Solubilidad

Sustancias. Soluto. Solvente. Soluciones. Estados. Mezclas homogéneas. Temperatura. Presión

  • Enviado por: Eya
  • Idioma: castellano
  • País: Chile Chile
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Informe de Química Plan Diferenciado:

Solubilidad

Las soluciones son mezclas homogéneas de sustancias en iguales o distintos estados de complemento. La concentración de una disolución constituye una de sus principales características. Bastantes propiedades de las disoluciones dependen exclusivamente de la concentración. Su estudio resulta de interés tanto para la física como para la química.

El estudio de los diferentes estados de complemento de la materia se suele referir, para simplificar, a una situación de laboratorio, admitiéndose que las sustancias consideradas son puras, es decir, están formadas por un mismo tipo de componentes elementales, ya sean átomos, moléculas, o pares de iones. Los cambios de estado, cuando se producen, sólo afectan a su ordenación o agregación.

Las soluciones constituyen un tipo particular de mezclas. El aire de la atmósfera o el agua del mar son ejemplos de disoluciones. El hecho de que la mayor parte de los procesos químicos tengan lugar en solución hace del estudio de las soluciones un apartado importante de la química-física.

La Solubilidad

“La solubilidad es la medida o magnitud que indica la cantidad máxima de soluto que puede disolverse en una cantidad determinada de solvente y a una temperatura dada”.

Las unidades de expresión para la solubilidad son variadas, en general se expresa en g/l (gramos/litros).

Ejemplo: La solubilidad de la sal común (cloruro de sodio) es de 360 g/l en agua a 20ºC.

Este valor indica que en un litro de agua (1000 cc) a 20ºC, la cantidad máxima de cloruro de sodio que se puede disolver es 360 gramos.

Pueden presentarse dos situaciones en particular para la solubilidad:

  • Si dos solutos son solubles en un mismo solvente, dependiendo de las cantidades (pequeñas) pueden disolverse ambos sin ninguna dificultad, pero en general la sustancia de mayor solubilidad desplaza de la solución a la de menor solubilidad, ejemplo: al agregar azúcar o sal a una bebida, inmediatamente se produce el escape del gas disuelto en ella.

  • Si un soluto es soluble en dos solventes inmiscibles (no se mezclan) entre sí, el soluto se disuelve en ambos solventes distribuyéndose proporcionalmente de acuerdo a sus solubilidades en ambos solventes.

  • Tipos de soluciones con respecto a la solubilidad.

  • Solución Insaturada: “Es aquella en que la cantidad de soluto disuelto es inferior a la que indica su solubilidad” esta solución se reconoce experimentalmente agregándole una pequeña cantidad de soluto y esta se disolverá.

  • Solución Saturada: “Es aquella en que la cantidad de soluto disuelto es igual a la que indica su solubilidad”. Este tipo de solución se reconoce experimentalmente agregándole una pequeña cantidad de soluto y no se disolverá.

  • Solución Sobresaturada: “Es aquella en que la cantidad de soluto disuelto es mayor a la que indica su solubilidad”. Este tipo de solución se reconoce experimentalmente por su gran “inestabilidad” ya que al agitarla o al agregar un pequeño cristal de soluto (cristal de siembra o semilla de cristal) se provoca la cristalización del exceso de soluto disuelto.

  • Factores que condicionan o modifican la solubilidad.

    Solubles: si su solubilidad es 0,1 M o >.

    Poco Solubles: si su solubilidad se sitúa entre 0,1 M y 0,001 M

    Insolubles: si su solubilidad no llega a 0,001 M

    Como se ha comprobado mediante experiencias cotidianas, hay sustancias muy solubles en agua (azúcar), otras muy poco solubles y otras prácticamente insolubles (aceite), por lo tanto la solubilidad no posee siempre valor fijo o constante sino que depende de ciertos factores que harán de la solubilidad un valor que puede ser aumentado o disminuido según sea el factor modificante y éstos son los siguientes:

  • La Temperatura:

  • Este factor solo modifica la solubilidad de solutos sólidos y gaseosos, los líquidos no sufren ninguna alteración en su solubilidad, solo hasta que sean miscibles entre sí (que se mezclen).

    En el caso de los sólidos: en general un aumento de la temperatura provocará un aumento de la solubilidad aunque existen casos donde la solubilidad sufre una pequeña variación e incluso casos donde al aumentar la temperatura la solubilidad disminuye.

    En el caso de los gases: un aumento de la temperatura produce siempre una disminución de la solubilidad y vise-versa. Si se coloca en un recipiente una pequeña cantidad de bebida gaseosa, al ser calentada, se observa inmediatamente una efervescencia derivada del escape de gas (dióxido de carbono) de la solución. Si se calienta agua, esta pierde el aire disuelto en ella.

  • La Presión:

  • Este factor no produce alteración alguna en las solubilidades de sólidos y líquidos.

    La presión modifica considerablemente la solubilidad de un gas y actúa de la siguiente forma: “Un aumento de la presión producirá siempre un aumento de la solubilidad del gas y vise-versa, siempre que la temperatura permanezca constante” (la temperatura también modifica la solubilidad de un gas. Esta mitificación se conoce con términos matemáticos como “ley de Henry” que dice: “La solubilidad de un gas es directamente proporcional a la presión del gas sobre la superficie del líquido a temperatura constante”.

    Esto se puede comprobar fácilmente con la siguiente experiencia:

    Las bebidas y el champagne, contienen un gas disuelto (dióxido de carbono) a una alta presión, sobre todo el champagne, de ahí que al abrirlos se produzca una disminución de la presión y el gas escapa violentamente de la solución. Esto se puede evitar un cierto grado enfriando, ya que como uno puede darse cuenta fácilmente en el caso de los gases, su solubilidad varía en forma contraria con la presión y la temperatura.

  • Naturaleza Química del Soluto y el Solvente:

  • Este factor podemos tomarlo en términos sencillos en el siguiente sentido:

    “Una sustancia podrá ser muy soluble en un determinado solvente, pero esto no permite asegurar que lo sea en otros solventes”, para ejemplificar lo dicho, hay que observar la solubilidad del azúcar y el yodo (en g/100g de solvente a 20ºC), utilizando como solventes agua y alcohol.

    SOLVENTE

    AZUCAR

    YODO

    AGUA

    179

    0.029

    ALCOHOL

    0.9

    20.5

    Se puede notar claramente que el azúcar es muy soluble en agua pero poco soluble en alcohol, a su vez el yodo es muy poco soluble en agua pero muy soluble en alcohol.

    En realidad la “Naturaleza Química” tiene que ver con el tipo de “Unión o Enlace Quimico” que posee el soluto y el solvente, esto se puede resumir en la siguiente frase:

    “Lo semejante disuelve a lo semejante”

    Producto de la Solubilidad

    Kps Es la constante de equilibrio que se aplica a la disolución de un compuesto poco soluble.

    Incluso en las sustancias más insolubles hay siempre una pequeña proporción de partículas que pasan a la disolución. Esto se puede indicar en un campo iónico como un equilibrio entre la forma sólida y los iones en disolución. Este equilibrio está desplazado claramente hacia la forma iónica no disociada.

    A la constante de equilibrio se la denota constante del producto de solubilidad o también producto de solubilidad

    Cuanto menor sea el producto de solubilidad menor solubilidad tendrá la sustancia.

    Bibliografía

    • Apuntes de Química Tercer Año de Educación Media.

    Editorial Salesiana

    Chile, año 1989.

    • Fundamentos de Química general Segunda Edición.

    Editorial Mc Graw - Hill

    México, año 1991.

    • Enciclopedia Virtual Microsoft Encarta 2002

    Microsoft Corporation

    1993 - 2001.

    • Buscador www.Google.cl

    De este informe concluimos que la solubilidad no es solo diluir una sustancia en otra, ya que esto consiste en un proceso químico-físico que está sometido a diferentes factores que predominan, como es el caso de la presión y la temperatura.

    Existen tres tipos de soluciones: las saturadas (la cantidad de soluto disuelto es igual a la que indica su solubilidad), las insaturadas (la cantidad de soluto disuelto es inferior a la que indica su solubilidad), y sobresaturadas (la cantidad de soluto disuelto es mayor a la que indica su solubilidad).

    La solubilidad depende de tres factores, los cuales son: la presión, la temperatura y la naturaleza química del soluto y solvente.

    Es bueno indicar dos situaciones muy importantes con respecto a la solubilidad:

  • Se pueden disolver dos solutos en un mismo solvente

  • Se puede disolver un soluto en dos solventes inmiscibles.

  • En el informe incluimos algunas experiencias y ejemplos domésticos que comprobamos experimentalmente en nuestro diario vivir lo que permite que conozcamos más de cerca el mundo de la química, que en definitiva es simplemente: “todo lo que nos rodea”.

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