Solubilidad
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Solubilidad es la mayor cantidad de soluto (gramos de sustancia) que se puede disolver en 100 gr. de disolvente a una temperatura fija, para formar una disolución saturada en cierta cantidad de disolvente.
Sumario
Proceso de solubilidad
Las sustancias no se disuelven en igual medida en un mismo disolvente. Con el fin de poder comparar la capacidad que tiene un disolvente para disolver un producto dado, se utiliza una magnitud que recibe el nombre de solubilidad. La capacidad de una determinada cantidad de líquido para disolver una sustancia sólida no es ilimitada. Añadiendosoluto a un volumen dado de disolvente se llega a un punto a partir del cual la disolución no admite más soluto (un exceso de soluto se depositaría en el fondo del recipiente). Se dice entonces que está saturada. Pues bien, la solubilidad de una sustancia respecto de un disolvente determinado es la concentración que corresponde al estado de saturación a una temperatura dada.
Las solubilidades de sólidos en líquidos varían mucho de unos sistemas a otros. Así a 20 ºC la solubilidad del cloruro de sodio (NaCl) en agua es 6 M y en alcohol etílico (C2H6O), a esa misma temperatura, es 0,009 M. Cuando la solubilidad es superior a 0,1 M se suele considerar la sustancia como soluble en el disolvente considerado; por debajo de 0,1 M se considera como poco soluble o incluso como insoluble si se aleja bastante de este valor de referencia.
La solubilidad depende de la temperatura; de ahí que su valor vaya siempre acompañado del de la temperatura de trabajo. En la mayor parte de los casos, la solubilidad aumenta al aumentar la temperatura. Se trata de procesos en los que el sistema absorbe calor para apoyar con una cantidad de energía extra el fenómeno la solvatación. En otros, sin embargo, la disolución va acompañada de una liberación de calor y la solubilidad disminuye al aumentar la temperatura.
Propiedades físicas
Otra propiedad física que permite conocer el tipo de enlace es la solubilidad. Los compuestos con enlace iónico son solubles en agua y los que tienen enlace covalente se disuelven en otros compuestos covalentes. Esta propiedad tiene varias excepciones, la fundamental es que las sustancias que tienen moléculas con muchos átomos de oxígeno y que no son macromoléculas son solubles en agua porque los átomos de oxígeno se unen con los átomos de hidrógeno del agua. Prácticamente todos los compuestos formados con elementos situados a la derecha de la tabla periódica tienen enlaces covalentes. En la vida corriente serían todas las pinturas, disolventes, grasas, hidrocarburos, azúcar, alcohol, etc.
Tipos de soluciones con respecto a la solubilidad.
- Solucion Insaturada: “Es aquella en que la cantidad de soluto disuelto es inferior a la que indica su solubilidad” esta solucion se reconoce experimentalmente agregandole una perqueña cantidad de soluto y esta se disolvera.
- Soluciion Saturada: “Es aquella en que la cantidad de soluto disuelto es igual a la que indica su solubilidad”. Este tipo de solucion se reconoce experimentalmente agregandole una perqueña cantidad de soluto y no se disolvera.
- Solucion Sobresaturada: “es aquella en que la cantidad de soluto disuelto es mayor a la que inddica su solubilidad”. Esste tipo de solucion 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 cristalizacion del exceso de soluto disuelto.
Factores que condicionan o modifican la solubilidad.
Como se a comprobado mediante experiencias cotidianas, hay ssustancias muy solubles en agua (azucar), otras muy poco solubles y otras practicamente insolubles (aceite), por lo tanto la solubilidad no posee siempre valor fijo o constante sino que depende de ciertos factores que haran de la ssolubilidad un valor que puede ser aumentado o disminuido según sea el factor modificante y estas son los siguientes:
La Temperatura
Este factor solo modifica la solubilidad de solutos solidos y gaseosos, los liquidos no sufren ninguna alterancion en su solubilidad, solo hasta que sean miscibles entre si (que se mezclen). En el caso de los solidos: en general un aumento de la temperatura provocara un aumento de la solubilidad aunque existen casos donde la solubilidad sufre una pequeña variacion 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 disminucion de la solubilidad y vice-versa. Si se coloca en un recipiente una pequeña cantidad de bebida gaseosa, al ser calentada, se observa inmediatamente una efervecencia derivada del escape de gas (dioxido de carbono) de la solucion. Si se calienta agua, esta pierde el aire disuelto en ella.
La Presion
Este factor no produce alteracion alguna en las solubilidades de solidos y liquidos. La presion modifica considerablemente la solubilidad de un gas y actua de la siguiente forma: “Un aumento de la presion producira siempre un aumento de la solubilidad del gas y vice-versa, siempre que la temperatura permanezca constante” (la temperatura tambien modifica la solubilidad de un gas). Esta midificacion se conoce con terminos matematicos como “ley de Henry” que dice: “La solubilidad de un gas es directamente proporcional a la presion del gas sobre la superficie del liquido a temperatura constante”.
Es to se puede comprobar facilmente con la siguiente experiencia:
Las bebidas y el champagne, contienen un gas disuelto (dioxido de carbono) a una alta presion, sobre todo el champagne, de ahíque al abrirlos se produce una disminucion de la presion y el gas escapa violentamente de la solucion. Esto se puede evitar un cierto grado enfriando, ya que como uno puede darse cuenta facilmente en el caso de los gases, su solubilidad varia en forma contraria con la presión y latemperatura.
Naturaleza Quimica del Soluto y el Solvente
Este factor podemos tomarlo en terminos sencillos en el siguiente sentido:
“Una sustancia podra 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 azucar y el yodo (en g/100g de solvente a 20ºC), utilizando como solventes agua y alcohol.
Se puede notar claramente que elazúcar 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 Quimica” tiene que ver con el tipo de “Union o Enlace Quimico” que posee el soluto y el solvente, esto se puede resumir en la siguiente frase:
“Lo semejante disuelve a lo semejante”
Enlaces externos
Fuentes
- A. Gardziella, L.A. Pilato, A. Knop, Editorial Springer-Verlag Berlag, Berlín, Heidelberg, New York (2000)
- Atkins P. "Fisicoquímica" 2da. Edición. Ed. Fondo Educativo Interamericano, México, 1986, pág: 204 – 205.
- Castellan G. "Fisicoquímica" 2da. Edición. Ed. Fondo Educativo Interamericano, EEUU, 1987, pág: 106, 144. 312-313;324,337
- Maron S. Prutton "Fundamentos de Fisicoquímica" 1era. Edición. Ed. Limusa, México, 1968, pág: 269 – 272.
- Pons Muzzo Gastón "Fisicoquímica" 6ta Edición Ed. Universo, Lima, 1985.
