Solubilidad química: factores que afectan a las disoluciones

Definición y Fundamentos de la Solubilidad

La solubilidad tiene en cuenta las intensidades de las fuerzas de atracción entre las partículas de soluto entre sí, las de solvente entre sí, y las de ambas entre sí.

La solubilidad es la máxima cantidad de soluto que puede disolver un solvente a cierta temperatura y presión. Se expresa habitualmente en la unidad "Xg st/100cm³ sv". Existen diversos factores que modifican la solubilidad de las sustancias.

Factores que Modifican la Solubilidad

Naturaleza del Soluto y del Solvente

La solubilidad de un soluto en particular depende de la atracción relativa entre las partículas de soluto (st) y solvente (sv). Todas las sustancias no se disuelven en los mismos solventes. El principio fundamental establece que "lo semejante disuelve a lo semejante": la solubilidad es mayor entre sustancias cuyas moléculas sean similares eléctrica y estructuralmente. Si hay semejanza en las propiedades eléctricas de soluto y solvente, las fuerzas intermoleculares son intensas, propiciando la disolución de una en otra. Además, si el tamaño del soluto es más grande, es más difícil que se disuelva (a mayor tamaño, mayor peso molecular).

Temperatura

La temperatura influye en el movimiento de las partículas: a mayor temperatura de la solución (sc), mayor es la energía de las partículas de soluto; es decir, se mueven con más velocidad y se separan más fácilmente.

• Sólidos y Líquidos: La solubilidad aumenta generalmente con el incremento de la temperatura.
• Gases: La solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura, porque este incremento genera que las partículas de la sustancia gaseosa se muevan más rápido y, por lo tanto, escapen del recipiente.

Agitación

Al agitar, las partículas de solvente rodean a las partículas de soluto y las van separando. De no hacerlo, se forma una capa de disolución muy concentrada que dificulta la continuación del proceso. Al agitar la solución, se separa dicha capa y nuevas moléculas de solvente alcanzan la superficie del sólido.

Presión

La presión no interfiere significativamente si el solvente y el soluto son sólidos o líquidos porque son incompresibles, pero si el soluto es gaseoso, la presión sí interviene. A mayor presión (mayor número de choques), mayor será la solubilidad.

Superficie de Contacto

Al aumentar la superficie de contacto del soluto con el solvente, las interacciones soluto-solvente aumentan y el cuerpo se disuelve con mayor rapidez. Por ejemplo, es más fácil disolver una sustancia en polvo que en pedazos grandes.

Procesos de Mezcla y Concentración

• Disolver: Obtener una sustancia (mezcla homogénea) a partir del soluto y del solvente.
• Diluir: Disminuir la concentración de una solución agregando más solvente o extrayendo soluto.
• Concentrar: Aumentar la concentración de una solución agregando soluto o extrayendo solvente.

Molaridad y Unidades de Concentración

Molaridad (M): Es la cantidad de moles de soluto (st) contenidos en 1000 cm³ de solución (sc). Un mol equivale a 6,02 × 10²³ partículas (Número de Avogadro).

Para los cálculos, se utilizan las siguientes magnitudes:

• m: masa
• M: molaridad
• M: masa molar
• n: cantidad de moles (representado originalmente como 'm)

La concentración de una solución puede variar considerablemente, desde la participación de cantidades mínimas de soluto hasta la saturación, estado en el que ya no es posible disolver más soluto en el solvente.