Las soluciones son mezclas homogéneas que resultan de disolver, a nivel molecular, uno o más «solutos» dentro del «solvente» – el medio de disolución. El disolvente también puede consistir en más de una sustancia, siempre que también se disuelvan entre sí. En el uso corriente, la palabra solución se refiere a sustancias disueltas en un disolvente líquido, aunque el uso generalizado de la palabra no es tan limitado. Los científicos llaman cantidad o riqueza de solutos dentro de una solución a su concentración de solución. Hay varias formas de cuantificar o asignar un valor numérico a la concentración de la solución.
Los métodos utilizados para informar la concentración varían, dependiendo de si el uso es científico o no y, a veces, según la ciencia en particular. Especialmente entre los químicos analíticos, la unidad más común para informar la concentración de la solución es la «molaridad». Este término se deriva de la palabra «mol», que se refiere al peso molecular de un compuesto en particular en gramos. Se puede ver fácilmente que, dado que sus pesos moleculares difieren, un mol de azúcar no es igual en peso a un mol de sal.
Considere cómo se prepara una solución un molar de sal de mesa. El cloruro de sodio tiene la fórmula química NaCl: es el producto de reacción producido al combinar sodio (Na) metálico con cloro (Cl) gaseoso. El peso atómico del sodio es 22.99; el peso atómico del cloro es 35.45. La simple adición da un peso molecular de la sal de 58.44, es decir, un mol de NaCl pesa 58.44 gramos. La disolución de esta cantidad de NaCl en agua para hacer un litro (1.06 cuartos de galón) de solución da como resultado una solución exactamente un molar (1.0 M).
Con menos frecuencia, la concentración de la solución se puede expresar en términos de «normalidad» o «molalidad». La definición de normalidad no es muy diferente de la de molaridad, pero incorpora el concepto de «equivalentes». Por ejemplo, una solución que es 1.0 molar en ácido fosfórico (H3PO4), ya que produce tres iones de hidrógeno por cada molécula de ácido fosfórico, es 3.0 normal (3.0 N). Aunque al principio podría parecer ventajoso utilizar la normalidad en lugar de la molaridad como patrón de concentración de la solución, la normalidad no es un término absoluto, sino que depende del uso de la solución. Por esta razón, la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada ha instado a interrumpir la normalidad en la expresión de la concentración de la solución.
La molalidad se usa incluso con menos frecuencia que la normalidad. Una solución es un molal (1.0 m) si consta de un mol de soluto disuelto en un kilogramo, no de solución, sino de disolvente. Al principio, podría parecer que la molalidad no ofrece propiedades especialmente valiosas, lo que la hace útil como término para la concentración de la solución. Sin embargo, no implica volumen, sino solo peso, tanto para el soluto como para el disolvente. Esto significa que la molalidad no depende de la temperatura, lo que la convierte en la unidad de elección en aquellas áreas de la química que involucran propiedades “coligativas”, aquellas propiedades que involucran cantidades de partículas.