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Así que, si quieres saber más sobre las curvas de Solubilidad, ¡sigue leyendo!
- Este artículo trata sobre la curva de solubilidad.
- En primer lugar, hablaremos de la solubilidad y definiremos qué es una curva de solubilidad.
- Después, aprenderemos a leer una curva de solubilidad.
- Después, hablaremos de soluciones saturadas, insaturadas y sobresaturadas.
- A continuación, veremos la curva de solubilidad de un gas.
- Por último, resolveremos algunos problemas de práctica similares a los que puedes esperar en tu examen.
Definición de curva de solubilidad
Antes de sumergirnos en las curvas de solubilidad, repasemos la solubilidad. Una solución es una mezcla homogénea de un soluto disuelto en un disolvente. Por ejemplo, cuando la sal se disuelve completamente en agua, se convierte en una solución. Pero, ¿cómo podemos saber cuánta sal puede disolverse en agua? Pues bien, ¡aquí es donde entra en juego la solubilidad !
Se denominasolubilidad a la cantidad máxima de soluto que puede disolverse en un disolvente. En otras palabras, ¡la sol ubilidad es una medida de la cantidad de soluto que se disolverá en un disolvente!
La solubilidad de un soluto depende de distintos factores, como la temperatura, la presión y la naturaleza del soluto/disolvente. La temperatura afecta a los solutos de forma diferente según su estado de la materia: Los solutos sólidos aumentan su solubilidad al aumentar la temperatura, mientras que los solutos gaseosos disminuyen su solubilidad al aumentar la temperatura.
Lapresión también afecta a la solubilidad. Cuando aumenta la presión, la solubilidad de los solutos sólidos sigue siendo la misma. Ahora bien, cuando aumenta la presión, también aumenta la solubilidad de los solutos gaseosos.
La polaridad también es un factor importante cuando se trata de la solubilidad, y tiene que ver con una frase que probablemente hayas oído alguna vez: "Lo semejante se disuelve con lo semejante". Esto significa que si el soluto y el disolvente tienen la misma polaridad, entonces el soluto se disolverá en el disolvente.
Para mostrar la solubilidad de una sustancia a distintas temperaturas, los químicos utilizan las curvas de solubilidad. A continuación se muestra la definición de curva de solubilidad.
Una curva de solubilidad es un gráfico que muestra el número de gramos de soluto por 100 g de disolvente que pueden disolverse a distintas temperaturas.
Cómo leer una curva de solubilidad
Veamos cómo es una curva de solubilidad típica para un soluto sólido disuelto en agua (H2O) y cómo leerla. El eje x de una curva de solubilidad representa la temperatura (°C), mientras que el eje x muestra la solubilidad en g de soluto por 100 g de disolvente.
En una disolución, el límite de solubilidad (o punto de saturación) se refiere al punto en el que no se puede disolver más soluto.
Figura 1. Curva típica de solubilidad de un soluto sólido en agua, Isadora Santos - StudySmarter Originals.
Gráfica de la curva de solubilidad
Para comprender mejor los gráficos de curvas de solubilidad, veamos el gráfico del bromuro de calcio (CaBr2) en agua (H2O). Observa que a 0 °C, 122 gramos de CaBr2 pueden disolverse en 100 gramos de agua. A medida que aumenta la temperatura, aumenta la solubilidad del bromuro de calcio. Por ejemplo, a 50 °C, la solubilidad del CaBr2en H2Oes de 270 gramos por 100 gramos de H2O.
Figura 2. Curva de solubilidad del CaBr2 en agua, Isadora Santos - StudySmarter Originals.
El sulfuro de calcio (CaSO3) tiene un interesante gráfico de curva de solubilidad: ¡la solubilidad del CaSO3 disminuye al aumentar la temperatura! Por ejemplo, a 20 °C, pueden disolverse 0,00590035 gramos de CaSO3 en 100 gramos de H2O. Sin embargo, a 100 °C, su solubilidad es de 0,00190004 g/ 100 g de H2O.
Curva de solubilidad: Saturada, Insaturada y Supersaturada
Cuando hablamos de solubilidad, hay tres términos importantes que debes recordar:soluciones saturadas, insaturadas y sobresaturadas .
Empecemos por las soluciones saturadas. En una solución saturada, no hay más soluto capaz de disolverse en el disolvente.
En una solución saturada, la cantidad de soluto disuelto en el disolvente es máxima.
Por ejemplo, el azúcar sin disolver que queda en el fondo de tu taza de té significa que el té ya se había saturado de azúcar, ¡por lo que no se podía disolver más azúcar! Sin embargo, si añadimos calor y luego frío a nuestra solución de té, entonces podríamos disolver más azúcar que la cantidad máxima. Cuando esto ocurre, tenemos una solución sobresaturada.
Una solución sobresaturada es una solución en la que se disuelve más cantidad de la máxima en un disolvente.
Ahora bien, si añadimos azúcar a nuestro té y no queda azúcar sin disolver, ¡entonces tenemos una solución insaturada!
En una solución no saturada, se disuelve en un disolvente una cantidad inferior a la máxima de un soluto.
La siguiente figura muestra la curva de solubilidad del nitrato potásico (KNO3) en agua (H2O). Las regiones del gráfico de solubilidad indican si la solución está insaturada, saturada o sobresaturada en un punto determinado.
- En cualquier punto por debajo de la curva, se dice que la solución está insaturada.
- En cualquier punto por encima de la curva, la solución se considera sobresaturada.
- En cualquier punto de la curva, se dice que la solución está saturada.
Figura 3. Curva de solubilidad del KNO3 Curva de solubilidad del KNO3 en agua, Isadora Santos - StudySmarter Originals.
¡Resolvamos un problema!
Si disuelves 50,0 gramos de KNO3 en agua a 60 °C, ¿qué tipo de solución tendrás?
- Solución insaturada
- Solución sobresaturada
- Solución saturada
La curva de solubilidad anterior nos dice que para que una solución de KNO3 en H2Oesté saturada, necesitaríamos añadir aproximadamente 113 gramos de KNO3. Como sólo estamos añadiendo 50 gramos, esta solución se considerará no saturada. Por tanto, la respuesta correcta es c.
Curva de solubilidad de un gas
Ahora que sabemos cómo es una curva de solubilidad, podemos explorar la curva de solubilidad de un gas. A diferencia de los solutos sólidos, en los que la solubilidad aumenta al aumentar la temperatura, ¡la solubilidad de los gases en agua (H2O) tiende a disminuir al aumentar la temperatura! La imagen siguiente muestra la curva de solubilidad de varios gases en el agua.
Figura 4. Curva de solubilidad de los gases, Isadora Santos - StudySmarter Originals.
Los gases también son más solubles a presiones más altas, y esto viene dado por la ley de Henry. Según la ley de Henry, la solubilidad de un gas (en mM por litro de solución) en agua es proporcional a su presión parcial. Por ejemplo, cuando abres una bebida carbonatada por primera vez salen burbujas deCO2 de la solución. Esto ocurre porque ¡la presión parcial deCO2 sobre la solución se reduce!
Para saber más sobre la presión parcial de los gases, ¡consulta"Presiones parciales"!
Problemas prácticos de la curva de solubilidad
La mejor forma de aprender a interpretar las curvas de solubilidad es resolviendo problemas prácticos. Así que, ¡hagámoslo!
Problema de práctica 1. La siguiente figura muestra la curva de solubilidad del azúcar en agua (H2O). ¿A qué temperatura se disolverán 275 gramos de azúcar en 100 mL de H2O?
Figura 5. Ejemplo de curva de solubilidad, Isadora Santos - StudySmarter Originals.
Este problema práctico consiste en utilizar la curva de solubilidad para hallar la temperatura a la que 275 gramos de azúcar se disolverían completamente en agua. Así, observando la gráfica, podemos ver que el azúcar tiene una solubilidad de 275 g por 100 mL de H2Oa 55 °C.
Bastante sencillo, ¿verdad? Ahora, ¡vamos a ver otro ejemplo!
Problema práctico 2: Si hicieras una gráfica de la curva de solubilidad del amoníaco, ¿esperarías que la solubilidad aumentara o disminuyera al aumentar la temperatura?
Sabemos que el amoníaco (NH3) es un gas. Por tanto, ¡esperaríamos que la solubilidad del amoníaco disminuyera al aumentar la temperatura!
Ahora, ¡espero que te sientas más seguro en tu comprensión de las curvas de solubilidad!
Curva de solubilidad - Puntos clave
- Se denominasolubilidad a la cantidad máxima de un soluto que puede disolverse en un disolvente.
- Una curva de solubilidad es un gráfico que muestra el número de gramos de soluto por 100 g de disolvente que pueden disolverse a distintas temperaturas.
- Las regiones del gráfico de la curva de solubilidad indican si la solución está insaturada, saturada o sobresaturada en un punto determinado.
- La solubilidad de los solutos sólidos en agua tiende a aumentar con el incremento de la temperatura.
- La solubilidad de los gases en el agua tiende a disminuir al aumentar la temperatura.
Referencias
- Zumdahl, S. S., Zumdahl, S. A., & Decoste, D. J. (2019). Química. Cengage Learning Asia Pte Ltd.
- Theodore Lawrence Brown, Eugene, H., Bursten, B. E., Murphy, C. J., Woodward, P. M., Stoltzfus, M. W., & Lufaso, M. W. (2018). Química : la ciencia central (14ª ed.). Pearson.
- Swanson, J. (2021). Todo lo que necesitas para dominar la química en un cuaderno enorme. Workman.
- Shelton, M., Princeton Review (Firma, & Penguin Random House. (2019). Cracking the AP chemistry exam. Penguin Random House.
- N Saunders, Kat Day, Iain Brand, Claybourne, A., Scott, G., & Smithsonian Books (Editorial. (2020). Química supersencilla: la guía de estudio definitiva. Dk Publishing.
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