Curvas de solubilidad y solubilidad

¡Puntúa este artículo!

Solubilidad


La disolución ocurre cuando el soluto se disuelve en el solvente.
Ejemplos de solutos solventes

Ya aprendiste sobre la disolución y cómo se hace una solución, pero veamos nuevamente parte del vocabulario. Cuando un soluto en un solvente forma una solución, se llama disolución . Un soluto es la sustancia principal que se disuelve en un líquido llamado solvente. Entonces, lo que esto significa es disolución es cuando algo se disuelve en otra cosa. Hay muchos factores que afectan la velocidad a la que se disuelve un soluto, incluida la presión y la temperatura, entre otros.

Entonces, ha aprendido sobre la disolución y cómo se forma una solución. En esta lección, hablaremos de solubilidad. La solubilidad es la cantidad de soluto necesaria para formar una solución saturada a una temperatura y una cantidad de disolvente específicas. La solubilidad se denomina en tres términos diferentes: saturado, insaturado y sobresaturado.

Una solución saturada es una solución que contiene la máxima cantidad de soluto disuelto. Si una solución no contiene la cantidad máxima de soluto, está insaturada . Una solución sobresaturada es una solución que contiene más que la cantidad máxima de soluto disuelto que una solución saturada en las mismas condiciones. Sé que esto suena imposible, pero comprenderá lo que quiero decir.

¿Bebes té helado? ¿Te gusta el azúcar en tu té helado? ¿Qué pasa si le pones demasiada azúcar a tu té? (Aparte de que se vuelve demasiado dulce para beber.) A menudo, encuentra algo de azúcar sin disolver en el fondo de su vaso cuando termina de beber. Esto se debe a que su té ya estaba saturado de azúcar y no podía absorber más en solución.

Sin embargo, podrías haber hecho que el té estuviera sobresaturado. Lo harías calentando el té. Cuando aumenta la temperatura del té, puede absorber más azúcar porque tiene un punto de saturación más alto. Cuando enfría el té, el azúcar permanece en solución y está sobresaturada a una temperatura más baja de lo que podría haber estado si hubiera comenzado con una solución fría.

Curva de solubilidad

La solubilidad se mide determinando la masa máxima de un soluto que se puede disolver en 100 g de un solvente a una temperatura dada. Los científicos trazan la relación entre la temperatura y la solubilidad de un soluto particular en una curva de solubilidad . En general, la solubilidad de un compuesto aumentará a medida que aumenta la temperatura.

A continuación se muestra un ejemplo de una curva de solubilidad:


Ejemplo de curva de solubilidad
Gráfico de curva de solubilidad

Tiene la temperatura graficada contra gramos de soluto por 100 g de agua. Esto es lo que verá normalmente en una curva de solubilidad. Las líneas de la curva de solubilidad indican una solución saturada, una solución que tiene la cantidad máxima de soluto disuelto en 100 g de agua. Cualquier cantidad por debajo de la línea para una sustancia en particular muestra una solución insaturada, y cualquier cantidad por encima de la línea muestra una solución sobresaturada.

Como puede ver en la curva anterior, NH3 y Ce2 ​​(SO4) 3 son dos compuestos cuya solubilidad disminuye al aumentar la temperatura porque su pendiente es hacia abajo.

A partir de la curva de solubilidad, puede determinar la solubilidad de una sustancia a cualquier temperatura entre 0 y 100 grados C. Por ejemplo, ¿cuál es la solubilidad del KNO3 a 0 grados C? Alrededor de 13 g por 100 g de agua. ¿Y a 50 grados C? Es 80 g por 100 g de agua. Entonces, la solubilidad del KNO3 aumenta más de seis veces entre 0 y 50 grados C.


La solubilidad del KNO3 a 50 grados C es de 80 g / 100 g de agua.
Ejemplo de curva de solubilidad de KNO3

Temperatura y presión

La solubilidad es sensible tanto a la temperatura como a la presión. En general, la solubilidad aumenta con la temperatura. Cuando un sólido se disuelve en un líquido, el sólido necesita esencialmente ‘fundirse’ o romperse para disolverse. Se necesita calor, o energía, para romper los enlaces y “derretir” el sólido. Cuando aumenta la temperatura de un solvente, aumenta la energía cinética, o energía de movimiento de las moléculas, y esta mayor energía ayuda a ‘derretir’ o disolver más moléculas de soluto. Las excepciones a esto, como el NH3, que disminuye su solubilidad con la temperatura, es porque cuando estas moléculas se disuelven o rompen, se desprende calor, por lo que agregar más calor a esta reacción tiene un impacto negativo.

La solubilidad de líquidos y sólidos no se ve muy afectada por los cambios de presión. Sin embargo, el gas muestra cambios en la solubilidad con la presión. Esto se debe a la ley de Henry, que dice que la solubilidad de un gas en un líquido es directamente proporcional a la presión de ese gas sobre la superficie de la solución. Lo que esto significa es que si aumenta la presión sobre el líquido en el que se disuelve el gas, se forzará más gas a ingresar a la solución. La soda es un gran ejemplo de esto. La soda se embotella a presión para que se absorba más dióxido de carbono en el líquido. Este dióxido de carbono sale de la solución cuando abre el refresco y se libera la presión.

Otro gran ejemplo de esto son los buceadores. Cuando los buzos están bajo el agua, sus cuerpos están sometidos a mucha presión por el peso del agua. Además, están respirando aire comprimido de sus tanques de buceo. Esta combinación de aumento de presión hace que la sangre absorba más nitrógeno. A medida que los buzos abandonan las profundidades del agua, necesitan elevarse lentamente para que sus cuerpos se ajusten a la presión disminuida y permitan que el nitrógeno salga de su sangre lentamente. Si no lo hacen, la menor solubilidad del nitrógeno gaseoso debido a la menor presión provoca burbujas de nitrógeno en la sangre. Esto causa dolor y ocasionalmente la muerte por una afección llamada curvas.

Resumen de la lección

La solubilidad es la cantidad de soluto necesaria para formar una solución saturada a una temperatura y una cantidad de disolvente específicas. La solubilidad se denomina en tres términos diferentes: saturado, insaturado y sobresaturado.

Una solución saturada es una solución que contiene la máxima cantidad de soluto disuelto. Si una solución no contiene la cantidad máxima de soluto, está insaturada . Una solución sobresaturada es una solución que contiene más que la cantidad máxima de soluto disuelto que una solución saturada en las mismas condiciones.

Una curva de solubilidad muestra la relación entre la temperatura y la solubilidad de una sustancia. La temperatura afecta la solubilidad de líquidos, sólidos y gases. La presión generalmente solo afecta la solubilidad de los gases.

Los resultados del aprendizaje

Después de ver esta lección en video, podrá:

  • Defina la solubilidad y lea una curva de solubilidad
  • Comprender las diferencias entre las soluciones saturadas, insaturadas y sobresaturadas e identificarlas en una curva de solubilidad.
  • Explicar cómo la temperatura y la presión afectan la solubilidad de sólidos, líquidos y gases.