• Author / Uploaded
• Gabriela Heredia Luna

Citation preview

1

SOLUBILIDAD

INDICE: I.

INTRODUCCIÓN........................................................................................ 2

II.

OBJETIVOS............................................................................................... 3

III.

MARCO TEÓRICO................................................................................... 4

3.1.

Solubilidad:.......................................................................................... 4

3.2.

FACTORES QUE AFECTAN LA SOLUBILIDAD:.....................................4

Clasificación de la solubilidad en el agua..............................................................6 Principales Iones Solubles en agua......................................................................6 IV.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:.........................................................8

4.1. MATERIALES.......................................................................................... 8 4.2. REACTIVOS........................................................................................... 8 4.3. ANALISIS Y RESULTADOS......................................................................9 4.4. GRAFICOS........................................................................................... 11 V.

CONCLUSIONES..................................................................................... 12

VI.

RECOMENDACIONES...........................................................................13

VII.

REFERENCIALES................................................................................. 14

2

SOLUBILIDAD I.

INTRODUCCIÓN

Las sustancias no se disuelven en igual medida en un mismo disolvente. Con el fin de poder comparar la capacidad que tiene un disolvente para disolver un producto dado, se utiliza una magnitud que recibe el nombre de solubilidad. La capacidad de una determinada cantidad de líquido para disolver una sustancia sólida no es limitada. Añadiendo soluto un volumen dado de disolvente se llega a un punto a partir del cual la disolución no admite más soluto (un exceso de soluto se depositara en el fondo del recipiente). Se dice entonces que está saturada. Pues bien, la solubilidad de una sustancia respecto de un disolvente determinado es la concentración que corresponde al estado de saturación a una temperatura dada. La solubilidad depende de la temperatura; de ahí que su valor siempre acompañado del de la temperatura de trabajo. En la mayor parte de los casos, la solubilidad aumenta al aumentar la temperatura. En otros, sin embargo, la disolución va acompañada de una liberación de calor y la solubilidad disminuye al aumentar la temperatura.

3

II.

OBJETIVOS  Hallar la solubilidad del nitrato de potasio a medida que se agrega mayor cantidad de soluto.  Hallar la temperatura con la cual el nitrato de potasio se cristaliza, tomando en cuenta la cantidad de soluto agregado.

4

III.

MARCO TEÓRICO

3.1.

Solubilidad:

es una medida de la capacidad de una determinada sustancia para disolver en un líquido. Puede expresarse en moles por litro, en gramos por litro, en miligramos por litro o en porcentaje de soluto; en algunas condiciones se puede sobrepasarla, denominándose solución sobresaturada. Para que una sustancia se disuelva en otra debe existir semejanza en las polaridades de sus moléculas. Por ejemplo el agua es un compuesto polar, por ello disuelve con facilidad a las sustancias polares como son los ácidos, hidróxidos y sales inorgánicas y a los compuestos orgánicos polares. Esta regla no es absoluta, ya que existen compuestos inorgánicos altamente polares que son insolubles en agua como son los carbonatos, fosfatos (exceptuando a los del + grupo IA y del NH ), los hidróxidos (exceptuando los del grupo IA y el2 4 + Ba(OH) ) y los sulfuros (exceptuando a los del grupo 4IA, IIA, del NH ) esta situación está relacionada con el tamaño de la molécula y las fuerzas ínter iónicas. Las sustancias se consideran insolubles cuando la solubilidad es menor a 0,1 mg de soluto por cada 100g disolvente. Y cuando un líquido no se disuelve en otro líquido se dice que no son miscibles.

3.2.

FACTORES QUE AFECTAN LA SOLUBILIDAD:

 La naturaleza del soluto y del solvente: no existe una regla fija que permite establecer una generalización en cuanto al fenómeno de la disolución. Cuando un soluto es agregado en un solvente se da un proceso de difusión de las moléculas del soluto hacia el seno de las moléculas del soluto y del solvente, lo cual ocurre solo y cuando entre las moléculas del soluto y establezcan del solvente se fuerzas interactivas capaces de vencer las fuerzas intermoleculares existentes en el cuerpo a dispersar. Es por ello que los solventes polares tienden a disolver a las sustancias de polaridad semejante, aunque este proceso puede ser

5

interferido por la existen de moléculas más voluminosas que las del solvente y por ende, la existencias de fuerzas intermoleculares superiores a las que podrían establecerse entre el soluto y el solvente

 Efecto de la temperatura: generalmente un aumento de temperatura facilita el proceso de disolución de un soluto. Lo que se explica por los siguientes hechos:

a. El calor suministrado al sistema aumenta la velocidad de difusión de las partículas del soluto en el seno del solvente. b. El calor suministrado es absorbido por las moléculas del soluto, debilitándose las fuerzas intermoleculares y facilitándose el proceso de solvatación.

Sin embargo, existen casos en donde un aumento de temperatura disminuye la solubilidad, como el caso del Ce2(SO4)3, el cual su solubilidad en agua a O ºC es de 39,5 % mientras que a 100 °C es de 2,5 %.

Existe otro caso como el del NaCl el cual una variación de temperatura no altera, apreciablemente la solubilidad. Otro caso muy particular es el Na2S04 el cual al aumentar la temperatura aumenta la solubilidad hasta alcanzar un máximo, a partir de allí un incremento de temperatura, disminuye la solubilidad. Este comportamiento se debe a que a cierta temperatura los cristales de la sal se hidratan provocando un descenso en la solubilidad.

 Efecto de la presión: este es un factor que tiene efecto apreciable en la solubilidad de gases. Experimentalmente se ha comprobado que la solubilidad del gas es directamente proporcional a las presiones aplicadas.

La solubilidad de un compuesto en el agua expresada en mg/L a 20° C, se

6

expresan en la siguiente tabla:

Clasificación de la solubilidad en el agua Solubilidad (mg/L)

Clasificación

< 0,10

No es soluble

0,1–1

Ligeramente soluble

1–10

Moderadamente soluble

10–100

Fácilmente soluble

> 100

Sumamente soluble

Principales Iones Solubles en agua. NO 3 CH3COO ClO 3 ClO 4 Cl Br

-

ISO 24

Todos los nitratos son solubles en agua Todos los acetatos son solubles en agua; excepto: C2H3O2Ag Todos los cloratos son solubles en agua; Todos los Percloratos son solubles en agua; excepto: KClO4 Todos los cloruros son solubles en agua; excepto: PbCl2 es ligeramente solublelos bromuros son solubles en Todos agua; excepto: AgBr; PbBr2; Hg2Br2 son insolubles Todos los yoduros son solubles en agua; excepto: AgI; PbI2; Hg2I2 son insolubles Todos los sulfatos son solubles en agua; excepto: CaSO4; Ag2SO4 son ligeramente soluble.

7

Principales Iones Insolubles en agua. Todos los sulfuros son insolubles en agua; excepto: S2-

Los elementos del grupo IA y IIA; (NH4)2S son solubles Todos los carbonatos son insolubles en

2−¿ ¿ CO 3

agua; excepto: Los elementos del grupo IA y

2−¿ ¿ SO 3

Los elementos del grupo IA y el (NH4)2SO3 son solubles

3−¿ ¿ PO 4

Los elementos del grupo IA y el (NH4)3PO4 son solubles

2−¿ CrO ¿33AsO

Los elementos del grupo IA y el (NH4)2CrO4 son Todos los arsenatos son insolubles en agua; excepto:

Todos sulfitos insolubles en agua; excepto: el (NH4los )2CO solubles 3 sonson Todos los fosfatos son insolubles en agua; excepto: Todos los cromato son insolubles en agua; excepto:

Los elementos del grupo IA y el (NH4)3AsO4 son Todos los hidróxidos son insolubles en agua; excepto: solubles Los elementos del grupo IA y los Ba(OH)2; Sr(OH)2 son

4 OH Óxidos metálicos

Todos losCa(OH) óxidos2metálicos son insolubles; solubles. es ligeramente soluble excepto: Los metales alcalinos y los de Ca

2+

; Sr

2+

; Ba

2+

son

solubles. Cuando se disuelven los óxidos metálicos, reaccionan con el disolvente formando hidróxidos. Ej: CaO

+

H2O

Sustancias solubles que no producen iones en agua (No Electrolitos).

Glucosa, etanol, HgCl2Todas , CdSO4estas , (CH3COO sustancias -)2Pb sonsolubles en agua, pero no se Estas reglas se aplican a estos cationes: + + + + + + A.- Cationes Grupo IA: Li ; K ; Rb ; Cs ; NH4 ; Ag B.- Cationes Zn

2+

; Cd

C.- Cationes

2+ 2+

: Mg

; Hg

3+

2+

2+

: Fe

; Ca

; Sn

3+

; Al

2+

2+

3+

; Sr

; Pb

; Cr

2+

2+

3+

; Br

2+

; Mn

2+

; Fe

2+

; Co

2+

;N

2+

i; Cu

2+

;

8

IV.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

4.1. MATERIALES

BALANZA ANALITICA

PINZAS

PIZETA

SOPORTE UNIVERSAL

4.2. REACTIVOS

N I T R ATO D E P O TAS I O

9

4.3. ANALISIS Y RESULTADOS

1. Agregar 3g de nitrato de potasio ( adicionar 3g de agua Como

ρ H O =1 g /ml 2

KN O3 ¿

en un tubo de ensayo y

(H 2 O)

, luego:

1 g H2 O 3 g H2O = 1 ml H 2 O Xml H 2 O X =3 ml H 2 O

2.Hallando la solubilidad del nitrato de potasio ( concentraciones:  Para 3g de ( KN O3 ¿ y Xml de

H2O :



3 g( KN O 3) x 33.3 100 g(KN O 3 ) = 3 g H 2 O x 33.3 100 g H 2 O



3 g( KN O 3) x 28.57 85.71 g(KN O3) = 3.5 g H 2 O x 28.57 100 g H 2 O 3 g ( KN O 3) x 25



4 g H 2 O x 25

=

75 g(KN O3) 100 g H 2 O



3 g( KN O 3) x 22.2 66.6 g(KN O3 ) = 4.5 g H 2 O x 22.2 100 g H 2 O



3 g( KN O 3) x 20 60 g(KN O 3) = 5 g H 2 O x 20 100 g H 2 O



3 g( KN O 3) x 18.18 54.54 g(KN O3) = 5.5 g H 2 O x 18.18 100 g H 2 O

KN O3 ¿

a distintas

10



3 g( KN O 3) x 16.66 49.98 g( KN O 3 ) = 6 g H 2 O x 16.66 100 g H 2 O

3. Calentamos la solución en baño maría hasta que el precipitado desaparezca. Una vez que el nitrato se encuentra disuelto, se retira y se espera hasta que se formen cristales, producto de la temperatura descendiente. Acto seguido, se toma la temperatura y se anota en el cuadro N° 1-. 4. Una vez tomada la temperatura, se le agrega 0.5ml de

H2O

a la solución

y se repite el segundo paso. Luego, se le agrega nuevamente 0.5 ml de H2O , hasta completar siete tomas de temperatura.

 Tomando las temperaturas y completando la tabla:

Xg sol 100 g STO T°

100

85.71

75

66.6

60

54.54

49.48

49

45

40

37

35

30

27

120

100

80

SOLUBILIDAD

60 Valores Y Power (Valores Y) 40

20

0 25303540455055 TEMPERATURA

4.4. GRAFICOS

ARMADO DE EQUIPO

CALENTAMIENTO DE LA SUSTANCIA DE AGUA Y NITRATO DE POTASIO A BAÑO MARIA

V.

CONCLUSIONES

 La solubilidad del nitrato de potasio, disminuye conjuntamente con la temperatura, debido a que la cantidad de soluto disminuye en relación a la masa del solvente (agua).  La temperatura con la que el nitrato de potasio se cristaliza disminuye y a su vez, el soluto aumenta, debido a que la sustancia pierde su concentración inicial, haciendo que la cristalización se retarde.

VI.

RECOMENDACIONES

 Evitar que la solución baje de temperatura de manera muy brusca, debido a que puede alterar el resultado de la experiencia  Ser lo más precisos posibles al agregar el agua destilada a la solución, ya que un exceso y carencia de esta, puede alterar también los resultados

VII.

REFERENCIALES

 Chang, Raymond Quimica, 6a edición McGraw- Hill, México, 1999.

 Petrucci Ralph y Harwood, William, S.Quimica General,7 a edicion Prentice Hall.

 Umland, Jean B., Bellama, Jon Química General,3 a edición International Thomson, 2000.

 Química General, Petrucci 10 edición.