Factores que afectan la solubilidad

Una solución es un líquido que es una combinación homogénea de uno o más solutos y un solvente. Un ejemplo frecuente de una solución son los terrones de azúcar que se agregan a una taza de té o café. La solubilidad es la característica que permite que las moléculas de azúcar se disuelvan. Como resultado, el término solubilidad puede definirse como la capacidad de una sustancia (soluto) para disolverse en un solvente particular. Un soluto es cualquier material que puede ser sólido, líquido o gas cuando se disuelve en un solvente.

Cambios físicos

Cuando la composición de una sustancia permanece sin cambios a pesar de que sus moléculas se reorganizan, se denomina cambio físico. El cambio físico es un cambio temporal. por ejemplo, derretimiento de hielo, etc.

Propiedades de los cambios físicos

1. Es un cambio temporal.
2. Solo afecta las propiedades físicas de la sustancia, es decir, forma, tamaño, etc.
3. Implica muy poca o ninguna absorción de energía.
4. Por lo general, los cambios físicos no implican la producción de energía.
5. No se forma ninguna sustancia nueva.
6. El cambio físico es fácilmente reversible, es decir, se puede recuperar la sustancia original.

Cambio químico

Cuando la composición molecular de una sustancia cambia por completo, se denomina cambio químico. Así, los cambios químicos implican la formación de nuevas sustancias. Un cambio químico es un cambio permanente. por ejemplo, la digestión de los alimentos, etc.

Propiedades de los cambios químicos

1. Es un cambio permanente.
2. Puede cambiar tanto las propiedades físicas como químicas de la sustancia, incluida su composición.
3. Tiene lugar la absorción y la evolución de la energía.
4. Suele implicar la producción de energía.
5. Siempre va acompañado de una o más sustancias nuevas.
6. Es irreversible, es decir, la sustancia original no se puede recuperar.

Soluto: Soluto es la sustancia que se disuelve en un solvente para producir una mezcla homogénea.

Disolvente: Disolvente es la sustancia en la que se disuelve un soluto para producir una mezcla homogénea.

El soluto y el solvente pueden ser gas, líquido o sólido. Por ejemplo, en una solución de sal y agua, la sal es el soluto y el agua el solvente.

Solubilidad y Producto de Solubilidad

La solubilidad es la cantidad máxima de soluto que se puede disolver en una determinada cantidad de disolvente a una determinada temperatura. Los factores que afectan la solubilidad dependen del estado del soluto y se pueden clasificar en los siguientes:

1. Líquidos En Líquidos
2. Sólidos en Líquidos
3. Gases en Líquidos

El producto de solubilidad es el producto máximo de la concentración molar de los iones producidos debido a la disociación del compuesto. A una temperatura dada, el producto de solubilidad es constante. Un producto de baja solubilidad indica una menor solubilidad y viceversa.

1. Solubilidad de líquido en líquido

Dependiendo de la concentración de soluto disuelto en un solvente, los solutos se clasifican en altamente solubles, escasamente solubles o insolubles. Si se pueden disolver más de 0,1 g de soluto en 100 ml de disolvente, se dice que es soluble. Si es inferior a 0,1 g, se denomina escasamente soluble. Una solución en la que una cantidad particular de soluto es completamente soluble en un solvente a una temperatura determinada se denomina solución saturada, mientras que una solución en la que el soluto comienza a precipitar a una concentración particular a la misma temperatura se denomina solución sobresaturada. Los factores que afectan la solubilidad son:

• Temperatura : la solubilidad aumenta con la temperatura en el caso de sólidos y líquidos, mientras que en el caso de los gases, disminuye con el aumento de la temperatura.
• Fuerzas: varía según el tipo de fuerzas y enlaces intermoleculares. Por lo tanto, lo similar se disuelve y la disolución de sustancias diferentes es un desafío.
• Presión : con el aumento de la presión parcial en los gases, aumenta la solubilidad.

2. Solubilidad de sólidos en líquido

Cuando se agrega un soluto sólido a un solvente, las partículas de soluto se disuelven en él por el proceso de disolución. Las partículas de soluto en solución chocan entre sí, lo que separa algunas de las partículas de la solución. Este proceso se llama cristalización. Se establece un estado de equilibrio dinámico entre estos dos procesos y, en este punto, el número de moléculas de soluto que ingresan a la solución se vuelve igual al número de partículas que salen de la solución, lo que hace que la concentración del soluto en la solución sea constante a una temperatura dada y presión. Los factores que afectan la solubilidad son:

• Efecto de la temperatura : la solubilidad aumenta con el aumento de la temperatura si el proceso de disolución es endotérmico, disminuye con el aumento de la temperatura si el proceso es exotérmico.
• Efecto de la presión : no se ve muy afectado por un cambio en la presión.

3. Solubilidad de gases en líquido

Este concepto trata de la disolución de gas en un solvente. La solubilidad de los gases en líquidos se ve muy afectada por la temperatura y la presión, así como por la naturaleza del soluto y el solvente.

• Presión : la solubilidad aumenta con el aumento de la presión. La Ley de Henry da una relación cuantitativa entre la presión y la solubilidad del gas en un líquido. Establece que la solubilidad de un gas en un líquido es directamente proporcional a la presión parcial del gas presente sobre la superficie del líquido o solución.
• Temperatura : la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura. Las moléculas gaseosas se disuelven por disolución y en este proceso se desprende calor. Según el Principio de Le Chatelier, el equilibrio de un sistema se perturba, el sistema se reajusta de tal forma que se contrarresta el efecto que ha provocado el cambio de equilibrio. Como la disolución es un proceso exotérmico, la solubilidad debería disminuir con el aumento de la temperatura para validar el Principio de Le Chatelier.

Ejemplos de preguntas

Pregunta 1: ¿Explica la solubilidad de los sólidos en líquido?

Responder: 

Cuando se agrega un soluto sólido a un solvente, las partículas de soluto se disuelven en él por el proceso de disolución. Las partículas de soluto en solución chocan entre sí, lo que separa algunas de las partículas de la solución. Esto se llama cristalización. Los factores que afectan la solubilidad son la temperatura y la presión.

Pregunta 2: Defina la solubilidad y clasifíquela.

Responder: 

La solubilidad se define como la cantidad máxima de soluto que se puede disolver en una determinada cantidad de disolvente a una determinada temperatura. Los factores que afectan la solubilidad dependen del estado del soluto y se pueden clasificar en líquidos En líquidos, sólidos En líquidos y gases En líquidos

Pregunta 3: Defina el Principio de Le Chatelier.

Responder: 

Según el Principio de Le Chatelier, el equilibrio de un sistema se altera, el sistema se reajusta de tal forma que se contrarresta el efecto que ha provocado el cambio de equilibrio.

Pregunta 4: Defina producto de solubilidad.

Responder: 

El producto de solubilidad es el producto máximo de la concentración molar de los iones producidos debido a la disociación del compuesto. A una temperatura dada, el producto de solubilidad es constante. Producto de baja solubilidad indica menor solubilidad y viceversa.

Pregunta 5: Defina la Ley de Henry. 

Responder: 

La Ley de Henry da una relación cuantitativa entre la presión y la solubilidad del gas en un líquido. Establece que la solubilidad de un gas en un líquido es directamente proporcional a la presión parcial del gas presente sobre la superficie del líquido o solución.

Pregunta 6: Defina disolución y cristalización.

Responder: 

Cuando se agrega un soluto sólido a un solvente, las partículas de soluto se disuelven en él por el proceso de disolución. Las partículas de soluto en solución chocan entre sí, lo que separa algunas de las partículas de la solución. Este proceso se llama cristalización.

Pregunta 7: ¿La temperatura afecta la solubilidad?

Responder: 

La solubilidad aumenta con la temperatura de los sólidos que se pueden disolver en agua. El aumento de la temperatura ayuda a las moléculas de disolvente a separar las moléculas de soluto que se mantienen unidas por las atracciones intermoleculares con mayor eficacia.