Uno de los primeros experimentos científicos que recuerdo fue agregar sal a una taza de agua y esperar ansiosamente a que se disolviera. Aunque estaba emocionado de ver cómo la sal parecía «desaparecer», definitivamente no entendía las complejidades de la solubilidad. Afortunadamente, la solubilidad sigue una lista de reglas que nos ayudan a determinar qué tan soluble es una sustancia, como la probabilidad de que la sal se disuelva en esa agua (adelanto, es muy probable). Vamos a repasar qué es la solubilidad, cómo funciona y la lista completa de reglas de solubilidad para ayudarlo a determinar la solubilidad de las sustancias.
¿Qué es la solubilidad?
La solubilidad es la capacidad de una sustancia para disolverse.. La sustancia que se disuelve se llama soluto y la sustancia en la que se disuelve se llama disolvente. La sustancia resultante se llama solución. Generalmente, el soluto es un sólido y el solvente es un líquido, como nuestro ejemplo de sal en agua anterior. Sin embargo, los solutos pueden estar en cualquier estado: gas, líquido o sólido. Por ejemplo, una bebida carbonatada es una solución en la que el soluto es un gas y el disolvente es un líquido.
Un soluto se considera insoluble cuando no puede disolverse en una proporción superior a 10000: 1. Si bien muchos compuestos son parcialmente o en su mayoría insolubles, no hay sustancia que sea completamente insoluble en agua, lo que significa que no se puede disolver en absoluto. Verá en las reglas de solubilidad que muchos compuestos que están etiquetados como insolubles tienen excepciones, como los carbonatos. En parte, esta es la razón por la que es importante seguir de cerca las reglas de solubilidad.
Cuando está trabajando en ecuaciones químicas o construyendo una hipótesis, las reglas de solubilidad son útiles para predecir los estados finales de las sustancias involucradas. Podrá predecir con precisión qué combinaciones conducirán a qué resultados.
Las reglas de solubilidad son solo para la capacidad de los sólidos iónicos para disolverse en agua. Si bien podemos calcular la solubilidad midiendo cada sustancia y siguiendo una ecuación, las reglas de solubilidad nos permiten determinar la solubilidad de una sustancia antes de intentar crearla.
Reglas de solubilidad
Es muy importante que las reglas de esta lista se sigan en orden, porque si una regla parece contradecir otra regla, la regla que viene primero es la que sigues. Las sustancias de esta lista se dan por sus nombres elementales. Hacer referencia a la tabla periódica a continuación le ayudará a trabajar con los nombres y grupos elementales.
Las sales que contienen elementos del Grupo I (Li +, Na +, K +, Cs +, Rb +) son solubles. Hay pocas excepciones a esta regla. Las sales que contienen ion amonio (NH4 +) también son solubles.
Las sales que contienen ion nitrato (NO3-) son generalmente solubles.
Las sales que contienen Cl -, Br – o I – son generalmente solubles. Las excepciones importantes a esta regla son las sales de haluro de Ag +, Pb2 + y (Hg2) 2+. Por tanto, AgCl, PbBr2 y Hg2Cl2 son insolubles.
La mayoría de las sales de plata son insolubles. AgNO3 y Ag (C2H3O2) son sales solubles comunes de plata; prácticamente todos los demás son insolubles.
La mayoría de las sales de sulfato son solubles. Las excepciones importantes a esta regla incluyen CaSO4, BaSO4, PbSO4, Ag2SO4 y SrSO4.
La mayoría de las sales de hidróxido son solo ligeramente solubles. Las sales de hidróxido de los elementos del Grupo I son solubles. Las sales de hidróxido de los elementos del Grupo II (Ca, Sr y Ba) son ligeramente solubles. Las sales de hidróxido de metales de transición y Al3 + son insolubles. Por tanto, Fe (OH) 3, Al (OH) 3, Co (OH) 2 no son solubles.
La mayoría de los sulfuros de los metales de transición son altamente insolubles, incluidos CdS, FeS, ZnS y Ag2S. El arsénico, el antimonio, el bismuto y los sulfuros de plomo también son insolubles.
Los carbonatos son frecuentemente insolubles. Los carbonatos del Grupo II (CaCO3, SrCO3 y BaCO3) son insolubles, al igual que FeCO3 y PbCO3.
Los cromatos son frecuentemente insolubles. Los ejemplos incluyen PbCrO4 y BaCrO4.
Los fosfatos como Ca3 (PO4) 2 y Ag3PO4 son frecuentemente insolubles.
Los fluoruros como BaF2, MgF2 y PbF2 son frecuentemente insolubles.
Preguntas de muestra
1. Seleccione los compuestos que son siempre soluble en agua
una. BaSO4
B. HG2 I2
C. Na OH
D. Na2 SO3
mi. Ag ClO3
F. Cr Cl3
gramo. Fe PO4
2. Etiquete cada uno de los siguientes como soluble o insoluble
una. Li OH
B. Hg SO4
C. Pb Br2
D. Rb2 S
mi. Ni I2
F. H3 AsO4
gramo. Ni Cro4
3. ¿Qué plata (si la hay) es soluble? Cloruro de plata AgCl, fosfato de plata, Ag3 PO4, o fluoruro de plata, AgF?
Respuestas
1. Seleccione los compuestos que son siempre soluble en agua (en negrita son correctas)
una. BaSO4 (ver regla 5)
B. HG2I2 (ver regla 3)
C. Na OH (ver regla 1)
D. Na2 SO3 (ver regla 1)
mi. Ag ClO3 (ver regla 3)
F. Cr Cl3 (ver regla 3)
gramo. Fe PO4 (ver regla 6)
Nota: Letra e es un ejemplo del uso del orden de las reglas para determinar la solubilidad. La regla 4 dice que las platas (Ag) son frecuentemente insolubles, pero la regla 3 dice que los cloratos (Cl) son solubles. Dado que Ag ClO3 es un clorato de plata, y la regla 3 precede a la regla 4, la reemplaza. Este compuesto es soluble.
2. Etiquete cada uno de los siguientes como soluble o insoluble
una. Li OH soluble– regla 1
B. Fe (OH) 2 insoluble– regla 7
C. Pb Br2 insoluble – regla 2
D. Rb2 SO3 soluble– regla 1
mi. Ni I2 soluble – regla 3
F. H3 AsO4 insoluble– regla 10
gramo. Ni CRo4 insoluble– regla 8
3. ¿Qué plata (si la hay) es soluble? Cloruro de plata AgCl, fosfato de plata, Ag3 PO4, o fluoruro de plata, AgF?
Ninguna de la plata anterior es soluble. En la regla # 4, establece que las sales de plata (Ag) son
insoluble, con nitrato de plata, AgNO3, como una excepción.
Cómo funciona la solubilidad
Como vemos en nuestras reglas de solubilidad, algunas sustancias son muy solubles, mientras que otras son insolubles o tienen baja solubilidad. Echemos un vistazo a cómo funciona la solubilidad para comprender mejor las reglas de solubilidad.
Factores que afectan la solubilidad
Si una sustancia es soluble o no, y en qué grado, depende de una variedad de factores. Por lo general, los solutos se disuelven mejor en los disolventes que tienen la mayor cantidad de similitudes moleculares. La polaridad es un factor importante en la solubilidad de una sustancia. Las moléculas donde un extremo está cargado negativamente y el otro está cargado positivamente se consideran «polares», lo que significa que tienen polos eléctricos. Si una molécula no tiene esta composición iónica, se considera no polar.
Generalmente, los solutos son solubles en solventes que son más similares a ellos molecularmente. Los solutos polares se disolverán mejor en solventes polares y los solutos no polares se disolverán mejor en solventes no polares. Por ejemplo, el azúcar es un soluto polar y se absorbe muy bien en agua. Sin embargo, el azúcar tendría una baja solubilidad en un líquido apolar como el aceite vegetal. En general, los solutos también serán más solubles si las moléculas del soluto son más pequeñas que las del solvente.
Otros factores que afectan la solubilidad son la presión y la temperatura. En algunos solventes, cuando se calientan, las moléculas vibran más rápido y pueden romper el soluto. La presión es principalmente un factor cuando está involucrada una sustancia gaseosa y tiene poco o ningún efecto sobre las sustancias líquidas.
La tasa de solución se refiere a la rapidez con la que una sustancia se disuelve y se separa de la solubilidad. La solubilidad depende completamente de las propiedades físicas y químicas del soluto y el solvente.y no se ve afectado por la velocidad de solución. La tasa no debe tenerse en cuenta en la solubilidad de una sustancia. Esto a menudo puede resultar confuso cuando se aprende por primera vez sobre la solubilidad, ya que, en un ejemplo visual, ver algo que se disuelve rápidamente puede parecer una afirmación de su capacidad para disolverse. Sin embargo, el proceso de solubilidad es único y la velocidad a la que se disuelve no se incluye en la ecuación.
Predecir resultados
Cuando un soluto se mezcla con un solvente, hay tres posibles resultados: Si la solución tiene menos soluto que la cantidad máxima que puede disolver (la solubilidad), es un solución diluída. Si la cantidad de soluto es exactamente la misma que la solubilidad, es saturado. Si hay más soluto del que se puede disolver, el exceso se separa de la solución y forma una precipitado.
Una solución se considera saturada cuando la adición de soluto adicional no aumenta la concentración de la solución. Además, una solución es miscible cuando se puede mezclar en cualquier proporción; esto se aplica principalmente a líquidos, como etanol, C2H5OH y agua, H2O.
Conocer y seguir las reglas de solubilidad es la mejor manera de predecir el resultado de cualquier solución dada. Si sabemos que una sustancia es insoluble, es probable que tenga un exceso de soluto, formando así un precipitado. Sin embargo, es probable que los compuestos que sabemos que son muy solubles, como la sal, formen soluciones en diversas proporciones; en este caso, podremos determinar cuánto soluto y solvente se necesita para formar cada solución, y si es posible formar una.
Al pensar ahora en el experimento de la sal en el agua, está claro que la sal, también conocida como NaCl o cloruro de sodio, sería altamente soluble de acuerdo con nuestras reglas de solubilidad. El cloruro de sodio contiene Na, que casi siempre es soluble según la regla 1, y Cl, que suele ser soluble según la regla 3. Aunque puedo decir esto con solo echar un vistazo a las reglas, nada le quita la magia de ver los compuestos químicos descomponerse y disolverse ante sus ojos. Recuerde tener a mano sus tablas periódicas y preste mucha atención a las reglas de solubilidad en su próximo experimento.
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