A la hora de resolver muchos de los ejercicios que se plantean en la asignatura de Química, como los relacionados con las formas de expresar la concentración de un reactivo, o los referentes a las reacciones que tienen lugar en una disolución, se suele considerar que la mezcla de dos volúmenes de dos reactivos diferentes da como resultado un volumen final que es la suma de esos dos volúmenes.
Por sorprendente que parezca, esto no siempre ocurre así. Por ejemplo, cuando mezclamos 100ml de agua pura con 100ml de etanol, el volumen final no son 200ml, sino un valor menor, 192ml. ¿Dónde han ido a parar los 8ml restantes?
En contraposición, cuando mezclamos una disolución de hidróxido sódico con ácido clorhídrico, el volumen tiende a ser mayor que el esperado por simple adición.
¿Cómo puede ocurrir algo así? ¿Resulta que hay realmente más volumen en las botellas de vino que el marcado en la etiqueta?
Éstas y otras cuestiones relacionadas con el tema serán resueltas en breve, pero antes intenta deducir cuál puede ser el motivo.
Como única pista, recuerda que la Química construye el puente que conecta las dos orillas donde reactivos y productos están aislados.Respuesta: (Publicación: Semana del 4 de Abril)
Cuando mezclamos etanol y agua, no podemos perder de vista que lo que realmente tenemos son un gran número de moléculas. Como sabemos, entre las moléculas se establecen, en función de la naturaleza de su enlace, una serie de fuerzas intermoleculares que vienen a justificar algunas de las propiedades químico-físicas más importantes, como el punto de fusión y ebullición. Dentro de estas fuerzas intermoleculares ocupan un lugar especial los enlaces de Hidrógeno, esto es, interacciones que se establecen entre moléculas que tienen átomos de H unidos a átomos muy pequeños y electronegativos, como es el caso del N, O y F. Una de las principales consecuencias que se estudian cuando se habla de los enlaces de H es que las moléculas que son capaces de formarlos tienen puntos de fusión y ebullición considerablemente más altos a lo que cabría esperarse.
En el caso que nos ocupa, tanto el etanol (CH3 - CH2 - O - H) como el agua (H2O) presentan átomos de H unidos, en este caso, a un átomo de O. Por ello, no solo forman enlaces de H entre moléculas de su misma especie, sino que una molécula de etanol puede formar un enlace de H con otra molécula de agua sin ningún problema. Como consecuencia de ello, se establecen un gran número de interacciones que permiten un contacto más cercano entre moléculas, produciendo por tanto la reducción de volumen a la que hemos hecho mención.
En el caso de la disolución de hidróxido sódico y ácido clorhídrico, lo que debemos considerar es el proceso que lleva implícito mezclar ambas sustancias: Una reacción de neutralización, cuya expresión será:
Na(OH) + HCl --> NaCl + H2O
En esta ocasión, el aumento de volumen no se debe a otra cosa que el agua formada como producto de reacción.