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Física y Química 3.º ESO · Las disoluciones: componentes y saturación

Tipos de disoluciones: diluidas, concentradas y saturadas

Objetivo: Al terminar, sabrás clasificar disoluciones según el estado de sus componentes y según la cantidad de soluto (diluidas, concentradas, saturadas e insaturadas).

Explicación

Tipos de disoluciones según el estado de sus componentes

El soluto y el disolvente pueden estar en cualquier estado. El estado de la disolución es el del disolvente.

Disolvente	Soluto	Ejemplos
Gas	gas	aire (oxígeno, argón… en nitrógeno)
Líquido	gas	agua con gas, refrescos ( $\text{CO}_2$ en agua), oxígeno disuelto en el agua de un río
Líquido	líquido	vinagre (ácido acético en agua), vino (alcohol en agua)
Líquido	sólido	agua con sal, agua de mar, almíbar
Sólido	sólido	aleaciones: bronce, acero, latón
Sólido	líquido	amalgama dental (mercurio en plata y otros metales)
Sólido	gas	hidrógeno en paladio

Diluidas y concentradas

Dos disoluciones con el mismo soluto y el mismo disolvente pueden tener más o menos soluto en la misma cantidad de disolución:

Diluida: tiene poco soluto en relación con la cantidad de disolución.
Concentrada: tiene mucho soluto en relación con la cantidad de disolución.

Son términos relativos: para comparar, hay que mirar cuánto soluto hay en la misma cantidad de disolución (por ejemplo, en 100 mL). Para medirlo con un número se usa la concentración.

Para concentrar una disolución: se añade más soluto o se evapora parte del disolvente.
Para diluirla: se añade más disolvente.

Saturadas

Si vamos echando sal en un vaso de agua y removiendo, llega un momento en que ya no se disuelve más: la sal que añadimos se queda en el fondo.

Disolución saturada: contiene la máxima cantidad de soluto que se puede disolver en esa cantidad de disolvente a esa temperatura. Si se añade más soluto, no se disuelve.
Disolución insaturada (no saturada): todavía admite más soluto.

Esa cantidad máxima se llama solubilidad y depende de la temperatura. Por ejemplo, a 20 °C en 100 g de agua se disuelven como máximo unos 36 g de sal común.

Ojo: saturada no es lo mismo que concentrada. Una sustancia muy poco soluble forma disoluciones saturadas muy diluidas; y una muy soluble puede formar disoluciones muy concentradas que aún no están saturadas.

¿Más rápido o más cantidad?

Remover, triturar el soluto o calentar hacen que el soluto se disuelva más deprisa. Pero remover o triturar no cambian la cantidad máxima que se puede disolver; solo cambiar la temperatura lo hace.

Puntos clave

El estado de una disolución es el de su disolvente.
Hay disoluciones sólidas (aleaciones), líquidas y gaseosas (aire).
Diluida y concentrada son términos relativos: compara el soluto en la misma cantidad de disolución.
Saturada: no admite más soluto a esa temperatura; insaturada: admite más.
Saturada no significa concentrada.
Remover o triturar acelera la disolución, pero no aumenta la cantidad máxima de soluto.

Errores frecuentes

ErrorComparar disoluciones solo por la masa de soluto, sin mirar el volumen.
Cómo corregirlo15 g de azúcar en 250 mL es más diluida que 10 g en 100 mL. Calcula cuánto soluto hay en 100 mL de cada una (o en la misma cantidad).
ErrorPensar que si remueves más, se disuelve más cantidad.
Cómo corregirloRemover solo hace que se disuelva antes. Si la disolución está saturada, aunque remuevas, el exceso de soluto sigue en el fondo.
ErrorCreer que una disolución saturada es siempre muy concentrada.
Cómo corregirloDepende de la sustancia: una disolución saturada de yeso tiene menos de medio gramo por cada 100 g de agua: está saturada y muy diluida.

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1. ¿Qué tipo de disolución es? situación real (clasificar)
Indica el soluto, el disolvente y el estado de cada componente: a) el agua con gas de una botella; b) el latón de un grifo (cobre con cinc, con más cobre); c) el aire que respiras; d) el vino.

Resolución
a) Soluto: dióxido de carbono (gas); disolvente: agua (líquido). Disolución líquida. b) Soluto: cinc (sólido); disolvente: cobre (sólido). Disolución sólida (aleación). c) Soluto: oxígeno, argón… (gas); disolvente: nitrógeno (gas). Disolución gaseosa. d) Soluto: alcohol (líquido); disolvente: agua (líquido). Disolución líquida.
Ejemplo 2. Tres vasos de agua con azúcar numérico (comparar concentraciones)
Tres alumnos preparan agua con azúcar: A, 10 g de azúcar en 100 mL de disolución; B, 15 g en 250 mL; C, 30 g en 200 mL. Ordénalas de más concentrada a más diluida.

Resolución
Calculamos cuánto azúcar hay en 100 mL de cada una (proporcionalidad):
- A: 10 g en 100 mL → 10 g en 100 mL.
- B: 15 g en 250 mL → $15 \cdot \dfrac{100}{250} = 6$ g en 100 mL.
- C: 30 g en 200 mL → $30 \cdot \dfrac{100}{200} = 15$ g en 100 mL.
Orden: C (15 g) > A (10 g) > B (6 g). C es la más concentrada y B la más diluida, aunque B lleva más azúcar que A.
Ejemplo 3. Echar sal hasta que no se disuelva más experimental
A 20 °C, en 100 g de agua se disuelven como máximo unos 36 g de sal. En un vaso con 50 mL de agua (50 g) se van añadiendo cucharaditas de 5 g de sal, removiendo bien después de cada una. a) ¿Cuánta sal se puede disolver como máximo? b) ¿Qué pasa después de la 3.ª cucharadita? ¿Y después de la 4.ª? c) ¿Se disolvería la sal del fondo si removiéramos durante más tiempo?

Resolución
a) Con la mitad de agua se disuelve la mitad de sal: $36 \cdot \dfrac{50}{100} = 18$ g.

b) Tras la 3.ª: $3 \cdot 5 = 15$ g < 18 g → se disuelve toda; la disolución es **insaturada** (aún admite 3 g más). Tras la 4.ª: $4 \cdot 5 = 20$ g > 18 g → se disuelven 18 g y quedan $20 - 18 = 2$ g en el fondo. La disolución es saturada.

c) No. Remover acelera la disolución, pero no cambia la cantidad máxima: a 20 °C no se disuelven más de 18 g en 50 g de agua.

Ejercicios

De menos a más. Intenta cada uno antes de mirar la solución.

1. Fácil
Completa para cada disolución el estado del soluto, el del disolvente y el de la disolución: a) agua de mar; b) acero; c) un refresco con gas; d) una amalgama de plata y mercurio usada antiguamente en los empastes.

Ver solución
a) Sólido en líquido → líquida. b) Sólido en sólido → sólida. c) Gas (y sólidos) en líquido → líquida. d) Líquido en sólido → sólida.
a) Sales (sólido) en agua (líquido): disolución líquida. b) Carbono (sólido) en hierro (sólido): disolución sólida. c) $\text{CO}_2$ (gas), azúcar (sólido)… en agua (líquido): disolución líquida. d) Mercurio (líquido) en plata (sólido): disolución sólida.
2. Media
Ordena de más concentrada a más diluida estas disoluciones de sal en agua: vaso 1, 8 g de sal en 200 mL de disolución; vaso 2, 5 g en 100 mL; vaso 3, 12 g en 400 mL.

Ver solución
Vaso 2 (5 g/100 mL) > vaso 1 (4 g/100 mL) > vaso 3 (3 g/100 mL).
Sal en 100 mL de cada una: vaso 1: $8 \cdot \dfrac{100}{200} = 4$ g; vaso 2: 5 g; vaso 3: $12 \cdot \dfrac{100}{400} = 3$ g. Orden: 2 > 1 > 3.
3. Media
A 20 °C se disuelven como máximo unos 36 g de sal en 100 g de agua. Se preparan tres vasos con 100 g de agua a 20 °C y se añade: a) 30 g de sal; b) 36 g; c) 45 g. Indica en cada caso si la disolución es saturada o insaturada y si queda sal sin disolver.

Ver solución
a) Insaturada, sin sal en el fondo. b) Saturada, sin sal en el fondo. c) Saturada, con 9 g en el fondo.
a) 30 g < 36 g: se disuelve toda; **insaturada** (admite 6 g más). b) 36 g: justo el máximo; **saturada** sin exceso. c) 45 g > 36 g: se disuelven 36 g y quedan $45 - 36 = 9$ g sin disolver; saturada.
4. Media
Tienes 200 mL de agua con 20 g de azúcar disuelto. Añades agua hasta tener 400 mL de disolución. a) ¿La nueva disolución es más concentrada o más diluida? b) ¿Cuántos gramos de azúcar hay ahora en cada 100 mL? c) Di dos maneras de conseguir que la disolución inicial fuera más concentrada.

Ver solución
a) Más diluida. b) Antes 10 g y ahora 5 g en cada 100 mL. c) Añadir más azúcar o evaporar parte del agua.
a) La misma cantidad de azúcar está repartida en el doble de disolución: más diluida. b) Antes: $20 \cdot \dfrac{100}{200} = 10$ g en 100 mL. Ahora: $20 \cdot \dfrac{100}{400} = 5$ g en 100 mL (la mitad). c) Añadir más soluto (azúcar) o evaporar parte del disolvente (agua).
5. Difícil
En el sureste de la Comunidad de Madrid hay muchos terrenos de yeso. El yeso es muy poco soluble: a 20 °C se disuelven solo unos 0,2 g en 100 g de agua. En cambio, en 100 g de agua a 20 °C se disuelven unos 200 g de azúcar. a) Una disolución saturada de yeso, ¿es concentrada o diluida? b) Si disuelves 150 g de azúcar en 100 g de agua a 20 °C, ¿la disolución es concentrada? ¿Está saturada? c) ¿Qué conclusión sacas?

Ver solución
a) Muy diluida, aunque esté saturada. b) Muy concentrada, pero insaturada. c) Saturada no es lo mismo que concentrada.
a) Tiene solo 0,2 g de yeso por cada 100 g de agua: está saturada pero es muy diluida. b) 150 g de azúcar en 100 g de agua es muchísimo soluto: es muy concentrada. Pero como se pueden disolver hasta 200 g, todavía admite 50 g más: es insaturada. c) Saturada quiere decir que no admite más soluto; concentrada, que tiene mucho soluto. Son ideas distintas: depende de lo soluble que sea cada sustancia.

Para practicar más

1. Fácil
Clasifica según el estado del soluto y del disolvente: a) aire; b) vinagre; c) bronce; d) agua de un río con oxígeno disuelto; e) almíbar.

Ver solución
a) Gas en gas. b) Líquido en líquido. c) Sólido en sólido. d) Gas en líquido. e) Sólido en líquido.
a) Oxígeno y otros gases en nitrógeno: gas en gas. b) Ácido acético en agua: líquido en líquido. c) Estaño en cobre: sólido en sólido. d) Oxígeno en agua: gas en líquido. e) Azúcar en agua: sólido en líquido.
2. Media
Ana prepara limonada con 3 cucharadas de azúcar en 1 L de limonada. Pablo usa 2 cucharadas para 500 mL. ¿Qué limonada está más dulce (más concentrada en azúcar)? Justifícalo.

Ver solución
La de Pablo: equivale a 4 cucharadas por litro frente a 3.
Comparamos en la misma cantidad, 1 L: Ana, 3 cucharadas por litro. Pablo, 2 cucharadas en 0,5 L → $2 \cdot \dfrac{1}{0{,}5} = 4$ cucharadas por litro. La de Pablo está más concentrada.
3. Media
A 20 °C se pueden disolver como máximo unos 200 g de azúcar en 100 g de agua. Echas 120 g de azúcar en 50 g de agua a 20 °C y remueves mucho tiempo. a) ¿Cuánto azúcar se disuelve? b) ¿Queda algo en el fondo? c) ¿Cómo es la disolución?

Ver solución
a) 100 g. b) Sí, 20 g. c) Saturada.
a) En 50 g de agua (la mitad) se disuelve la mitad: $200 \cdot \dfrac{50}{100} = 100$ g. b) Quedan $120 - 100 = 20$ g sin disolver, por mucho que se remueva. c) Saturada (y además muy concentrada).
4. Media
Quieres preparar un vaso de agua con azúcar. a) Di tres cosas que puedes hacer para que el azúcar se disuelva más deprisa. b) ¿Cuál de ellas permite, además, disolver más cantidad de azúcar? c) Una vez preparada, ¿cómo la harías más diluida?

Ver solución
a) Remover, usar azúcar más fino y calentar. b) Calentar. c) Añadiendo agua.
a) Remover, triturar el azúcar (o usar azúcar glas) y calentar el agua. b) Solo calentar: al subir la temperatura aumenta la cantidad máxima de azúcar que se disuelve. Remover y triturar solo lo hacen más rápido. c) Añadiendo más disolvente (agua).