓN (ppm): Es una unidad de concentración empleada para soluciones muy diluidas.
• ppm de soluto= (masa en gramos del soluto en la solución)/(masa total en gramos de la solución)×100%

Al hablar del agua nos referimos a una sustancia vital la cual está conformada por dos moléculas de hidrógeno y una de oxígenos, entre muchas otras de sus características también podemos decir que tiene puntos de ebullición y fusión muy altos, la podemos encontrar en estado sólido, líquido y gaseoso. Los océanos son el lugar en donde más abunda el agua conteniendo un 95% del total.

Propiedades del agua

• Densidad: Es la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo
• Polaridad: Las moléculas de agua se atraen formando puentes de hidrógeno.
• Disolvente: El saber si una sustancia es soluble o no en el agua depende de la polaridad.
• Termorreguladora: El agua se calienta y se enfría más lentamente que la tierra
• Conductora de electricidad: Si la concentración de iones en el agua aumenta, también aumenta la electronegatividad.
• Conexión y adhesión: Fuerza de atracción de las moléculas
• Tensión superficial: La superficie de un líquido es difícil de atravesar cuando la fuerza de atracción entre moléculas de la sustancia es mayor.

Las soluciones se pueden clasificar según su estado físico, estado de saturación y naturaleza física del estado.

Al hablar de soluciones iónicas nos referimos a aquellas que el soluto se descompone en sus iones al entrar en contacto con el solvente.

Teorías de ácidos y bases

Teoría de Arrhenius: Definió a los ácidos como sustancias químicas las cuales tenían hidrógeno y al disolverlas en agua daba como resultado una concentración de protones.

Teoría de Brönsted-Lowry: Definieron al ácido como la sustancia que puede dar uno o más protones a otra molécula; por otro lado las bases son sustancias que pueden aceptar uno o más protones de otra molécula.

Teoría de Lewis: Nos dice que el ácido es una sustancia que al poseer un orbital vacío este puede aceptar un par de electrones y la base tiene un átomo con la capacidad de dar un par solitario de electrones.

Constante de ácidos y bases: el producto de la constante de acidez de un ácido y de la constante de basicidad de su base conjugada, es igual al producto iónico del agua.

Producto iónico del agua: El agua disocia iones como consecuencia de su doble polaridad, a pesar de no ser un compuesto iónico.

PH: Todos los organismos vivos funcionan a un ph específico , este es básicamente potencial de hidrógeno.

pH = -log [H+]

POH: es igual a menos logaritmo de la concentración de iones hidroxilo presentes en una disolución.

pH = – log [OH- ]

Soluciones amortiguadoras: Estas soluciones son fundamentales para mantener una estabilidad en la concentración de iones hidrógeno en ciertos organismos,al agregar un ácido estas no presentan ninguna alteración en el ph.

Desarrollo

A partir del concepto de lo que es una sustancia van desembocando distintas dudas y a partir de ello más y más conceptos y temas mucho más complejos, algunos incluso contienen ciertos cálculos fundamentales para comprender el tema.

Al desarrollar de una forma más amplia el tema podemos agregar que una mezcla al ser la unión de dos sustancias es posible también que estas sean separadas a partir de ciertos procesos especiales como por ejemplo el tamizado, filtrado y cromatografía. Los coloides son derivados de las mezclas heterogéneas y estos en un principio fueron investigados con el fin de reeplazar a la sangre en un caso de emergencia ya que su mayor persistencia intravascular reduce el tiempo de reanimación y de volumen en la administración de líquidos en los pacientes traumatizados. Al hablar de cristaloides sabemos que existen ciertas soluciones de reemplazo que se podría decir que actúan como un suero en caso de deshidratación. Se puede manifestar que tanto coloides como cristaloides son de gran ayuda dentro de la medicina.

Pasando al tema de las soluciones al tener la mayoría de estas cierto contenido de agua es importante conocer lo fundamental que es este líquido, al conocer sus propiedades características como que tipo de molécula es (polar), nos podemos dar cuenta que es una sustancia que se acopla a casi cualquier solución.

Cuando hablamos de soluciones, prácticamente nos estamos refiriendo a una mezcla entre un soluto y un solvente, además estas se clasifican en diferentes tipos como las diluidas y un claro ejemplo de estas es al mezclar 1 gr de azúcar con 1000 gr de agua,a diferencia de las concentradas que son todo lo contrario a las diluídas es decir la cantidad del soluto es mucho mayor solvente, en una solución saturada las partículas ya no son capaces de producir más enlaces es decir ya no acepta más soluto y esto tiene mucho que ver la temperatura, y por último al hablar de una solución sobresaturada son las cuales al someterlas a un cambio brusco de temperatura se puede introducir más soluto del que normalmente es aceptado.

Al querer realizar un análisis cuantitativo lo que se quiere hacer es determinar o saber la cantidad de cierta sustancia en específico que se encuentra en una mezcla o mejor dicho en una disolución,algunas de las unidades de concentración más empleadas son las partes por millón (ppm) y las relaciones entre masa masa, masa volumen, y volumen volumen. Para saber cual es dicha concentración se necesitan hacer ciertos cálculos para los cuales se necesitan fórmulas ya establecidas.

Dentro de una solución iónica el soluto al ser un compuesto muy polar, este se disocia en iones, a partir de aquí es de donde se desemboca lo que son las teorías de ácido-base donde se destacan cuatro autores: Arrhenius, Bronsted y Lowry y Lewis y a partir de las teorías ya explicada de estos autores, salen otros temas así como son: la neutralización y plan ácido o base conjugado.

La molécula de oxígeno que contiene el agua tiene una carga negativa, mientras que la parte que contiene hidrógeno tiene una carga positiva, por esa razón que el agua es una molécula polar, entonces al hablar de producto iónico del agua decimos que el agua pude actuar como ácido y también como base y lo que sucede es que al poner en contacto dos moléculas de agua una de estas tiene la capacidad de ceder un protón a la otra.

El ph es el encargado de mostrarnos la cantidad de iones hidrógeno presentes en una solución, es decir determina el nivel de acidez, el bioquímico danés Sørensen lo nombró como potencial de hidrógeno y lo describe como el logaritmo negativo de la actividad de los iones hidrógeno. Si queremos establecer diferencias entre pH y pOH se puede decir que el ph da el logaritmo negativo de la concentración de iones hidrógeno mientras que el ph es igual al logaritmo negativo de la concentración de ion hidróxido. En la escala de ph los valores ácidos son de 1 al 6 y los valores básico van de 8 a14, pero al hablar de poh se dice que la escala de valores ácidos va de 8 a 14 y la escala de valores básico va del 1 al 6.

Dentro de lo que es la industria de producción agrícola, farmacéutica y alimentaria, la soluciones amortiguadoras son muy utilizadas ya que muchas de las veces se necesita obtener un ph sin alteraciones, y estas soluciones se caracterizan precisamente por eso ya que al agregar un ácido o una bases fuerte la solución es capaz de mantener un ph estable.

Las soluciones son de gran importancia en la industria como ya se mencionó, por la razón de encontrarlas en cosas cotidianas así como en los alimentos, medicinas, productos de limpieza doméstica,el agua, la gasolina, entre otros. Las soluciones al tener una gran influencia sobre todo lo ya mencionado es importante también que se conozcan sus tipos y las diferentes reacciones y factores que componen y hacer la disolución posible, características del soluto y solvente. Un claro ejemplo de esto es la industria farmacéutica, ya que los encargados deben tener el conocimiento de todo esto según la necesidad o conveniencia terapéutica necesaria, para que al final exista un buen producto tanto en estado físico como químico el farmacéutico debe tomar en cuenta aspectos como solubilidad,tiempo de duración, compatibilidad entre soluto y solvente, influencia en cambios de temperatura y pH.

Conclusión

Es necesario conocer acerca de temas como las sustancias, mezclas, soluciones, entre otros, ya que son de gran importancia en nuestra vida diaria. Al conocer dichos temas y especificaciones nos damos cuenta de la complejidad que tiene el tema ya que algunos de estos subtemas agregan ciertos cálculos matemáticos que nos ayudan a comprender porque se dan los diferentes cambios y reacciones. El presente ensayo brinda información oportuna e importante que hace que nos demos cuenta que a la química la encontramos en todo lado incluso en las cosas más simples, dándonos cuenta que algo que parece tan común y tan cotidiano como el agua que al ser un líquido vital de gran importancia, conocemos que también este es una solución y que cuenta con diversas propiedades que lo vuelven apto para que sea llamado un disolvente universal.

Además nos dimos cuenta que muchas de las soluciones existentes son de gran ayuda dentro de lo que es la medicina, como por ejemplo las soluciones coloides y cristaloides, soluciones que incluso podemos encontrar dentro del mismo ser humano y como ya se mencionó un ejemplo de esto es el plasma que se encuentra en la sangre. El objetivo de este ensayo, aparte de aportar con conocimientos, ha sido el recordar temas y aspectos ya aprendidos como por ejemplo cálculos que nos ayudan a saber la concentración de algún compuesto,soluto o solvente dentro de la solución.

Al darnos cuenta que el aprendizaje de estos temas es importante en la industria nos da pautas para que nos demos cuenta que también es importante dentro de la carrera de medicina veterinaria ya que como se mencionó anteriormente estos tópicos son indispensables en la industria productiva de alimentos así que también se puede concluir que es necesario conocer todo esto para saber la forma correcta de administrar medicinas y mezclas alimenticias con diferentes sales minerales a los animales de producción de una forma correcta.