Ejemplos de Solubilidad

La solubilidad es la máxima cantidad de soluto que se puede disolver en una cantidad conocida de disolvente. Esta propiedad que se presenta en las soluciones depende de las siguientes propiedades:

• El tipo de soluto
• El tipo de disolvente
• Temperatura a la que se encuentre la solución
• Presión a la que se encuentre la solución

Un mismo soluto puede ser muy soluble en un disolvente y muy poco soluble en otros. Un ejemplo es la sal de mesa, que tiene una solubilidad de más de 300 gramos por cada litro de agua, la cual es muy alta. Y por otro lado, la misma sal es casi insoluble en solventes orgánicos como el cloroformo (CHCl₃), benceno (C₆H₆) o tetracloruro de carbono (CCl₄).

Unidades de la solubilidad

Las unidades de medida con las que la solubilidad se expresa son:

Gramos de soluto por cada litro de disolvente

g / L

Estos valores se registran y tabulan en manuales para laboratorios de química, y así se puede predecir el comportamiento de sólidos y líquidos en las soluciones.

Solubilidad según el tipo de soluto

La solubilidad de un soluto depende de su naturaleza química. Influye mucho la propiedad llamada polaridad, que es la fuerza predominante que mantiene la unión de los átomos en sus moléculas. Esta fuerza puede estar balanceada o no, resultando en moléculas polares o no polares.

• Las sustancias polares tienen dos lados o polos, marcados por las fuerzas desbalanceadas. Entre ellas se encuentran los compuestos iónicos como el cloruro de sodio (NaCl) o el sulfato de sodio (Na₂SO₄). Las fuerzas son más intensas hacia un lado de la molécula. Es por eso que son solutos con una solubilidad de regular a alta en el agua.
• Las sustancias no polares tienen sus fuerzas bien balanceadas, por lo que es más difícil que se disuelvan. Entre ellas se encuentran los compuestos orgánicos, que están formados por enlaces covalentes, como el benceno C₆H₆ o el hexano C₆H₁₄, cuya estructura semidesarrollada es CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₃. En esta cadena, se tiene una cantidad uniforme de átomos de carbono e hidrógeno, y las fuerzas están bien repartidas. Es por eso que son solutos con una solubilidad baja en agua.

Solubilidad según la temperatura

La temperatura tiene efecto sobre la solubilidad. Cuando un disolvente se calienta, sus moléculas tienen más energía cinética, se encuentran más agitadas, por lo que van a ser capaces de incorporar más cantidad de soluto. Es el caso del azúcar cuando se mezcla con el agua a partes iguales:

• A temperatura ambiente, se va a asentar una gran capa de azúcar y va a quedar una fase cristalina de agua con un poco de azúcar.
• Si se calienta la mezcla hasta el grado de hervor, se va a obtener un líquido de color marrón, homogéneo, formado por agua y azúcar bien disuelta.

En cambio, cuando un disolvente se enfría, suele suceder que las moléculas del disolvente líquido se agrupen más y permitan menos que se agregue sólido. La solubilidad disminuye. Cuando esto pasa, a veces funciona poner a agitar la mezcla, y con esa fuerza que se le imprime el soluto podrá disolverse mejor. Sin embargo, a veces quedará soluto en el fondo del recipiente o flotando.

Solubilidad según la presión

Cuando una solución se somete a una presión diferente a la atmosférica, la solubilidad va a variar porque las moléculas del disolvente van a tener distinta cantidad de movimiento.

• Con una presión positiva, el disolvente va a responder ordenándose más, y no va a dejar mucho lugar para que el soluto entre. La solubilidad baja.
• Con una presión de vacío, las moléculas del disolvente van a quedar más libres, quedando espacio para que el soluto se pueda incorporar a la mezcla. La solubilidad sube.

Solubilidad entre líquidos

El agua es considerada el disolvente universal por su capacidad para disolver gran variedad de solutos, ya sean sólidos, líquidos o gaseosos. En el caso de los líquidos, se trata de los solventes orgánicos, como:

• Alcohol etílico C₂H₅OH
• Alcohol propílico C₃H₇OH
• Alcohol isopropílico CH₃CH(OH)CH₃
• Acetona CH₃COCH₃
• Benceno C₆H₆
• Hexano C₆H₁₄
• Fenol C₆H₅OH
• Éter etílico C₂H₅OC₂H₅
• Tetracloruro de carbono CCl₄
• Triclorometano CHCl₃

En este caso, también se puede manejar la solubilidad de uno en otro como la miscibilidad de ambos líquidos. Miscibilidad es la capacidad de mezclarse. El agua y el alcohol etílico son tan afines químicamente que se pueden mezclar en infinidad de proporciones, creando una mezcla homogénea.

Por otro lado, los demás los solventes orgánicos que no son tan miscibles con el agua y se ponen en contacto con ella, generarán varias capas distintas en el recipiente, separadas por sus densidades:

• Abajo, una capa de agua pura, la que no pudo mezclarse con el solvente.
• Le sigue encima una capa de mayoría agua y con una porción de solvente.
• Le sigue encima una capa de mayoría solvente y con una porción de agua.
• Hasta arriba, el solvente orgánico puro, que no pudo mezclarse.

Ejemplos de solubilidad

1. La sal de mesa NaCl se puede disolver en el agua en una razón de 300 gramos por cada litro de agua, a una temperatura de 20°C.
2. El cloruro de potasio KCl se puede disolver en el agua en una razón de 340 gramos por cada litro de agua, a una temperatura de 20°C.
3. El nitrato de sodio NaNO₃ se puede disolver en el agua en una razón de 880 gramos por cada litro de agua a una temperatura de 20°C.
4. El clorato de potasio KClO₃ se puede disolver en el agua en una razón de 74 gramos por cada litro de agua a una temperatura de 20°C.
5. El nitrato de plata AgNO₃ se puede disolver en el agua en una razón de 2220 gramos por cada litro de agua a una temperatura de 20°C.
6. El azúcar C₁₂H₂₂O₁₁ se puede disolver en el agua en una razón de 2039 gramos por cada litro de agua a una temperatura de 20°C.
7. El gas oxígeno O₂ se disuelve en el agua en una razón de 0.043 gramos por cada litro de agua a una temperatura de 20°C.
8. El gas nitrógeno N₂ se disuelve en el agua en una razón de 0.019 gramos por cada litro de agua a una temperatura de 20°C.
9. El gas dióxido de carbono CO₂ se disuelve en el agua en una razón de 1.7 gramos por cada litro de agua a una temperatura de 20°C.
10. El benceno C₆H₆ se disuelve en el agua en una razón de 0.8 gramos por cada litro de agua a una temperatura de 20°C.
11. El cloroformo o triclorometano CHCl₃ se disuelve en el agua en una razón de 13 gramos por cada litro de agua a una temperatura de 20°C.
12. El amoníaco NH₃ se disuelve en el agua en una razón de 526 gramos por cada litro de agua a una temperatura de 20°C.
13. La sal de mesa NaCl se disuelve en el agua en una razón de 370 gramos por cada litro de agua a una temperatura de 50°C.
14. El cloruro de potasio KCl se disuelve en el agua en una razón de 429 gramos por cada litro de agua a una temperatura de 50°C.
15. El nitrato de sodio NaNO₃ se puede disolver en el agua en una razón de 1140 gramos por cada litro de agua a una temperatura de 50°C.
16. El clorato de potasio KClO₃ se puede disolver en el agua en una razón de 193 gramos por cada litro de agua a una temperatura de 50°C.
17. El nitrato de plata AgNO₃ se puede disolver en el agua en una razón de 4550 gramos por cada litro de agua a una temperatura de 50°C.
18. El azúcar C₁₂H₂₂O₁₁ se puede disolver en el agua en una razón de 2604 gramos por cada litro de agua a una temperatura de 50°C.
19. El permanganato de potasio KMnO₄ se puede disolver en el agua en una razón de 640 gramos por cada litro de agua a una temperatura de 20°C.
20. El permanganato de potasio KMnO₄ se puede disolver en el agua en una razón de 225 gramos por cada litro de agua a una temperatura de 60°C.

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