Soluciones saturadas y no saturadas

Una solución saturada es aquella que contiene la máxima cantidad de soluto que se puede disolver, mientras que las soluciones insaturadas contienen menos de la máxima cantidad de soluto que se puede disolver. Debido a que el agua carbonatada está saturada de carbono, emite carbono a través de burbujas. La arena en el agua es un ejemplo de un no saturado.

Soluciones Saturadas

Una solución saturada es una solución química que contiene la mayor cantidad de soluto contenida en el solvente. El soluto ya no se puede disolver en una solución saturada. 

El punto de saturación de cualquier líquido está determinado por el tipo de material y la temperatura. Una solución saturada es aquella en la que la cantidad de soluto disuelto es igual al punto de saturación del solvente. Un solvente puede disolver algunos tipos particulares de solutos en él. 

La cantidad máxima de soluto que se puede disolver en un solvente a una temperatura específica se puede denominar solución saturada . Una solución no puede disolver más soluto al alcanzar la saturación. Las sustancias no disueltas permanecen en el fondo. El punto en el que el soluto deja de disolverse en el disolvente se denomina punto de saturación .

Los siguientes son ejemplos de soluciones saturadas:

• El suelo es una mezcla saturada que consiste en nitrógeno. Al alcanzar el punto de saturación, el exceso de nitrógeno se emite al aire en forma de gas.
• Las bebidas, como las bebidas frías, son soluciones saturadas de carbono disuelto en agua.
• Bebidas proteicas, que es una solución saturada de proteína en polvo en la leche, etc.

Soluciones no saturadas

Se debe agregar un soluto a un solvente para que se forme una solución. Al principio, el soluto se disuelve en un solvente y forma una solución homogénea. Una solución en la que los solutos se disuelven se denomina solución insaturada. Una solución está formada por dos tipos de partículas: solutos y disolventes. El agua se usa comúnmente como solvente (que es una de las razones por las que el agua también se llama solvente universal). 

Las soluciones insaturadas tienen la capacidad de disolver soluto adicional hasta que alcanzan la saturación. Los solutos ya no se disolverán en el solvente después de alcanzar el umbral de saturación, lo que dará como resultado soluciones insaturadas. 

Como resultado, todas las soluciones se consideran en gran parte de naturaleza insaturada antes de transformarse en soluciones saturadas al agregarles soluto. La cantidad de soluto que está contenida en cantidades menores que el valor máximo, es decir, antes de que la solución alcance el nivel de saturación, se denomina solución no saturada . No quedan sustancias remanentes en el fondo, es decir, todo el soluto se disuelve en el solvente. Una solución insaturada es básicamente una solución química que tiene una concentración de soluto menor que su correspondiente solubilidad de equilibrio. 

Los siguientes son ejemplos de soluciones no saturadas:

• Sal o azúcar disueltos en agua por debajo del punto de saturación.
• Aire o niebla.
• Café helado.
• El vinagre es la solución de ácido acético en agua.

Interconversión de solución saturada e insaturada 

La solución saturada al calentarse se vuelve insaturada, mientras que una solución insaturada se satura al enfriarse. Al calentar la solución saturada, la solubilidad de ese soluto en particular aumenta en el solvente dado. Como resultado de esto, se puede disolver más soluto en el solvente. Sin embargo, en el caso de enfriar una solución, las partículas de soluto que se disolvieron inicialmente en el solvente se separan como cristales.

Solubilidad

La cantidad de soluto presente en la solución saturada a la temperatura dada se puede denominar como la solubilidad del soluto en el solvente. 

La cantidad máxima de un soluto que se puede disolver en 100 g de un solvente. Diferentes solutos poseen diferentes solubilidades diferentes. La solubilidad aumenta con el aumento de la temperatura. En el caso de soluciones saturadas, la concentración de soluto es equivalente a la solubilidad de equilibrio. La solubilidad de una sustancia depende del disolvente. Se observa que el azúcar se disuelve en agua pero no en aceite. 

Efecto de la temperatura y la presión sobre la solubilidad

1. La solubilidad de los sólidos en líquidos normalmente aumenta a medida que aumenta la temperatura y disminuye a medida que desciende la temperatura.
2. La solubilidad de los sólidos en líquido no se ve afectada por las variaciones de presión.
3. La solubilidad de los gases en líquidos normalmente disminuye a medida que aumenta la temperatura y aumenta a medida que la temperatura desciende.
4. La solubilidad del gas en el líquido aumenta al aumentar la presión y disminuye al disminuir la presión.

Concentración de solución

La cantidad de soluto presente en una cantidad específica del solvente se puede denominar como la concentración de la solución. Se mide como una fracción de la cantidad de soluto disuelto en una masa o volumen dado de un solvente. 

Una solución en la que hay menos cantidad de soluto se llama solución diluida, mientras que una solución que contiene más soluto se llama solución concentrada. 

Matemáticamente, 

• Concentración de la solución = Cantidad de Soluto / Cantidad de Disolvente

También, 

• Concentración de solución = Cantidad de Soluto / Cantidad de Solución

Problemas de muestra

Problema 1: Se forma una solución disolviendo 20 g de cloruro de sodio en 180 g de agua como solvente. Calcule la concentración de la solución.

Solución: 

Dado, 

Masa de cloruro de sodio = 20 g

Masa de agua = 180 g

Sabemos, 

Masa de solución = Masa de soluto + Masa de disolvente

= 20 gramos + 180 gramos

= 200 gramos

La concentración de la solución está dada por, 

= [(Masa de soluto)/ (Masa de solución)] × 100

= (20/200) × 100

= 10 %

Problema 2: ¿Cómo identificar si la solución está saturada o no?

Solución: 

Tomamos una solución con un soluto disuelto en el solvente. Con agitación constante, si se puede disolver más soluto en el solvente, entonces la solución está insaturada; de lo contrario, está saturada. 

Problema 3: ¿Cómo puedes crear una solución saturada? 

Solución: 

Los siguientes son los pasos para crear una solución saturada:

• Agregar un soluto a un solvente más allá del punto en que el sólido se disuelve en el solvente.
• Adición de cristales semilla a una solución sobresaturada.
• Evaporación de un solvente de una solución hasta el punto en que el soluto en la solución comienza a cristalizar o precipitar.

Problema 4: Dé algunos ejemplos al aire libre de soluciones saturadas. 

Solución: 

Algunos de los ejemplos al aire libre de soluciones saturadas son:

1. Agua de mar: una solución saturada con sal como soluto.
2. Suelo – Una solución saturada con nitrógeno.
3. Aire: una solución saturada de humedad.
4. Agua dulce – Agua que contiene elementos y metales, como el potasio, disueltos hasta la saturación.

Problema 5: Dé un ejemplo para mostrar una solución que puede estar insaturada, saturada y sobresaturada en diferentes intervalos de tiempo. 

Solución: 

Considerar una botella de refresco puede mostrar que una solución puede estar insaturada, saturada y sobresaturada en diferentes intervalos de tiempo. Antes de abrir la botella de refresco, la solución está sobresaturada. Al abrir la botella, el exceso de dirust de carbono disuelto se escapa de la superficie y se forman burbujas. Esta es una solución saturada. Cuando se deja durante mucho tiempo, el agua de soda se desinfla y se convierte en una solución no saturada.