Soluciones dinámicas

Disolución. Solubilidad. Electrólisis. Temperatura. Reactivo. Presión. Volumen. Catalizador

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SOLUCIONES DINAMICAS

Y Equilibrio de solubilidad

INSTITUTO MILENIO

OTOÑO DEL 2008































SOLUCIONES DINAMICAS

Y

Equilibrio de solubilidad

Artículo de la Enciclopedia Libre Universal en Español.

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Precipitación y Producto de Solubilidad Nociones de Solubilidad Anteriormente se estudiaron los equilibrios iónicos homogéneos donde intervenían ácidos y bases en una sola fase . Sin embargo, estos no son los únicos que se producen en soluciones acuosas. Existen equilibrios en el que intervienen especies que poseen solubilidades muy bajas, insolubles en agua, que tienden a precipitar y formar dos fases.(equilibrios heterogéneos).Cuando un sólido iónico AB, se dispersa en agua las partículas que lo forman liberan sus componentes(iones o moléculas (A+) o (B-)que se difunden en el agua , es decir ,el sólido se disuelve y se obtiene un sistema en equilibrio con sus iones . Una solución se considera saturada cuando una cantidad dada de solvente no acepta mas soluto.(máxima capacidad de aceptación de soluto).La condición de saturación nos permite entonces, establecer un punto limite o de equilibrio entre la solución no saturada (por defecto de soluto)y la sobresaturada (por exceso de soluto en el solvente).

PROSESO DE DISOLUCION

En química, una disolución (del latín disolutio) es una mezcla homogénea, a nivel molecular de una o más especies químicas que no reaccionan entre sí; cuyos componentes se encuentran en proporción que varía entre ciertos límites.

Toda disolución está formada por una fase dispersa llamada soluto y un medio dispersante denominado disolvente. También se define disolvente como la sustancia que existe en mayor cantidad que el soluto en la disolución. Si ambos, soluto y disolvente, existen en igual cantidad (como un 50% de etanol y 50% de agua en una disolución), la sustancia que es más frecuentemente utilizada como disolvente es la que se designa como tal (en este caso, el agua). Una disolución puede estar formada por uno o más solutos y uno o más disolventes. Una disolución será una mezcla en la misma proporción en cualquier cantidad que tomemos (por pequeña que sea la gota), y no se podrán separar por centrifugación ni filtración.

Un ejemplo común podría ser un sólido disuelto en un líquido, como la sal o el azúcar disuelto en agua (o incluso el oro en mercurio, formando una amalgama)

Se distingue de una suspensión, que es una mezcla en la que el soluto no está totalmente disgregado en el disolvente, sino dispersado en pequeñas partículas. Así, diferentes gotas pueden tener diferente cantidad de una sustancia en suspensión. Mientras una disolución es siempre transparente, una suspensión presentará turbidez, será traslúcida u opaca. Una emulsión será intermedia entre disolución y suspensión.

SOLUBILIDAD

La solubilidades una medida de la capacidad de una determinada sustancia para disolverse en otra. Puede expresarse en moles por litro, en gramos por litro, o en porcentaje de soluto; en algunas condiciones se puede sobrepasarla, denominándose a estas soluciones sobresaturadas. El método preferido para hacer que el soluto se disuelva en esta clase de soluciones es calentar la muestra. La sustancia que se disuelve se denomina soluto y la sustancia donde se disuelve el soluto se llama disolvente. No todas las sustancias se disuelven en un mismo solvente, por ejemplo en el agua, se disuelve el alcohol y la sal. El aceite y la gasolina no se disuelven. En la solubilidad, el carácter polar o apolar de la sustancia influye mucho, ya que, debido a estos la sustancia será más o menos soluble; por ejemplo, los compuestos con más de un grupo funcional presentan gran polaridad por lo que no son solubles en éter etílico.

Entonces para que sea soluble en éter etílico ha de tener escasa polaridad, es decir no ha de tener más de un grupo polar el compuesto. Los compuestos con menor solubilidad son los que presentan menor reactividad como son: las parafinas, compuestos aromáticos y los derivados halogenados.

El término solubilidad se utiliza tanto para designar al fenómeno cualitativo del proceso de disolución como para expresar cuantitativamente la concentración de las soluciones. La solubilidad de una sustancia depende de la naturaleza del disolvente y del soluto, así como de la temperatura y la presión del sistema, es decir, de la tendencia del sistema a alcanzar el valor máximo de entropía. Al proceso de interacción entre las moléculas del disolvente y las partículas del soluto para formar agregados se le llama solvatación y si el solvente es agua, hidratación.

SOLUCIONES DE ELECTROLISIS

Soluciones Cristaloides:
Ventajas: son baratas y de fácil manejo. No producen reacciones alérgicas; no se asocian con transmisión de infecciones ni problemas de coagulación.
Desventajas: Sus efectos hemodinámicos son cortos en comparación con los coloides (gelatinas, HAES, Albúmina). Al utilizarse de forma masiva producen edema periférico y ocasionalmente edema pulmonar.

Solución Fisiológica(NaCl 0.9%): Solución ligeramente hipertónica (308 mOsm/l) que contiene 0.9 g de cloruro de sodio por cada 100 ml; (154 meq de Na y 154 meq de Cl). Su pH es = 5. Se distribuye fácilmente al espacio extracelular, con un remanente en el compartimento vascular de un 25 al 30%.
Indicaciones: Es ideal para la reposición de líquidos en deshidratación y hemorragias. Repone los solutos que contiene (sodio y cloro). También se emplea como solución para irrigar heridas y quemaduras. Prácticamente inocua para preparar medicamentos. Debido a su ligera hiperosmolaridad, no atraviesa la barrera hematoencefálica cuando esta se aprecia intacta por lo que no empeora el edema cerebral; en caso de trauma encefálico puede incrementar la P.I.C.
Su contenido de cloro elevado puede causar acidosis hiperclorémica que aunque es temporal y prácticamente inofensiva, puede alterar lecturas de pH arterial.

Solucion Hartman(ringer lactado): Solución isotónica (278 mOsm/l) que contiene en 100 cc: Sodio (131 meq), Cloro (111 meq), Ca (2 meq), K (5 meq) y lactato. Su pH es de 6. Se distribuye fácilmente al espacio extracelular, con un remanente en el compartimento vascular de un 30 - 35%.
Su principal indicación es la reposición de volumen sangúineo en relación de 3-1 (3 cc hartman por cada 1 cc de sangre perdida). Las ventajas del Hartman sobre la NaCl 0.9% es que no produce acidosis hiperclorémica y contiene lactato que combate a la acidosis. Al ser isotónica, atraviesa la barrera hematoencefálica sin dificultad, empeorando edemas pre-existentes por T.C.E.

Solución Glucosada(DW5%, DW10% DW50%): Preparada en diferentes soluciones, 5, 10 y 50 g de glucosa por cada 100 ml. la DW5% tiene una osmolaridad de 278 mOsm/l, lo que la hace isotónica. Los preparados de 10 y 50% son hipertónicos. Su único soluto es la glucosa y su pH es de 4.2. Su permanencia en el espacio intravascular es mínima al ser metabolizada toda la glucosa; difunde fácilmente al espacio intracelular.
Es ideal para rehidratar a nivel celular. Está indicaca para mantenimiento de vías TKO, manejo de paticentes en ayuno y en la preparación de la mayoría de los fármacos.
En caso de hipoglicemia se utliza al 10 y 50%, dependiendo del estado clínico del paciente. Al metabolizarse la glucosa, el líquido hipotónico se fuga completamente al espacio extracelular y difunde con gran facilidad a traves de la barrera hematoencefálica produciendo edema importante en casos de T.C.E.

Sol. Mixta: Las soluciones mixtas comerciales (NaCl 0.45% con DW5%, NaCl 0,18% con DW4%) o preparadas (Hartman / DW) son utilizadas para mantenimiento de aporte hídrico en pacientes en ayuno principalmente, y tienen poca utilidad comprobable en el ámbito prehospitalario.

fuente referenciada: Anaesthesia Update No. 20, 2005
"Perioperative Fluid Balance"

El Principio de Le Chatelier se puede enunciar de la siguiente manera: Si en un sistema en equilibrio se modifica algún factor (presión, temperatura, concentración,..) el sistema evoluciona en el sentido que tienda a oponerse a dicha modificación.

Cuando algún factor que afecte al equilibrio varía, éste se altera al menos momentáneamente. Entonces el sistema comienza a reaccionar hasta que se reestablece el equilibrio, pero las condiciones de este nuevo estado de equilibrio son distintas a las condiciones del equilibrio inicial. Se dice que el equilibrio se desplaza hacia la derecha (si aumenta la contentración de los productos y disminuye la de los reactivos con respecto al equilibrio inicial), o hacia la izquierda (si aumenta la concentración de los reactivos y disminuye la de los productos).

Basándonos en el Principio de Le Chatelier, vamos a ver los efectos que producen distintos factores externos sobre un sistema en equilibrio.

Cambios en la temperatura

Si en una reacción exotérmica aumentamos la temperatura cuando se haya alcanzado el equilibrio químico, la reacción dejará de estar en equilibrio y tendrá lugar un desplazamiento del equilibrio hacia la izquierda (en el sentido en el que se absorbe calor). Es decir, parte de los productos de reacción se van a transformar en reactivos hasta que se alcance de nuevo el equilibrio químico.

Si la reacción es endotérmica ocurrirá lo contrario.


Adición o eliminación de un reactivo o producto

Consideremos el siguiente equilibrio químico:

CO(g)+ Cl2(g)ÛCOCl2(g)

para el que, a una cierta temperatura, se tiene:

 

Si se añade más cloro al sistema, inmediatamente después de la adición tenemos:

[Cl2]>[Cl2]eq1[CO]=[CO]eq1[COCl2]=[COCl2]eq1

Entonces:

Por tanto, el sistema no se encuentra en equilibrio. Para restablecer el equilibrio debe aumentar el numerador y disminuir el denominador. Es decir, el sistema debe de evolucionar hacia la formación del COCl2(hacia la derecha).

Si disminuimos las concentraciones de CO, de Cl2o de ambas, el equilibrio se desplaza hacia la izquierda, ya que tiene que disminuir el numerador.

Un aumento de la concentración de os reactivos, o una disminución de los productos hace que la reacción se desplace hacia la derecha. En cambio, una disminución de la concentración de los reactivos, o un aumento de la concentración de los productos, hacen que la reacción se desplace hacia la izquierda.


Efecto de cambios en la presión y el volumen

Las variaciones de presión sólo afectan a los equilibrios en los que intervienen algún gas y cuando hay variaciones de volumen en la reacción.

En la reacción de formación del amoniaco, hay cuatro moles en el primer miembro y dos en el segundo; por tanto, hay una disminución de volumen de izquierda a derecha:

N2 (g)+ 3 H2 (g)Û 2 NH3 (g)

Si disminuimos el volumen del sistema el efecto inmediato es el aumento de la concentración de las especies gaseosas y , por tanto, de la presión en el recipiente. Dicho aumento se compensa parcialmente si parte del N2y del H2se combinan dando NH3, pues así se reduce el número total de moles gaseosos y, consecuentemente, la presión total. El equilibrio se desplaza hacia la derecha.

Si aumentamos el volumen ocurrirá todo lo contrario.


Efecto de un catalizador

Los catalizadores son sustancias que aceleran las reacciones químicas. No afectaran al equilibrio químico ya que aceleran la reacción directa e inversa por igual. El único efecto es hacer que el equilibrio se alcanca más rapidamente.

Bibliografía
  • Atkins, P., Química.*
  • Brown, T., LeMay, H., Bursten, B., Química, la ciencia central.*
  • Chang, R., Química.*
  • WIKIPEDIA.ORG
  • E-MERGENCIA.COM
  • Pauling, L., Química.*
  • Mahan, B., Química, curso universitario.*

*(ENCONTRTADOS EN BIBLIOTECA VIRTUAL .COM)