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¿El alcohol realmente es una solución?

Recientemente, un amigo me envió el siguiente chiste de química:

Técnicamente, el alcohol es una solución

Como amante de los juegos de palabras, me gustaría disfrutarlo, pero creo que en realidad es falso tal como está redactado.

Una solución se define como: "una mezcla homogénea compuesta por dos o más sustancias". El alcohol por sí solo no constituiría una mezcla de múltiples sustancias y, por lo tanto, no sería una solución.

Pero en inglés la palabra "alcohol" también se usa comúnmente para referirse a muchas bebidas recreativas que contienen alcohol etílico además de otros tipos de moléculas. ¿Existen ejemplos comunes de bebidas alcohólicas que son soluciones en el sentido científico y que harían que el juego de palabras sea válido, como licor, vino o cerveza?

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Bueno, nada de lo que vemos a nuestro alrededor es puro, y considero que el alcohol es una solución; ya que existen impurezas. El alcohol más puro que he usado es 99.6% puro, lo que significa que de cada mil moléculas en el medio, 4 no son moléculas de etanol.

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Jon Kartago Lamida Puntos 101

Técnicamente, alcohol es el nombre de una clase de compuestos orgánicos que contienen uno o varios grupos hidroxilo.

Coloquialmente, el término "alcohol" se entiende como lo has descrito: una solución (de diferentes grados de pureza) de etanol y agua. El etanol puro es imposible de crear a través del método tradicional de purificación (destilación atmosférica) ya que la mezcla agua-etanol es azeotrópica:¹

Un azeótropo [...] es una mezcla de dos o más líquidos cuyas proporciones no pueden ser alteradas por una simple destilación. Esto sucede porque cuando un azeótropo hierve, el vapor tiene las mismas proporciones de los componentes que la mezcla sin hervir.

Source: Wikipedia

Por eso un químico nunca pensaría en "etanol 100% puro" cuando se menciona "alcohol".

Si revisas, por ejemplo, esta página del proveedor para el etanol más puro (>99.5%) que pude encontrar, verás varias sustancias listadas como impurezas:

  • <0.2% Agua
  • <0.1% Metanol
  • Otras sustancias orgánicas, como isopropanol y acetona

En cuanto a tu segunda pregunta, argumentaría que muchas bebidas destiladas (vodka, whisky, y coñac solo por nombrar algunas) son soluciones de etanol, agua y varios compuestos de sabor.

Algunas bebidas alcohólicas, como la cerveza y el vino sin filtrar, normalmente también contienen partículas sólidas y por lo tanto se podrían denominar correctamente "suspensiones".


¹ Ahora me pregunto si sería posible producir 100% de etanol a partir de otra mezcla de alguna manera. El problema probablemente sea que cada mezcla inicial común ya tiene cierta cantidad de agua. Pero sintetizar etanol en, por ejemplo, un líquido iónico bajo una atmósfera inerte y luego destilarlo podría ser un enfoque interesante.

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Es posible obtener alcohol libre de agua por destilación, pero los métodos comunes dejan rastros desagradables de cosas como benceno. Otros métodos existen para crear algunos grados espectroscópicos con contenido de agua muy bajo y sin benceno.

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@matt_black Entonces ¿es posible obtener agua libre, pero aún no > 99.9% pura? Escuché sobre esa cosa con el benceno pero no quería desviarme demasiado en esta respuesta.

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Hay un enfoque libre de aditivos, destilación por presión swing, que funciona para superar el azeótropo en algunos sistemas, siempre y cuando el punto de ebullición mínimo/máximo del azeótropo sea lo suficientemente sensible a la presión.

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shaiss Puntos 127

La respuesta de Tschoppi es técnicamente correcta, ya que es casi imposible crear un compuesto puro sin contaminantes. Los líquidos de mayor grado de pureza que puedo recordar haber visto en las páginas web de SigmaAldrich eran algo así como $99.9999~\%$ de pureza o algo parecido, lo suficientemente lejos del $100~\%$ como para llamarlo una solución.

Sin embargo, en la práctica, los químicos (especialmente los químicos no físicos) llamarían a cualquier fase líquida que no tenga partículas disueltas sustanciales un líquido ‘puro’ — eso incluso incluiría ‘sólo’ una pureza del $99~\%$. (Como regla general: Mientras más orgánico o biológico sea el químico, menos puros son los ‘líquidos puros’.) Algunos incluso podrían llamar al etanol del $96~\%$ (que a menudo tradicionalmente se etiqueta como etanol absoluto — sin confundirlo con Absolut Vodka) un líquido puro y ignorar totalmente el $4~\%$ de agua y otras cosas en él.

Así que desde un punto de vista práctico, las preguntas que quedan son:

  1. ¿Qué se piensa cuando uno escucha alcohol; y
  2. ¿uno consideraría la fase líquida pensada como una solución o un líquido puro.

La primera es la difícil. En el laboratorio, los químicos coloquialmente podrían llamar al etanol alcohol — mientras que algunos también podrían llamar al metanol el mal alcohol o algo así. La palabra alcohol ya no describe un producto químico específico (si es que alguna vez lo hizo) sino que, como señaló Tschoppi, un grupo de productos químicos que todos contienen grupos $\ce{O-H}$ (excluyendo los productos químicos si todos sus grupos $\ce{O-H}$ provienen de ácidos). Así que el juego de palabras probablemente fallaría en el paso 1 a la hora de definir alcohol.

Sin embargo, si asumimos que un químico entendería ‘la botella etiquetada etanol abs.’ (o la pureza de etanol que esté más disponible) en un entorno de laboratorio, entonces es muy probable que ese químico diga ‘no, esta botella no contiene una solución, solo un líquido/solvente/lo que sea.’ Así que el juego de palabras fallaría en el paso 2.

Por cierto, fuera del laboratorio, los químicos a menudo hablarían sobre alcohol refiriéndose a una bebida alcohólica — si es que usan esa palabra en ese sentido. No creo que ningún químico (al menos ninguno que haya conocido hasta ahora) usaría la palabra alcohol fuera del laboratorio para referirse al etanol. Si ese es el caso, entonces sí, el juego de palabras funcionaría.

Así que considerando todas las cosas, la mayoría de las veces los químicos rechazarían el juego de palabras por ser demasiado simplificado o incorrecto en un entorno de laboratorio. Sin embargo, dadas las restricciones correctas, lo aceptarían.

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Esto es muy tangencial, pero siempre he tenido curiosidad por cuál es la sustancia más pura que podemos hacer a una escala macroscópica, ¡así que creo que voy a compartirlo! Resulta que es el helio-3 superfluido, que es inmiscible con helio-4 debido a efectos cuánticos (!), es el solvente más pobre imaginable, todo lo demás se congela sólido a las temperaturas requeridas (milikelvin o menos), y la entropía de mezcla contribuye casi nada a la energía libre de mezcla tan cerca del cero absoluto.

-3voto

splinter Puntos 66

Yo argumentaría que estos son mezclas, no soluciones. Una solución requiere al menos dos componentes diferentes. Una solución podría parecerse al alcohol (siendo el solvente) que llevaría al agua (el soluto) a la solución, creando cationes $\ce{H+}$ y aniones $\ce{OH-}$. Eso sería un ácido y una base, que inmediatamente volverían a ser agua. Eso nunca sucedería. Las moléculas de agua simplemente se quedarían juntas en primer lugar. El hecho es que es una mezcla, no una solución.

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