Soluciones empíricas: características, preparación y ejemplos
Las soluciones empíricas son aquellas donde las cantidades exactas de soluto y solvente no están definidas ni se reproducen. La relación entre la cantidad de soluto y del solvente de estas soluciones no está determinada cuantitativamente; por lo tanto, carecen de concentración conocida.
La solución empírica, como lo indica la palabra ‘empírica’, es producto de la práctica, de la experiencia de quien prepara la solución. Estas soluciones también se conocen como soluciones cualitativas.
Durante la preparación de un jugo de kiwi, se añade un volumen y número de rebanadas variables, dependiendo del tamaño de la jarra o de cuántos comensales esperan saciar su sed.
Las cantidades de soluto (kiwi y azúcar) y solvente (agua) empleadas en la preparación se realizan a juicio o experiencia de quien prepara la solución. Asimismo, la preparación de esta solución empírica está sujeta al criterio del sabor; si la persona lo prefiere más dulce, añadirá media taza más de azúcar.
Los componentes del jugo de kiwi carecen, por lo tanto, de una concentración definida o conocida como la que tienen las soluciones valoradas. Además, este jugo no puede expresarse con ninguna de las unidades de concentración, ni físicas o químicas; a menos, que se pesen y midan debidamente todos sus ingredientes.
Las soluciones empíricas no tienen una aplicación habitual, de importancia en la industria ni en la ciencia. Es ocasional la preparación de soluciones empíricas en la química, como en los ensayos de medios de disolución.
Índice del artículo
- 1 Características de las soluciones empíricas
- 2 Tipos o clasificación
- 3 Preparación
- 4 Ejemplos de soluciones empíricas
- 5 Reflexión final
- 6 Referencias
Entre las características que se les puede atribuir a las soluciones empíricas se encuentran las siguientes:
-Se preparan habitualmente en sitios informales, como en los hogares, restaurantes, fuentes de soda, bares, entre otros sitios similares.
-Cualquier persona puede prepararlas, sin formación específica en química, ni previa experiencia en un laboratorio.
-La preparación de estas soluciones se realiza para satisfacer o cubrir alguna necesidad, generalmente culinaria, de alimentación, entre otras.
-Durante la preparación de estas soluciones prevalece la experiencia, la práctica, el criterio, necesidad o gusto de quien las prepara.
-Se preparan sin seguir ningún método de pesada, sin necesidad de realizar cálculos estequiometricos, ni equipos instrumentales; como el pH-metro, por ejemplo.
-En su preparación no se usan materiales volumétricos, ya que no es indispensable tener medidas exactas de los volúmenes de los solventes o solutos líquidos.
-Su preparación en general es poco frecuente en los laboratorios de rutina e investigación, donde habitualmente se requieren soluciones valoradas.
-Las soluciones empíricas que con mayor frecuencia se preparan en los hogares son de solutos disueltos en líquidos. También son preparadas con frecuencia la mezcla de líquidos en líquidos, en la preparación de cócteles, por ejemplo.
La clasificación de las soluciones empíricas es parecida a la de las soluciones valoradas cuando se expresan de forma cualitativa o informal. Ya está claro que no se determina con exactitud la cantidad de soluto ni de solvente de estas soluciones.
Al considerar la solubilidad y cantidad de soluto que se agrega al solvente, las soluciones empíricas pueden ser diluidas o concentradas. Asimismo, las soluciones empíricas concentradas también pueden clasificarse como insaturadas, saturadas o sobresaturadas.
Una bebida instantánea se puede preparar bien sea diluida o concentrada, de acuerdo al gusto o necesidad del comensal.
Es aquella solución en la cual se ha agregado poca cantidad del soluto en relación a la cantidad del solvente presente. El sabor de la solución resultante, el color obtenido, entre otros criterios, indicarán qué tan diluida o concentrada está la solución. Un ejemplo de esta solución puede ser colocar un poco de azúcar diluido en una taza de agua.
Son aquellas soluciones que tienen una cantidad de soluto abundante o elevado respecto a la cantidad de solvente de la solución. Una solución empírica se concentra agregando más cantidad de soluto o disminuyendo el volumen del solvente.
Es aquella solución en la cual la cantidad del soluto es elevada sin que llegue a saturar la solución; por lo tanto, puede disolverse todavía más soluto sin la formación de un precipitado.
Es aquella solución en la cual se ha agregado la máxima cantidad de soluto que el solvente puede disolver. En la solución preparada no se disolverá más soluto en el disolvente de la solución.
Es aquella solución que ha sido preparada con una cantidad de soluto que sobrepasa los límites o capacidad de disolución del solvente. Solamente aumentando la temperatura se puede aumentar la solubilidad del soluto.
Como se indicó en párrafos anteriores, en la preparación de las soluciones empíricas van a prevalecer los gustos de quien prepara la solución. La cantidad de soluto, al igual que la cantidad del disolvente, va a depender del criterio y requerimientos personales, individuales.
En su preparación no se utilizará ninguna pesada de soluto, y por lo tanto las unidades de medida son numéricamente inexistentes.
Se pueden emplear utensilios como cucharas, vertidas en recipientes que también carecerán de indicador de volumen; vasos o jarras, o incluso briznas agregadas desde los dedos o una cantidad apretada en los puños.
La solución empírica puede contener una o más sustancias disueltas en una cantidad determinada de solvente. Como un café, por ejemplo, además del agua y del café normalmente se agrega azúcar como endulzante.
Por otro lado, también puede consistir en una mezcla de líquidos, como los cócteles, por ejemplo. Se mezclan varios licores para preparar este tipo de solución empírica, y ante la falta de métrica, se pone a prueba la destreza de preparar un mismo trago con el mismo sabor infinidad de veces.
Se puede preparar con sólidos como el té verde, u otras especias, que impregnan el solvente con su sabor y olor. Queda preparada una solución empírica una vez que esta preparación es colada, o pasada por un tamiz, dejando la solución homogénea.
Son numerosos los ejemplos que se pueden dar de las soluciones empíricas, preparadas rutinariamente en el hogar o muy eventualmente en los laboratorios.
En el hogar, en los restaurantes y en otros expendios de alimentos, diariamente y de forma continua o rutinaria se están preparando bebidas. Existen muchas bebidas de preparación instantánea, como té, o bebidas achocolatadas, cuyo criterio es el sabor y gusto de las personas.
Continuamente se preparan cafés, limonadas, tés, chocolate con leche, café con leche, cócteles, guarapitas, entre otras bebidas.
En química se preparan soluciones empíricas al realizar algunos ensayos de preparación de medios de disolución.
Un ejemplo pudiera ser cuando se tiene un compuesto orgánico P y se desea estudiar su solubilidad en distintos solventes. A partir de los resultados cualitativos, los cuales son soluciones empíricas, se puede preparar un medio de disolución específico.
Se realizan ensayos con medios de disolución para ese compuesto, sin la necesidad de emplear material volumétrico para su preparación.
En este medio se van adicionando los solventes o reactivos hasta el punto de que se alcance una disolución apropiada de P. A partir de estas medidas previas se realiza el mismo procedimiento para disolver otros sólidos de la misma naturaleza de P.
Después, se puede estimar la concentración necesaria de estos reactivos para reproducir el medio de disolución; y con esto, deja de ser una solución empírica.
Se pueden preparar soluciones empíricas cuando se utilizan baños crioscópicos o de hielo, para mantener una sustancia o medio de reacción a bajas temperaturas. La persona que lo prepara agrega una cantidad incierta de hielo, sal y agua, con tal de enfriar lo suficiente el recipiente o material colocado dentro del baño.
Otro ejemplo es cuando se adicionan indicadores ácido-base sólidos a una muestra a la que se le realizará una valoración volumétrica. Si el indicador ya exhibe color en el pH de la muestra, se adicionará una cantidad tal que la intensidad de su color, no interfiera con el punto final (viraje del indicador) en la valoración.
Esto ocurre, por ejemplo, cuando se trabaja con el indicador negro de eriocromo T. Su sólido consiste en cristales negros que colorean intensamente la muestra a valorar. Si se agrega demasiado de este indicador, la solución se tornará de color azul oscuro, lo cual imposibilita observar el punto final.
Bicarbonato para las quemaduras de ácido: se añade una cantidad tal de bicarbonato en agua hasta su saturación.
Cuando esta solución no está preparada previamente al accidente, se agrega una cantidad premeditada de esta sal al agua con el único objetivo de neutralizar el ácido o la base en la zona del cuerpo afectada.
Cuando se improvisan balones con soluciones coloridas (compuestos de metales de transición, colorantes, etc.) para decorar los laboratorios en tiempos decembrinos, se está haciendo uso de soluciones empíricas (a menos que se hayan preparado cuantitativamente).
A modo de reflexión final, en el laboratorio son muy pocas las ocasiones donde se trabaje con soluciones empíricas (y mucho menos a nivel industrial).
Esto se debe a que es imprescindible el poder reproducir las soluciones perfectamente. Además, no pueden sacrificarse la exactitud y la precisión de las mediciones; ya que, se restaría veracidad y calidad a los resultados experimentales.
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8va ed.). CENGAGE Learning.
- Expressing Concentrations. (s.f.). Recuperado de: chem.purdue.edu
- Zapata, M. (2016). Concentración de las soluciones: Soluciones cualitativas. Recuperado de: quimicaencasa.com
- Wikipedia. (2019). Disolución. Recuperado de: es.wikipedia.org
- Andrade C. Guevara. (2012). Soluciones empíricas. [PDF]. Recuperado de: roa.uveg.edu.mx