Explicamos qué es la solubilidad en química y qué factores la afectan. Además, ¿qué es el producto de solubilidad y varios ejemplos.

solubilidad café lait
La solubilidad es la capacidad de una sustancia para disolverse en otra.

¿Qué es la solubilidad?

En química, la solubilidad es la capacidad de un cuerpo o sustancia dada (llamada soluto) para disolverse en un medio dado (llamado solvente); es decir, es la cantidad máxima de un soluto que puede recibir un disolvente bajo ciertas condiciones ambientales.

El soluto es la sustancia que se disuelve en un disolvente dado. Puede ser un sólido, líquido o gaseoso. El soluto se encuentra generalmente en cantidades más pequeñas que el solvente en una disolución.

El disolvente o disolvente es la sustancia en la que se disuelve un soluto dado. El disolvente se encuentra generalmente en mayores cantidades que el soluto en una disolución.

solubilidad puede expresarse por unidades de concentración, como la molaridad o la molalidad, por ejemplo.

La concentración molar (relativa a la molaridad) se define como la cantidad de lunares de soluto por litro de disolución (o unidad equivalente) y se calcula de la siguiente manera:

solubilidad

Dónde:

  • M(X). Molaridad de la sustancia éxtasis expresado en mol/L.
  • n(X). Cantidad de sustancia en la sustancia éxtasis expresado en lunares (mol).
  • V(X). Volumen de disolución expresado en litros (L) o unidades equivalentes.

La concentración molal (relativa a la molalidad) se define como el número de moluscos solutos en un kilogramo de disolvente y se calcula de la siguiente manera:

solubilidad

Dónde:

  • m(X). Esta es la molalidad de la sustancia éxtasis expresado en mol/(kg de disolvente).
  • n(X). Esta es la cantidad de sustancia de la sustancia éxtasis expresado en lunares (mol).
  • m(disolvente expresado en kg). Esta es la masa del disolvente expresada en kg.

Sin embargo, la solubilidad no es una característica universal de todas las sustancias. Algunos se disuelven fácilmente, otros más difíciles y otros simplemente no se disuelven.

También depende de las sustancias que mezclamos. El agua, comúnmente conocida como disolvente universal, no puede disolver completamente el aceite, por ejemplo.

Pero incluso cuando un disolvente logra disolver un soluto, lo hace hasta cierto punto, debido al hecho de que las disoluciones se pueden clasificar en:

  • saturado. Cuando ya no se puede disolver el soluto, es decir cuando la disolución tiene el soluto máximo que admite el disolvente.
  • insaturado. Cuando uno puede continuar disuelve más soluto en la disolución.
  • Sobresaturado. Cuando la disolución tiene más soluto del que puede disolver. Una disolución sobresaturada se puede obtener modificando ciertas condiciones, como la temperatura, para obtener que se disuelva más soluto que el máximo permitido por la disolución.

Vea también: soluto y solvente

Factores que afectan a la solubilidad

temperatura de la sal de la solubilidad
Es posible cambiar la solubilidad de una sustancia aumentando la temperatura.

En principio, la solubilidad de una sustancia depende de la otra con la que la mezclamos. En términos generales, las sustancias se clasifican en:

  • Soluble en agua. Estos son los que pueden disolverse más fácilmente (o bastante) en agua.
  • soluble. Estos son los que pueden disolverse más fácilmente en aceites.

Además, la solubilidad de las sustancias depende de los siguientes factores:

Tempera ture. La mayoría de los sólidos aumentan su solubilidad en agua aumentando la temperatura, aunque hay algunas excepciones. Los compuestos orgánicos también generalmente aumentan su solubilidad al aumentar la temperatura. Este aumento de la solubilidad al aumentar la temperatura se debe al aumento de las interacciones entre las partículas de soluto y el disolvente, de modo que el intermolec fuerzaular entre ellos se puede romper. Además, los solutos de gas tienen un comportamiento de dición, ya que al aumentar la temperatura, su solubilidad aumenta en disolventes orgánicos, pero disminuye en agua porque el gas tiende a escapar del líquido con el aumento de la temperatura.

Por ejemplo, un vaso de agua disuelve una cierta cantidad de azúcar, hasta que el exceso comienza a precipitarse en el fondo. Si calentamos este vaso de agua, notaremos como el exceso comienza a desaparecer, aumentando la solubilidad del soluto en el disolvente.

presión. La presión influye principalmente en la solubilidad de los solutos gaseosos. Al aumentar la presión de un soluto gaseoso, aumenta su solubilidad en un determinado disolvente.

Naturaleza del soluto y disolvente. Las sustancias con la misma polaridad son solubles entre sí, de ahí la frase "tal disolución de la misma cosa". Sin embargo, cuando un soluto y un disolvente tienen polaridades diferentes, son completamente insolubles entre sí, aunque siempre hay un rango de polaridades intermedias en las que un soluto y un disolvente pueden ser parcialmente solubles.

La polaridad es la propiedad de los compuestos químicos que tienden a separar las cargas eléctricas en su estructura.

Las moléculas polares consisten en átomos con electronegatividad muy diferente, mientras que las moléculas no polares están formadas por átomos con la misma electronegatividad.

Pero la polaridad de una molécula también está determinada por la simetría de su estructura, de modo que puede haber moléculas formadas por átomos cuya electronegatividad es diferente, pero están dispuestas de tal manera en la estructura molecular, que sus dipolos se cancelan y finalmente la molécula no es polar.

El ajetreo y el bullicio. Las soluciones de agitación o giratorias aumentan la solubilidad del soluto, ya que contribuye a una mayor interacción entre el soluto y el disolvente.

Ver más: Fuerzas de Van der Waals

Producto de solubilidad

Cuando hablamos de producto de solubilidad o producto iónico (abreviado Ksol o Ks), oímos el produce concentraciones molares de iones formando un compuesto, elevado a sus respectivos índices estereométricos de la ecuación de equilibrio. Por lo tanto, cuanto más el Ksol, cuanto más soluble será el compuesto. Esto se expresa mediante la siguiente fórmula, teniendo en cuenta la ecuación de equilibrio:

solubilidad

solubilidad

Dónde:

  • Ksol. Es el producto de solubilidad.
  • [Cn+]M. Esta es la concentración molar del catión elevada al coeficiente estereométrico M.
  • [Am-]N. Esta es la concentración molar del anión elevada al coeficiente estereométrico N.

Ejemplos de solubilidad

solubilidad gaseosa líquida
En las bebidas, el gas se disuelve hasta que las abrimos.
  • Sal disuelta en agua. La sal común (cloruro de sodio, NaCl) se disuelve fácilmente en agua, a razón de 360 gramos por litro, siempre que el agua esté a 20 ºC. Si aumentamos la temperatura del disolvente, la cantidad de sal que podemos disolver aumentará.
  • Bebidas. Los refrescos enlatados o embotellados que consumimos diariamente contienen una cantidad de dióxido de carbono (CO2) disuelta el gas en su interior, y por lo tanto tienen su burbuja característica. Para ello, las industrias oversan la mezcla en condiciones de muy alta presión. Por eso, cuando los desempaquetamos, la presión se equilibra y comienza una fuga de gas.
  • Soluciones de yodo. A menudo usamos soluciones de yodo para curar heridas superficiales, que no se pueden hacer con agua, porque el yodo no es soluble en él. Es por eso que utilizan alcohol cuya tasa de solubilidad mejora y permite producir la mezcla.
  • Café au lait. Para hacer un café con leche, añadimos la leche a la infusión y miramos en su color cambiar cómo se mezclan. Esto siempre se hace con café caliente, ya que la tasa de solubilidad de ambas sustancias aumenta con la temperatura. Si esperamos a que las sustancias se enfríen, notaremos la formación de crema superficiale, ya que la solución se saturó más rápidamente.

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Referencias: