Propiedades de las soluciones, mezclas y estados inusuales de la materia

Las soluciones presentan una serie de propiedades muy características, como son la elevación del punto de ebullición y el descenso del punto de congelación del disolvente. Esta propiedad es la que aconseja la mezcla de anticongelante en el líquido del circuito de refrigeración de los automóviles que vayan a estar expuestos a temperaturas muy bajas, o la práctica de esparcir sal para que el hielo de las calles funda en invierno. Como sabemos, el agua congela a una temperatura de O °C.

En esta situación lo que se establece es un equilibrio dinámico entre la fase sólida (el hielo) y la fase líquida (el agua) que la rodea, o sea, que el número de las moléculas de agua que pasan a formar parte del sólido es igual al número de las que lo abandonan.

Sin embargo, si el agua actúa como disolvente y contiene una sustancia (soluto) disuelta en ella, entonces las moléculas de dicha sustancia reducen la concentración de las de agua, lo que tiene como efecto una reducción del numero de las que pasan a la fase sólida a la temperatura indicada.

Por lo tanto el equilibrio dinámico sólo puede alcanzarse en este caso  reduciendo aún más la temperatura, con lo que se disminuye el ritmo con el que las moléculas de agua abandonan la fase sólida.

En cuanto a la elevación del  punto de ebullición producida  por la disolución de un soluto en un disolvente, el mecanismo es el siguiente. El soluto es responsable de la disminución de la presión de vapor que reina sobre la superficie del disolvente.

Por otro lado, las moléculas de soluto de la superficie de la solución tienden a impedir que las moléculas del disolvente escapen, mientras que continúan permitiendo el regreso de las moléculas de vapor del disolvente a la fase líquida.

Éste es el motivo por el cual la solución no hierve aunque alcance la temperatura de ebullición del disolvente, ya que su presión de vapor todavía se encuentra por debajo de la presión atmosférica, es decir, que para alcanzar la presión de vapor que permita la ebullición hay que aumentar aún más la temperatura.

Las Soluciones presentan asimismo otro efecto que se muestra cuando se separan, mediante una membrana semipermeable (que permite paso del disolvente, pero no así el del soluto), dos soluciones cuyas concentraciones son distintas. En estas condiciones se observa que el disolvente tiene tendencia a atravesar la membrana en el sentido de la disolución cuya concentración es más elevada, lo que tiene como consecuencia un aumento de la cantidad de disolvente en la parte que contiene la disolución más concentrada y una disminución de la cantidad de éste en el lado en que se encuentra la disolución cuya concentración es menor.

El efecto continúa hasta que la presión hidrostática consigue equilibrar dicha tendencia. Por lo tanto, se dice que la solución más diluida ejerce una presión a la que se da el nombre de presión osmótica.

Este equilibrio entre la presión hidrostática y la presión osmótica permite determinar la magnitud de ésta a partir de la medición de la altura que alcanza el disolvente. El fenómeno de la ósmosis, que tiene múltiples aplicaciones, es una de las causas de los procesos de intercambio que tienen lugar durante los procesos de alimentación de las células tanto de tipo animal como de tipo vegetal.