Solubilidad de las sales comunes: predicción de los resultados de las reacciones

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Introducción a la solubilidad

Déjame presentarte a Shelley. Shelley es una química realmente genial; puede mezclar dos soluciones incoloras y producir un sólido amarillo brillante. ¡Genial, es mágico!

En realidad, no es magia en absoluto, aunque sigue siendo genial. Verá, Shelley comprende todo sobre la solubilidad de las sales comunes. Sabía exactamente qué dos soluciones incoloras mezclar para producir un sólido amarillo. No solo eso, sino que también sabía qué estaba pasando en la reacción. Y al final de esta lección, usted también lo hará.

¿Qué es una sal?

Antes de llegar a las reacciones, demos un pequeño paso atrás y definamos algunos términos importantes para usted. En primer lugar, esta lección tratará sobre las sales. Una sal es un compuesto iónico y está formada por dos iones: un catión positivo y un anión negativo.

Aquí puede ver varias sales diferentes de sodio.

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Cada sal consta de un ion positivo, el sodio y un ion negativo. Probablemente ya sepa que a veces el anión puede contener más de un tipo de átomo. Por ejemplo, las tres moléculas finales aquí son hidróxido de sodio, cianuro de sodio y acetato de sodio. Los diferentes colores muestran que hay más de un tipo de átomo en el anión. A estos aniones los llamamos iones poliatómicos.

Shelley va a demostrar lo que sucede cuando pone una cucharadita de NaCl sólido o cloruro de sodio en agua.

Estoy bastante seguro de que predijo que esto sucedería: el NaCl sólido se disuelve completamente en el agua. Decimos que el cloruro de sodio es soluble en agua, lo que significa que se descompone en cationes y aniones, formando una solución de cloruro de sodio. No se pueden ver los iones de sodio y cloruro individuales porque son muy pequeños, pero sabemos que esto sucede porque podemos conducir electricidad a través de una solución de cloruro de sodio.

Cuando el cloruro de sodio se disuelve en agua, la ecuación es: NaCl -> Na + (aq) + Cl- (aq) . La ecuación nos dice que el cloruro de sodio sólido se ha descompuesto en iones acuosos de Na + y Cl-. Estos pequeños símbolos aq son muy importantes, como verá más adelante en la lección.

Resulta que no todas las sales son solubles en agua y, a veces, cuando se mezclan soluciones de dos sales diferentes, se forma un sólido insoluble. Esto es como la magia que Shelley nos mostró al comienzo de la lección. El precipitado que se forma es una sal sólida insoluble que se separa de la solución.

Lo realmente asombroso es que podemos usar nuestra comprensión de la solubilidad de la sal para predecir lo que sucederá en una reacción entre dos soluciones salinas diferentes. Y veremos esto a continuación.

Reglas de solubilidad

Ahora, hay algunas reglas bastante claras que podemos usar para predecir la solubilidad. Para esta lección, simplemente diremos que algo es soluble o insoluble. A medida que avanza hacia niveles superiores de química, también considerará las sales que son solo ligeramente solubles. Pero por ahora, hagámoslo simple.

Solubilidad en agua de las sales comunes

IonesSolubilidad de salesExcepciones de solubilidad
sodio (Na), potasio (K) y amonio (NH4 +)todo solubleninguna
nitratos (NO3-)todo solubleninguna
cloruros (Cl-) y yoduros (I-)más solubleplata (Ag +), plomo (Pb2 +), mercurio (Hb22 +)
sulfatos (SO42-)más solubleAg +, Pb2 +, calcio Ca2 +, estroncio (Sr2 +) y bario (Ba2 +)
carbonatos (CO32-)mas insolubleGrupo 1A, NH4 + soluble
hidróxido (OH-)mas insolubleGrupo 1A, NH4 + soluble

Entonces, aquí podemos ver una tabla dividida en grupos de iones. Le complacerá saber que no es necesario que recuerde esta tabla, solo cómo usarla. Es importante notar las excepciones. Podemos decir que la mayoría de los cloruros y yoduros son insolubles, pero hay excepciones a esta regla.

Es importante que se dé cuenta de que esta tabla solo muestra algunos iones como ejemplo. En sus estudios, es posible que le den una tabla que también contiene otros iones. No se preocupe por esto porque la forma en que lo use será la misma.

Esta tabla resulta realmente útil si queremos predecir si se formará un precipitado durante una reacción iónica entre dos soluciones salinas diferentes. Recuerde que cuando los compuestos iónicos reaccionan juntos, lo llamamos reacción de doble reemplazo. En otras palabras, dos elementos de diferentes compuestos se reemplazan entre sí. Es como intercambiar parejas de baile en un baile.

Entonces, intentemos predecir el resultado de dos reacciones de soluciones salinas.

Predecir los resultados de la reacción

Predecimos lo que sucederá cuando Shelley mezcle fosfato de amonio y carbonato de potasio. ¿Creemos que se formará un precipitado?

Lo primero que haremos será identificar todos los iones presentes. Tenemos un catión de amonio con un anión fosfato y un catión de potasio con un anión carbonato. Ahora los iones cambiarán de socio, por lo que nuestros posibles productos de precipitación son el carbonato de amonio y el fosfato de potasio.

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Echemos un vistazo a la tabla.

Empezaremos por el carbonato de amonio. Nuestra tabla nos dice que todas las sales que contienen amonio son solubles. También tenga en cuenta que, bajo el ion carbonato, el amonio figura como una excepción. Ahora sabemos que el carbonato de amonio es soluble y no precipitará.

Bien, ¿qué pasa con la segunda posibilidad, el fosfato de potasio? No se preocupe si no puede encontrar el ion fosfato en la lista de nuestra tabla, porque tenemos el catión potasio. Esto dice que todas las sales que contienen potasio son solubles sin excepciones. Entonces también sabemos que el fosfato de potasio es soluble y no precipita.

En este caso, ambas sales son solubles y no se forma precipitado.

Ahora hagamos un segundo ejemplo. Esta vez predice lo que sucederá cuando Shelley mezcle nitrato de plomo y yoduro de potasio. ¿Creemos que se formará un precipitado?

Nuevamente, identifiquemos todos los iones presentes. Tenemos un catión de plomo con un anión de nitrato y un catión de potasio con un anión de yoduro. Los iones cambiarán de socio, por lo que nuestros posibles productos de precipitación son yoduro de plomo y nitrato de potasio.

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Echemos un vistazo a la tabla. Esta vez comenzaremos con yoduro de plomo. Nuestra tabla no muestra el plomo específicamente, pero nos dice que las sales que contienen yoduro son principalmente solubles, excepto cuando se combinan con plomo. ¡Lea siempre las excepciones! Ahora sabemos que el yoduro de plomo es insoluble y precipitará.

Así que revisemos también la otra sal, el nitrato de potasio. Éste es fácil de responder, porque todas las sales que contienen potasio son solubles y todas las sales que contienen nitrato son solubles. No hay preguntas, ni excepciones. El nitrato de potasio es soluble y no precipita.

En este caso, tuvimos un precipitado de yoduro de plomo. De hecho, esta es la reacción mágica de Shelley al principio de la lección. El yoduro de potasio es un sólido amarillo muy hermoso.

La ecuación química para esta reacción es aquí: Pb (NO 3) 2 (aq) + 2KI (aq) -> PbI 2 (s) + 2KNO 3 (aq) . Observe los símbolos sólido y acuoso que nos dicen que el yoduro de plomo es un precipitado y el nitrato de potasio todavía está en solución.

Resumen de la lección

En esta lección ha aprendido que una sal es un compuesto iónico que se descompone en cationes y aniones cuando se disuelve en agua. También ha aprendido que no todas las sales son solubles. Un precipitado es una sal sólida insoluble que se separa de la solución. Para ayudarnos a descubrir qué sales son solubles en agua, podemos usar una tabla de solubilidad de sal. Esta tabla nos dice qué iones son solubles y qué iones son insolubles en agua. Esta información se puede utilizar para determinar si se formará un precipitado cuando se mezclen las soluciones salinas.

Los resultados del aprendizaje

Una vez que haya terminado, debería poder:

  • Explica por qué algunas sales desaparecen en el agua y otras forman precipitados.
  • Predecir las reacciones de diferentes sales agregadas al agua.