Figura. Mezcla de dos disoluciones.

La mezcla de dos disoluciones puede parecer un acto trivial a nivel técnico—simplemente verter un líquido en otro—pero en realidad encierra una serie de complejidades moleculares y aproximaciones matemáticas indispensables para comprender su comportamiento real. En la superficie, el procedimiento consiste en combinar volúmenes y homogenizar por agitación, pero internamente las moléculas de soluto y solvente interactúan de maneras que pueden desviarse del modelo ideal. Estas desviaciones requieren la introducción de factores de actividad o coeficientes de interacción para corregir la concentración “efectiva” de las especies disueltas.

La teoría de disoluciones ideales asume que los volúmenes son aditivos y que no existen fuerzas intermoleculares distintas a las de un líquido puro. Sin embargo, en la práctica, aparecen fenómenos de expansión o contracción volumétrica, donde el volumen final no coincide con la suma aritmética de los iniciales. Para describirlo con precisión, se recurre a aproximaciones matemáticas basadas en la coligatividad—propiedad que depende únicamente del número de partículas disueltas—y a ecuaciones de estado calibradas experimentalmente, como la ecuación de Van Laar o la de Margules.

Asimismo, la temperatura y la presión influyen en la solubilidad y en el equilibrio de fases, de modo que la simple adición de dos líquidos puede generar fenómenos como la precipitación, la formación de micelas o incluso cambios de fase si se cruzan límites críticos. Estas excepciones obligan a realizar correcciones en los cálculos estequiométricos y a validar los resultados con técnicas instrumentales: espectroscopía, calorimetría y medición de densidad.

Este mismo principio se repite en numerosos procesos químicos: disoluciones tampón, reacciones en fase líquida, cristalización y hasta en la preparación de mezclas de gases, donde hay que considerar la difusividad y la ley de Dalton. De este modo, lo que a simple vista es un acto técnico sencillo, en realidad depende de un entramado teórico de interacciones moleculares, modelos termodinámicos y ajustes empíricos que aseguran la reproducibilidad y exactitud en la manipulación de sustancias.

Así pues, el ajuste experimental más sencillo consiste en medir el volumen de equilibrio una vez transcurrido el tiempo necesario, en lugar de confiar ciegamente en la suma de los volúmenes originales. En la práctica, esta medición directa corrige desviaciones por expansiones o contracciones volumétricas inesperadas. En ejercicios de lápiz y papel, a veces se proporciona la densidad de equilibrio o el volumen de equilibrio para incorporar estas correcciones; si no es así, se asume idealidad y volúmenes aditivos, reconociendo que esta simplificación es válida solo a bajas concentraciones o como aproximación inicial.