Solubilidad

La solubilidad es una medida de la capacidad de una determinada sustancia para disolverse en otra. Puede expresarse en moles por litro, en gramos por litro, o en porcentaje de soluto; en algunas condiciones se puede sobrepasarla, denominándose a estas soluciones sobresaturadas. El método preferido para hacer que el soluto se disuelva en esta clase de soluciones es calentar la muestra. La sustancia que se disuelve se denomina soluto y la sustancia donde se disuelve el soluto se llama solvente. No todas las sustancias se disuelven en un mismo solvente, por ejemplo en el agua, se disuelve el alcohol y la sal. El aceite y la gasolina no se disuelven. En la solubilidad, el carácter polar o apolar de la sustancia influye mucho, ya que, debido a estos la sustancia será más o menos soluble; por ejemplo, los compuestos con más de un grupo funcional presentan gran polaridad por lo que no son solubles en éter etílico.

Entonces para que sea soluble en éter etílico ha de tener escasa polaridad, es decir no ha de tener más de un grupo polar el compuesto. Los compuestos con menor solubilidad son los que presentan menor reactividad como son: las parafinas, compuestos aromáticos y los derivados halogenados.

El término solubilidad se utiliza tanto para designar al fenómeno cualitativo del proceso de disolución como para expresar cuantitativamente la concentración de las soluciones. La solubilidad de una sustancia depende de la naturaleza del disolvente y del soluto, así como de la temperatura y la presión del sistema, es decir, de la tendencia del sistema a alcanzar el valor máximo de entropía. Al proceso de interacción entre las moléculas del disolvente y las partículas del soluto para formar agregados se le llama solvatación y si el solvente es agua, hidratación.

Factores que afectan la solubilidad

La solubilidad se define para fases específicas. Por ejemplo, la solubilidad de aragonito y calcita en el agua se espera que difieran, si bien ambos son polimorfos de carbonato de calcio y tienen la misma fórmula química.

La solubilidad de una sustancia en otra está determinada por el equilibrio de fuerzas intermoleculares entre el disolvente y el soluto, y la variación de entropía que acompaña a la solvatación. Factores como la temperatura y la presión va a alterar este equilibrio, cambiando así la solubilidad.

La solubilidad también depende en gran medida la presencia de otras especies disueltas en el disolvente, por ejemplo, complejos metálicos en los líquidos. La solubilidad dependerá también el exceso o defecto de un ion común en la solución, un fenómeno conocido como el efecto del ión común. En menor medida, la solubilidad dependerá de la fuerza iónica de las soluciones. Los dos últimos efectos pueden cuantificarse utilizando la ecuación de equilibrio de solubilidad.

Para un sólido que se disuelve en una reacción redox, la solubilidad se espera que depender de las posibilidades (dentro del alcance de los potenciales en las que el sólido se mantiene la fase termodinámicamente estable). Por ejemplo, la solubilidad de oro en el agua a alta temperatura se observa que es casi un orden de magnitud más alta cuando el potencial redox se controla mediante un tampón altamente oxidantes redox Fe₃O₄ Fe₂O₃-que con un tampón moderadamente oxidantes Ni-NiO.​

La solubilidad (metaestable) también depende del tamaño físico de la gota de cristal o de soluto (o, estrictamente hablando, en la superficie específica o molar del soluto). Para la cuantificación, ver la ecuación en el artículo sobre el equilibrio de solubilidad. Para cristales altamente defectuosos, la solubilidad puede aumentar con el aumento del grado de desorden. Ambos efectos se producen debido a la dependencia de la solubilidad constante frente a la energía de Gibbs del cristal. Los dos últimos efectos, aunque a menudo difíciles de medir, son de importancia en la práctica. ^{[cita requerida]} Por ejemplo, proporcionan la fuerza motriz para precipitar el envejecimiento (el tamaño de cristal crece de forma espontánea con el tiempo).

Temperatura

La solubilidad de un soluto en un disolvente dado dado normalmente depende de la temperatura. Para muchos sólidos disueltos en el agua líquida, la solubilidad aumenta con la temperatura hasta 100 ° C.​ En el agua líquida a altas temperaturas (por ejemplo, que, en vísperas de la temperatura crítica), la solubilidad de los solutos iónicos tiende a disminuir debido a la cambio de las propiedades y la estructura del agua líquida, el reducir los resultados de la constante dieléctrica de un disolvente menos polar.

Los solutos gaseosos muestran un comportamiento más complejo con la temperatura. Como se eleva la temperatura, los gases generalmente se vuelven menos solubles en agua (el mínimo que está por debajo de 120 ° C para la mayoría de gases),​ pero más solubles en disolventes orgánicos.​

El gráfico muestra las curvas de solubilidad de algunas sales sólidas inorgánicas típica.​ Muchas sales se comportan como nitrato de bario y el arseniato de hidrógeno disódico, y muestran un gran aumento de la solubilidad con la temperatura. Algunos solutos (por ejemplo, NaCl en agua) exhiben una solubilidad bastante independiente de la temperatura. Unos pocos, como el cerio (III) sulfato, se vuelven menos solubles en agua a medida que aumenta la temperatura. Esta dependencia de la temperatura se refiere a veces como "retrógrada" o "solubilidad inversa". En ocasiones, se observa un patrón más complejo, como con sulfato de sodio, donde el cristal decahidrato menos soluble pierde agua de cristalización a 32 ° C para formar una fase anhidra más solubles. ^{[cita requerida]}

La solubilidad de los compuestos orgánicos casi siempre aumenta con la temperatura. La técnica de la recristalización, utilizado para la purificación de sólidos, depende de un soluto de diferentes solubilidades en un disolvente caliente y fría. Existen algunas excepciones, tales como determinadas ciclodextrinas.​

Véase también

• Soluto
• Solvente
• Concentración