Solubilidad

Material de apoyo, Segundo Medio [email protected] 15:21

Obj. de hoy: • Señalar que es Solubilidad y los factores que la afectan. • ¿Qué es algo SOLUBLE?

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• La Solubilidad corresponde a . la cantidad máxima de soluto que se puede disolver en 100 g de solvente a una determinada temperatura y presión. Si 23 g de soluto sólido es la cantidad máxima de ese soluto que se disuelve en 100 g de H2O, a 40ºC, la solubilidad se expresa: S = 23 g/100gH2O.

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Grado de solubilidad • Una solución se encuentra saturada cuando la cantidad de soluto disuelto es la máxima que puede disolver. • Una solución se encuentra no saturada (insaturada), cuando hay menos soluto de lo que se puede disolver. Esta puede ser concentrada o diluida • Una solución está sobresaturada, cuando disuelve más de lo que puede disolver. (es un sistema inestable) 15:21

Ejemplo: La S del KCl es 36 g/100gH2O a 40ºC • A 40 ºC y presión normal, se tienen tres soluciones constituidas por 100 g de H2O cada una y las siguientes masas de cloruro de potasio:

• • •

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35 g

2g

36 g

no saturada- no saturada – saturada concentrada - diluida

• FACTORES QUE AFECTAN LA SOLUBILIDAD

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• 1.- Naturaleza del soluto y el disolvente: • Cuando las fuerzas que interactúan entre los átomos del soluto y el disolvente por separado, son semejantes, se favorece el establecimiento de interacciones entre soluto y disolvente y por lo tanto es mayor la solubilidad. Por esta razón los solutos polares se disuelven generalmente en disolventes polares y los poco polares en disolventes apolares. •

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“Lo semejante disuelve lo semejante”.

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2.- Temperatura: • Para solutos sólidos, en general, a medida que aumenta la temperatura, aumenta la solubilidad. • Para solutos gaseosos en solventes líquidos, la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura. • Para el CO2 en H2O:

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Masa del Tempera gas tura (ºC) disuelto

0,34

0

0,24

10

0,18

20

0,14

30

0,09

60

3.- Presión: • Sólo influye en el caso de solutos gaseosos. A temperatura constante, un aumento de la presión aumenta la masa de gas disuelto y por lo tanto aumenta la solubilidad. (Ley de Henry) • ¿Cuándo lo notamos? • Cuando se abre una botella de bebida, observamos que parte del gas carbonatado escapa, i.e., al disminuir la presión de la solución, disminuye la Solubilidad. 15:21

Curvas de solubilidad • Obj. de hoy:

• Analizar curvas de solubilidad y destacar la importancia de su aplicación.

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•

La dependencia de la solubilidad de una sustancia con la temperatura se representa gráficamente por medio de las curvas de solubilidad. La grafica permite obtener información para la purificación de sustancias.

• Actividad: grafique en media hoja de papel milimetrado; todas las curvas en el mismo gráfico.

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Lo que podemos obtener en el laboratorio: • Foto obtenida en trabajo de laboratorio de Solubilidad del Sulfato de Cobre, por Pablo Norambuena, 2010

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S (g/100gH O)

Temp. (ºC)

13,3

0

31,6

20

64,0

40

108,5

60

170,0

80

246,0

100

2

• 1.- Solubilidad del Nitrato de Potasio, KNO3

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2.- Solubilidad del NaCl

3.- Solubilidad del Na2SO4 S (g/100gH2O)

Temp. (ºC)

7,2 9,8 17,0 36 54 47 43 35 34

0 10 20 30 32,4 40 60 80 100

S (g/100gH2O) Temp (ºC)

35,7

0

36,0

20

36,6

40

37,3

60

38,4

80

39,8

100

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. • En la figura siguiente se representan las curvas de solubilidad de varias sustancias:

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• Escriba tres ideas que surjan de la observación de las curvas de solubilidad. • Anote 3 ideas de sus compañeros. • Situación problemática: • Suponga que tiene 140 g de KNO3 en 100 ml de agua. • 1.¿A qué temperatura debe calentar para alcanzar la máxima S? • 2. Qué ocurre si enfría la solución a 15ºC? • 3. Cuántos g de KNO3 cristalizan? 15:21

cristalización • Es una técnica, como la realizada en nuestro laboratorio, que permite obtener una sustancia más pura y cristalina. Permite separar solutos de diferente solubilidad. • Esta técnica se utiliza en la producción y purificación del salitre, KNO3 15:21

Cómo se realiza • Se mezcla gran cantidad de soluto con agua, se calienta para lograr absoluta solubilidad, se filtra y luego se deja enfriar lentamente. Al disminuir la temperatura, la solubilidad disminuye y por consiguiente parte del soluto cristaliza y decanta en el fondo del vaso. obteniéndose los cristales puros.

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SEPARACION DE LOS COMPONENTES DE UNA MEZCLA. • El objetivo en separar dos sustancias sólidas y distintas mezcladas anteriormente, apoyándonos en una propiedad como es la solubilidad. • Disponemos de dos sustancias, una soluble en agua, sulfato de cobre(II) hidratado, y la otra no soluble, arena. La experiencia se centra en separar las dos sustancias de la mezcla y para ello se le agrega agua destilada. Se calienta para aumentar la S y se filtra en caliente. • Se deja cristalizar la sal (enfriando lentamente) y luego se determina su masa y porcentaje. La experiencia termina cuando se comparan los datos con los que maneja la profesora. 15:21

Solubilidad del CuSO4 5H2O Temp (ºC) Solubilidad

0

17,8

20

21,4

40

30,8

50

34,3

60

38,5

80

46,3

100

54,2

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•

LLUVIA DORADA

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LLUVIA DORADA •

Echamos en un tubo de ensayo unos 2 ml de una disolución de sal de plomo (la mas común es el nitrato) y le añadimos un volumen aproximadamente igual de otra de yoduro potásico. Ambas soluciones son incoloras, al mezclarlas, se forma sorprendentemente un abundante precipitado grumoso de color amarillo, de yoduro de plomo. Si calentamos el precipitado formado, bien directamente con una llama o mejor aún en un recipiente con agua hirviendo, el precipitado se redisolverá, y al dejar enfriar, reaparecerá de nuevo pero en forma de brillantes escamas, a manera de lluvia, por lo que se conoce con el nombre de "lluvia de oro". Si el enfriamiento se realiza muy lentamente (en el interior del vaso de agua), la cristalización es mas bonita al formarse los cristales de mayor tamaño.

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