Así que, si te interesa aprender sobre las soluciones insaturadas, saturadas y sobresaturadas, ¡has venido al lugar adecuado!
- Este artículo trata sobre las soluciones saturadas, insaturadas y sobresaturadas.
- En primer lugar, veremos los fundamentos de la Solubilidad y expondremos las definiciones de soluciones saturadas, insaturadas y sobresaturadas.
- A continuación, aprenderemos a saber si una solución está saturada, insaturada y sobresaturada basándonos en las curvas de Solubilidad.
- A continuación, haremos una tabla que muestre las diferencias entre estos tres tipos de soluciones.
- Por último, exploraremos algunos ejemplos de soluciones saturadas, insaturadas y sobresaturadas.
Definición de soluciones saturadas, insaturadas y sobresaturadas
Empecemos nuestro viaje por el mundo de las soluciones saturadas, insaturadas y sobresaturadas repasando el término solubilidad.
Se denominasolubilidad a la cantidad de soluto que puede disolverse en un disolvente a una temperatura determinada.
Cuando un soluto se disuelve en un disolvente debido a la atracción entre sus partículas, se forma una solución .
$$ \text{Soluto + Disolvente} \longrightarrow \text{Solución} $$
Los químicos se basan en la solubilidad para determinar la capacidad de un soluto para disolverse en un disolvente, y la regla más importante de la solubilidad es que"lo semejante se disuelvecon lo semejante". Pero, ¿qué significa esto? Averigüémoslo.
Si tuviéramos un disolvente polar como el agua (H2O), esperaríamos que los solutos polares (por ejemplo, los azúcares)o iónicos (como las sales iónicas) pudieran disolverse y formar una mezcla homogénea (solución). En cambio, los solutos no polares, como las grasas y los aceites, no pueden disolverse en disolventes polares, ¡y por eso vemos capas separadas cuando añadimos aceite al agua! Los solutos no polares sólo pueden disolverse en disolventes no polares como el hexano (C6H6) porque carecen de carga y, por tanto, no pueden mezclarse con sustancias iónicas y polares.
- Entre los disolventes nopolares están las grasas, los esteroides, las ceras, el benceno, el hexano y el tolueno.
- Entre losdisolventes polares están el azúcar, las sales inorgánicas, el agua, los Alcoholes pequeños e incluso el ácido acético.
- Los disolventes no polares disuelven los solutos no polares.
- Los disolventes polares disuelven los solutos polares.
Para una explicación detallada de los solutos polares y no polares, consulta"Solubilidad".
Las soluciones se clasifican en saturadas, insaturadas y sobresaturadas en función de la cantidad de soluto añadida a un disolvente, y de si todo el soluto se disolvió en el disolvente. Así pues, ¡vamos a sumergirnos en las soluciones saturadas, insaturadas y sobresaturadas y a ver sus definiciones!
El primer tipo de solución del que hablaremos son las soluciones insaturadas.
En las disoluciones no saturadas, se disuelve en el disolvente una cantidad de soluto inferior a la máxima.
Cuando tienes una solución no saturada, significa que has añadido una cantidad de soluto inferior a la cantidad máxima que es capaz de disolverse en el disolvente, y entonces, si decidieras añadirle más soluto, seguiría disolviéndose, hasta cierto punto.
Por ejemplo, la solubilidad del cloruro sódico (NaCl) en agua (H2O) es de unos 36 gramos de NaCl por 100 gramos de agua a 30 °C. Por tanto, si tienes 100 gramos de agua y le añades menos de 36 gramos del soluto NaCl, ¡se considerará una solución insaturada!
Ahora bien, si añadieras exactamente 36 gramos de NaCl a 100 gramos de H2O, entonces tendrías ante ti unasolución saturada.
Una solución saturada es una solución que posee la cantidad máxima de soluto que puede disolverse por una cantidad dada de disolvente a una temperatura determinada.
El tercer tipo de solución es una solución sobresaturada, y consiste en aumentar la temperatura de una solución y luego enfriarla para disolver en ella una cantidad de soluto superior a la máxima.
Se denomina solución sobres aturada a la que contiene una cantidad de disolvente disuelto en una determinada cantidad de soluto superior a la máxima.
Las soluciones sobresaturadas son muy inestables y, con el tiempo, pueden formar cristales.
A veces, la solubilidad de una solución puede cambiar (aumentar o disminuir) en función de la temperatura. Para muchos sólidos disueltos en agua, la solubilidad aumenta al aumentar la temperatura. Al aumentar la temperatura, aumenta la energía cinética (K.E.) de las moléculas de soluto y de disolvente, lo que permite a las moléculas de disolvente romper las moléculas de soluto para que éstas puedan disolverse más fácilmente.
En cambio, en los gases, la solubilidad disminuye al aumentar la temperatura. La imagen siguiente muestra la Curva de Solubilidad de algunos solutos en 100 gramos de H2O.
Figura 2. Gráfico de la Curva de Solubilidad, Isadora Santos - StudySmarter Originals.
¿Cómo saber si una solución está saturada, insaturada o sobresaturada?
Hay una forma fácil de saber si una solución está saturada, insaturada o sobresaturada, basándose en la curva de solubilidad (figura 2).
Por ejemplo, la curva de solubilidad del cloruro potásico (KCl) nos indica que la solución está saturada a lo largo de la línea. A 50 °C, la solubilidad del KCl es de 43 gramos por 100 gramos de agua (H2O). Por tanto, si se añadieran menos de 43 gramos de KCl al agua a 50 °C, ¡la consideraríamos una solución no saturada! Del mismo modo, ¡añadir más de 43 gramos de KCl la convertirá en una solución sobresaturada!
Figura 3. Curva de solubilidad del KCl, Isadora Santos - StudySmarter Originals.
¡Veamos un problema!
1) Si añadieras 100,0 gramos de KNO3 a 100 gramos de H2Oa 60,0 °C, ¿la solución sería saturada, insaturada o sobresaturada?
Si vuelves a mirar la figura 2, que muestra la curva de solubilidad de diferentes sales, observa que a 60 °Cse necesitan más de 100,0 gramos de KNO3 para obtener una solución saturada. Por tanto, esta solución se consideraría no saturada.
2) ¿Cuántos gramos de KNO3 serían necesarios para formar una solución saturada en 300 gramos de H2Oa 20, 0 °C?
A 20,0 °C,se necesitan unos 35 gramos de KNO3 para saturar 100 gramos de H2O. Por tanto, para saturar 300 gramos de agua, necesitaríamos 105 gramos de KNO3.
$$ \frac{300\text{ g H}_{2}{text{O}{100\text{ g H}_{2}{text{O} = 105 \text{ g KNO}_{3} $$
Diferencia entre soluciones saturadas insaturadas y sobresaturadas
La mejor forma de ver la diferencia entre soluciones saturadas, insaturadas y sobresaturadas es haciendo una tabla.
| Solución no saturada | Solución saturada | Solución sobresaturada |
| Cuando el soluto disuelto en el disolvente a una determinada temperatura es inferior a la cantidad máxima. | Solución que contiene la cantidad máxima de soluto disuelto en el disolvente a una temperatura determinada. | Una solución que contiene más soluto que la cantidad máxima disuelta en un disolvente a una temperatura determinada. |
| En una curva de solubilidad, las soluciones no saturadas se encuentran por debajo de la línea de la curva de solubilidad. | En una curva de solubilidad, las soluciones saturadas se encuentran dentro de la línea. | En una curva de solubilidad, las soluciones sobresaturadas se encuentran por encima de la línea de saturación. |
Diagramas de Venn de soluciones saturadas, insaturadas y sobresaturadas
Ahora que conocemos la diferencia entre estos tipos de soluciones, vamos a hacer un diagrama de Venn para comparar y contrastar las soluciones saturadas e insaturadas.
Figura 4: Diagrama de Venn que muestra las soluciones saturadas y sobresaturadas, Isadora Santos - StudySmarter Originals.
Ejemplos de soluciones saturadas, insaturadas y sobresaturadas
Por último, exploremos algunos ejemplos de estas soluciones. Quizá el ejemplo más común sea la adición de azúcar al agua al hacer limonada. Cuando empiezas a añadir azúcar, el azúcar se disuelve, hasta que llega un punto en el que ya no se disuelve y la solución se satura.
Otros ejemplos de soluciones saturadas son añadir proteína en polvo a la leche, el té o el agua, ¡hasta que ya no se disuelva más polvo en el disolvente!
Pero, ¿qué ocurre con las soluciones insaturadas? ¡Las soluciones insaturadas pueden formarse disolviendo sal o azúcar en agua por debajo del punto de saturación! La niebla (solución de vapor de agua) también es un ejemplo de solución insaturada en el aire.
Lassoluciones sobresaturadas contienen más soluto del que permite la solubilidad. El agua carbonatada (agua de soda) es un ejemplo de solución sobresaturada porque el dióxido de carbono está presente en cantidades superiores a las que suele haber disueltas en el agua, debido a la elevada presión de la botella.
Ahora, ¡espero que te sientas seguro de tu comprensión de las soluciones saturadas, insaturadas y sobresaturadas!
Saturada Insaturada y Supersaturada - Puntos clave
- Lasolubilidad se utiliza para describir la cantidad de soluto que puede disolverse en un disolvente determinado a una temperatura dada.
- Una solución insaturada es una solución que tiene menos de la cantidad máxima de soluto disuelto en el disolvente.
- Una solución saturada es una solución que posee la cantidad máxima de soluto disuelto por cantidad dada de disolvente a una temperatura determinada.
- Se denomina solución sobresaturada a la que contiene más de la cantidad máx. de disolvente disuelto en una determinada cantidad de soluto.
- Podemos saber si una solución está saturada, insaturada o sobresaturada basándonos en su curva de solubilidad.
Referencias
- Zumdahl, S. S., Zumdahl, S. A., & Decoste, D. J. (2019). Chemistry. 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.
- Post, R. (2020). Química : Conceptos y Problemas, una Guía Autodidacta. Wiley & Sons, Incorporated, John.
- Moore, J. T., & Langley, R. (2021a). McGraw Hill : Química AP, 2022. Mcgraw-Hill Educación.
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