Son mezclas homogéneas de dos o más sustancias que están en proporciones variables, dentro de unos límites definidos.
| Debes tener claro que en toda solución se distinguen dos componentes que se designan como soluto y como solvente. |
| Muy fácil: el soluto es aquella sustancia que en la solución se disuelve o que está en menor proporción. Y el solvente es aquella que en la solución disuelve o que está en mayor proporción. |
Las solucione se pueden clasificar de acuerdo al estado físico en que se presentan los componentes de las mismas. Veamos como:
| Solvente | Soluto | Ejemplo |
|---|---|---|
| Gas | Gas | Aire (N2, O2, H2, He, CO2) |
| Líquido | Agua en el aire. (aire húmedo) | |
| Sólido | Partículas de polvo en el aire | |
| Líquido | Gas | Gas carbónico en agua |
| Líquido | Alcohol en agua | |
| Sólido | Azúcar en agua | |
| Sólido | Gas | Hidrógeno en paladio |
| Líquido | Mercurio en zinc (amalgamas) | |
| Sólido | Aleaciones como el bronce donde se mezclan cobre y estaño (Cu, Sn) |
Recuerda que para expresar la concentración de una solución (relación entre soluto y el solvente), se utilizan unidades físicas y químicas:
| Unidades físicas | Unidades químicas |
|---|---|
| Porcentaje peso a peso Porcentaje peso a volumen Porcentaje volumen a volumen | Fracción molar molalidad Molaridad Normalidad |
SINTESIS DEL AMONIACO POR HABER Y BOSCH
En los albores de la primera guerra mundial (1914-18) la principal fuente de productos nitrogenados, que se utilizan como explosivos y en épocas de paz como fertilizantes, era el llamado "nitrato de Chile" que consiste en una mezcla de sales cuyos componentes principales son nitratos de sodio y de potasio, extraída de los desiertos del norte de Chile
Con motivo de la actitud bélica germana, la marina británica impuso un bloqueo al suministro de nitratos a los alemanes. Surgió sin embargo un proceso que permitió producir amoniaco a partir del nitrógeno del aire, que lo contiene en un 78% en volumen y de hidrogeno obtenido del agua por electrólisis.
Aunque algunos investigadores del siglo XVIII habían propuesto esta reacción e incluso llegaron a realizar ensayos, sus resultados no fueron satisfactorios. Fue entonces cuando el químico alemán FRITZ HABER (1868-1934), logro después de varios años de investigación en los cuales ensayo diversas presiones, temperaturas y múltiples catalizadores, la síntesis del amoniaco en 1908 mediante la siguiente reacción de equilibrio:
Para favorecer el desplazamiento del equilibrio hacia la producción de amoniaco, deben emplearse bajas temperaturas, que equivale retirar calor, puesto que la reacción es exotérmica, y altas presiones para favorecer la reacción. Sin embargo, es conocido que la velocidad de reacción disminuye con la temperatura. Hubo, por tanto, necesidad de establecer una temperatura a la cual existiera un compromiso aceptable entre la cinética (velocidad de la reacción) y el equilibrio, que se logró a unos 400°C y a presiones próximas a 1000 atmósferas, empleando catalizadores de osmio y de uranio.
Los problemas técnicos de ingeniería para llevar la reacción de Haber del laboratorio a la gran industria fueron resueltos por el también químico alemán CARL BOSCH (1874-1940) Quien construyo la primera planta en Oppau en 1913 un año antes de empezar la guerra.
El amoniaco se puede oxidar con facilidad para obtener ácido nítrico y a partir de este último se obtienen los nitratos usados como explosivos o como fertilizante
Haber recibió el premio Nobel de química en 1918 y Bosch en 1931, compartido con bergius.
Taller de lectura 14:
- ¿Qué es una solución?
- ¿Cuáles son los componentes de una solución?
- ¿Cómo se sabe cuál es el soluto en una solución y cual el solvente?
- ¿En el aire húmedo cuál es el soluto y cuál el solvente?
- Escriba un ejemplo de solución de gas en liquido
- Escriba un ejemplo de solución de solido en liquido
- Escriba un ejemplo de líquido en solido
- Escriba un ejemplo de gas en gas
- Escriba un ejemplo de solido en gas
- ¿De dónde se obtenían los productos nitrogenados usados para explosivos en la primera guerra mundial?
- ¿Qué fue lo que logro Fritz Haber?
- Escriba la ecuación química que represente la obtención del amoniaco
- ¿Qué se obtiene después de oxidar el amoniaco?
- ¿Qué recibió Haber por su descubrimiento?
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