Solubilidad Y Precipitación

Objetivos:

Observar la variación de la solubilidad dependiendo de la naturaleza de soluto y disolvente y de la temperatura.

Estudiar la disolución de precipitados por formación de complejos.

Introducción

Una disolución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias diferentes. A la sustancia que está en mayor proporción, o a la que forma la fase, se la suele llamar disolvente, y al componente que está en menor proporción se le llama soluto.

Las moléculas o iones de soluto se encuentran rodeadas de moléculas de disolvente (solvatación), en el caso de que éste sea el agua se llama hidratación.

El contenido de un soluto en una disolución se denomina concentración de la disolución. Hay varias formas de expresar esta concentración, tanto en unidades físicas (% en peso, % en volumen...) como en unidades químicas (formalidad, molaridad, normalidad) .

Solubilidad

Solubilidad de una sustancia es la máxima cantidad de soluto que se disuelve en una cantidad determinada de disolvente, en condiciones de equilibrio estable y a una temperatura y presión fijas. Cuando la disolución alcanza dicho límite se dice que está saturada. Una disolución no saturada es la que tiene menor concentración que la disolución saturada. Si la concentración es mayor, la disolución se llama sobresaturada, siendo ésta una disolución inestable.

a) Factores internos que influyen sobre la solubilidad.

La solubilidad de las sustancias varía mucho según los diversos disolventes. En general se observa que una sustancia tiende a disolverse en disolventes que son análogos a ella en cuanto a su tipo de enlace. -"Lo semejante disuelve a lo semejante"-.

b) Variación de la solubilidad con la temperatura.

La mayoría de los sólidos muestran un aumento de la solubilidad con la temperatura. En algunos casos éste aumento es muy notable, por ejemplo, el nitrato de potasio, cuya solubilidad es de 13 g a 0 °C, pasa a 86 g a 50 °C por cada 100 mL de agua. En otros casos, como el cloruro de sodio, el aumento de la solubilidad con la temperatura es muy pequeño.

Un caso interesante es el del sulfato de sodio decahidratado. La solubilidad de este compuesto aumenta de 0 °C hasta 12,4 °C, por encima de esta temperatura la solubilidad dismi-nuye rápidamente debido a que la fase sólida estable es sulfato de sodio anhidro.

c) Producto de solubilidad.

Cuando una sal es poco soluble en agua, en la disolución saturada se establece un equilibrio entre los iones disueltos y la sal sólida que queda sin disolver.

Tomando como ejemplo una disolución saturada de cloruro de plata, el producto de las concentraciones molares de los iones toma un valor constante para una temperatura determinada:

[Cl-] [Ag+] = Ks.

La constante Ks, que a veces se designa por Kps y recibe el nombre de producto de solubilidad, y se calcula siempre expresando las concentraciones de los iones en molaridad.

Precipitación

El producto de solubilidad permite conocer cuando se formará un precipitado al mezclar dos disoluciones que contengan iones que formen una sal poco soluble, e incluso calcular la concentración de los mismos.

Para que se forme un precipitado es necesario que el producto de la concentración de los iones, elevada a su correspondiente coeficiente sea superior a la Ks. Así por ejemplo, para el cloruro de plata, si:

[Cl-] [Ag+ ] > Ks se origina precipitado

[Cl- ] [Ag+] = Ks disolución saturada

[Cl- ] [Ag+] < Ks no hay precipitado

Solubilidad de los precipitados

Según el equilibrio de solubilidad de un compuesto poco soluble:

XM (s) <==> X- (aq) + M+ (aq)

Si de alguna manera se disminuye la concentración de X-, ó la de M+, el equilibrio se desplaza hacia la derecha, disolviéndose el compuesto XM. La disminución de la concentración de los iones se puede conseguir por formación de complejos, por una reacción de oxidación-reducción, o por adición de reactivos con un ión común con el precipitado, que formen un compuesto más estable.

Parte experimental

6.a. Influencia de la naturaleza del soluto y del disolvente en la solubilidad

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