Solubilidad, disociación y factores en reacciones químicas

¿Qué es la solubilidad?

Para discutir la solubilidad, primero debemos revisar el concepto de solución. A diferencia de una respuesta a un problema matemático, una solución es una mezcla hecha de dos partes, el soluto y el solvente. El soluto es la sustancia presente en menor cantidad y el solvente es la sustancia presente en mayor cantidad. Veamos algunos ejemplos.

Digamos que está haciendo limonada. Utiliza tres tazas de mezcla azucarada y un litro de agua. La mezcla de limonada es el soluto, ya que está presente en menor cantidad. Se disuelve en el solvente, el agua. También puede estar familiarizado con el agua salada, otra solución. Las partículas de cloruro de sodio son el soluto y el agua es el solvente. Observe que al disolverse, el soluto se mezcla con el solvente y no es posible separarlos sin una reacción química. Un colador no quitará el azúcar de la limonada si agrega demasiado.

La solubilidad es el proceso de disolver el soluto en el solvente para crear una solución. Se dice que la solubilidad está saturada cuando la cantidad máxima de soluto se disuelve en una solución a una temperatura determinada.

Disociación

Entonces, ¿qué sucede realmente durante la solubilidad? En una solución de agua, las moléculas de agua individuales se mueven constantemente con energía cinética. Como tales, chocan aleatoriamente con partículas de soluto. Si el soluto es polar o está cargado, la polaridad de las moléculas de agua creará enlaces con el soluto. Así es como se disuelven las partículas. El proceso de separar compuestos iónicos a través de la solubilidad se llama disociación . Veamos un ejemplo.

Digamos que mezcla una taza de sal con un litro de agua. Las moléculas de cloruro de sodio están conectadas con enlaces iónicos. El átomo de sodio tiene una carga positiva al dar cloruro a un electrón, y el átomo de cloro tiene una carga negativa. El agua es una molécula polar, lo que significa que tiene cargas parciales en sus átomos debido a un intercambio desigual de electrones en sus enlaces covalentes. El átomo de oxígeno es más electronegativo en comparación con los átomos de hidrógeno. Esto hace que acerque los electrones hacia él, lo que le da al oxígeno una carga parcial negativa y al hidrógeno una carga parcial positiva.

La disociación disuelve los compuestos iónicos en agua.

Esto permite que el agua interactúe bien con otras moléculas cargadas. Cuando el agua choca con las moléculas de sal, el sodio crea un enlace con los átomos de oxígeno y el cloruro crea un enlace con los átomos de hidrógeno. Esto separa el sodio y el cloruro y permite que los iones se disocien.

Algunas moléculas tienen fuerzas intramoleculares tan fuertes que el agua no puede causar disociación. Algunos ejemplos de solutos como este incluyen carbonato de calcio y cloruro de plata.

Factores que impactan la solubilidad

La solubilidad es una reacción química y la disociación puede ocurrir en ambas direcciones, y el compuesto iónico se disocia en sus partes cargadas o se peina. Veamos algunos factores que afectan la solubilidad y la disociación.

Tamaño de partícula

En general, cuanto más pequeñas sean las partículas, más rápida será la disociación y más soluble será el compuesto. Esto se debe a que las partículas más pequeñas tienen una relación de área superficial a volumen aumentada en comparación con las partículas grandes. Esto crea más oportunidades para que el agua interactúe con las partículas y, por lo tanto, promueva la disociación.

Temperatura

El aumento de temperatura aumentará la solubilidad y la disociación. A medida que aumenta la temperatura, también aumenta la energía cinética molecular de las partículas. Esto significa que las partículas se mueven más rápido en la solución. Esto es importante porque las colisiones aleatorias entre el agua y el compuesto son necesarias para que ocurra la disociación. Por tanto, el aumento de temperatura aumentará generalmente la solubilidad.

El aumento de temperatura aumenta el movimiento en una solución y, por lo tanto, la solubilidad.

Proximidad de reactivos

Una mayor proximidad de los reactivos también puede aumentar la solubilidad y la velocidad de las reacciones químicas. Para que tenga lugar una reacción, los reactivos, los materiales con los que comienza, deben poder colisionar. En términos de solubilidad, el agua debe poder interactuar con el compuesto iónico para que se produzca la disociación. Cuanto más cercana sea la proximidad de las moléculas, más rápida puede ocurrir la disociación.

Resumen de la lección

Una solución es una mezcla de dos componentes, el soluto , que está en menor concentración, y el solvente , que está en mayor concentración. La solubilidad es la capacidad de un solvente para disolver un soluto y crear una solución. Se dice que la solubilidad está saturada cuando la cantidad máxima de soluto se disuelve en el solvente a una temperatura dada. La disociación ocurre cuando un compuesto iónico se disuelve en agua debido a interacciones entre las cargas y la polaridad de los átomos en la molécula de agua.

Varios factores pueden afectar la solubilidad y la tasa de disociación, que incluyen:

• Tamaño de partícula: las partículas más pequeñas tienen una mayor solubilidad
• Temperatura: las temperaturas más altas aumentan la solubilidad
• Proximidad de los reactivos: cuanto más cerca esté la proximidad de los reactivos, mayor será la solubilidad.