Trabajo de Solubilidad

I.

INTRODUCCION

Este trabajo nos dará a conocer que la solubilidad que aplicamos diariamente no es más que la capacidad de una determinada sustancia para disolverse en otra;en tanto hay que tener presente que la sustancia que se disuelve se denomina soluto y la sustancia donde se disuelve el soluto se llama solvente. La solubilidad de una sustancia depende de la naturaleza del disolvente y del soluto, así como de la temperatura , la presión ,peso-cantidad y en algunos casos el ph . La solución puede ser diluida, saturada o sobresaturada; en esta primera veremos que es cuando la cantidad de soluto que interviene está en mínima proporción en un volumen determinado, mientras que cuando se trata de saturada hay mayor cantidad posible de soluto para una temperatura y presión dadas. En ellas existe un equilibrio entre el soluto y el solvente. Se estudia la solubilidad de ciertos compuestos entre otras cosas, con el fin de establecer su nivel de solubilidad en un sistema con un solvente o tal vez dos, si fuera así, ambos solventes deben ser insolubles entre sí, pero deben de solubilizar al soluto. En 1391 se formula la ley del reparto, dada por Nerst, esta ley se ha aplicado al estudio de problemas a nivel teórico y práctico, como el proceso de extracción, el de análisis y determinación de las constantes de equilibrio, las cuales dependen de la temperatura dada.

II.

Marco Teórico

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 la solubilidad se puede sobrepasar, 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.

SOLUTO:

sustancia minoritaria en una disolución; esta sustancia se encuentra disuelta en un determinado solvente.

SOLUBILIDAD SOLVENTE: es la cantidad mayoritaria de la solución, es lo que contiene al Soluto.

TIPOS DE SOLUCIONES CON RESPECTO A LA SOLUBILIDAD.

1. Solución Insaturada: “Es aquella en que la cantidad de soluto disuelto es inferior a la que indica su solubilidad” esta solución se reconoce experimentalmente agregándole una pequeña cantidad de soluto y esta se disolverá. 2. Solución Saturada: “Es aquella en que la cantidad de soluto disuelto es igual a la que indica su solubilidad”. Este tipo de solución se reconoce experimentalmente agregándole una pequeña cantidad de soluto y no se disolverá. 3. Solución Sobresaturada: “Es aquella en que la cantidad de soluto disuelto es mayor a la que indica su solubilidad”. Este tipo de solución se reconoce experimentalmente por su gran “inestabilidad” ya que al agitarla o al agregar un pequeño cristal de soluto (cristal de siembra o semilla de cristal) se provoca la cristalización del exceso de soluto disuelto.

FACTORES QUE CONDICIONAN O MODIFICAN LA SOLUBILIDAD. Solubles: si su solubilidad es 0,1 M o >.

Poco Solubles: si su solubilidad se sitúa entre 0,1 M y 0,001 M Insolubles: si su solubilidad no llega a 0,001 M Como se ha comprobado mediante experiencias cotidianas, hay sustancias muy solubles en agua (azúcar), otras muy poco solubles y otras prácticamente insolubles (aceite), por lo tanto la solubilidad no posee siempre valor fijo o constante sino que depende de ciertos factores que harán de la solubilidad un valor que puede ser aumentado o disminuido según sea el factor modificante y éstos son los siguientes: 

La Temperatura:

Este factor solo modifica la solubilidad de solutos sólidos y gaseosos, los líquidos no sufren ninguna alteración en su solubilidad, solo hasta que sean miscibles entre sí (que se mezclen). En el caso de los sólidos: en general un aumento de la temperatura provocará un aumento de la solubilidad aunque existen casos donde la solubilidad sufre una pequeña variación e incluso casos donde al aumentar la temperatura la solubilidad disminuye. En el caso de los gases: un aumento de la temperatura produce siempre una disminución de la solubilidad y vise-versa. Si se coloca en un recipiente una pequeña cantidad de bebida gaseosa, al ser calentada, se observa inmediatamente una efervescencia derivada del escape de gas (dióxido de carbono) de la solución. Si se calienta agua, esta pierde el aire disuelto en ella. 

Naturaleza Química del Soluto y el Solvente:

“Una sustancia podrá ser muy soluble en un determinado solvente, pero esto no permite asegurar que lo sea en otros solventes” En realidad la “Naturaleza Química” tiene que ver con el tipo de “Unión o Enlace Químico” que posee el soluto y el solvente, esto se puede resumir en la siguiente frase: “Lo semejante disuelve a lo semejante”

III.

Observaciones experimentales - Materiales

Tubo de Ensayo

observación

El tubo de ensayo forma parte del material de vidrio de un laboratorio químico. y es el principal material que conlleva la preparación de soluciones o la toma de muestras que luego serán depositadas en este.

Vaso de Precipitado

observación

Un vaso de precipitados es un material de laboratorio de vidrio que se utiliza para contener sustancias, disolverlas, atacarlas, calentarlas y en general cualquier cosa que no necesite una medida de precisión del volumen , observamos que utilizaremos primero de 250 ml y luego de 50 ml.

Mechero de Bunsen

observación

Observamos que posee una válvula aguja. Y la conexión para el suministro de gas se encuentra hacia la izquierda y la válvula aguja para ajustar el flujo de gas esta en el lado opuesto .La entrada de aire en este modelo particular se ajusta por medio de un collarín rotante , abriendo o cerrando los bafles verticales en la base.

Termómetro de 100˚C

observación

Termómetro de mercurio: Observamos que el mercurio de este tipo de termómetro se encuentra en un bulbo reflejante y generalmente de color brillante, también llegamos al conocimiento de que este termómetro no necesita agitamiento para regresar a cero grados.

Soporte Universal

observación

Un soporte de laboratorio, soporte universal o pie universal es una pieza del equipamiento de laboratorio donde se sujetan las pinzas de laboratorio, mediante dobles nueces. Sirve para sujetar tubos de ensayo, buretas, embudos de filtración, embudos de decantación, etc. También se emplea para montar aparatos de destilación y otros equipos similares más complejos. Clorato de Potasio

observación

El clorato de potasio o clorato potásico es una sal formada por el anión clorato y el catión potasio. En su forma pura forma cristales blancos. Es el clorato más común en la industria, y se encuentra en la mayoría de los laboratorios. Se emplea como oxidante. Agua Destilada

observación

El agua destilada es aquella cuya composición se basa en la unidad de moléculas de H2O. Es aquella a la que se le han eliminado las impurezas e iones mediante destilación. La destilación es un método en desuso para la producción de agua pura a nivel industrial. Esta consiste en separar los componentes líquidos de una mezcla.

Trípode

observación

La finalidad que cumple el trípode es solo una, ya que es utilizado principalmente como una herramienta de sostén para la rejilla de asbesto o lo que se sitúa sobre este.

IV.

Resultados experimentales

En este trabajo experimental se calculo la solubilidad del clorato de potasio a una temperatura de 60ºC. Para hallar los resultados de esta muestra se necesito obtener el peso o masa máxima del clorato de potasio que se disuelve en 100g de disolvente a una determinada temperatura.

Obtuvimos los siguientes Resultados:

Tabla #1. Peso del vaso vacio:

31g

Peso del vaso + solución:

35,5g

Peso del vaso + clorato de potasio:

31,9g

Peso de clorato de potasio seco:

0,9g

Peso de agua evaporada:

3,6g

Cálculos:

So = Solubilidad en gramos de Clorato de Potasio /100

V.

Observaciones y Resultados experimentales 1. Observación/Procedimiento  

Colocamos agua en un vaso precipitado de 250ml y calentarlo (60ºC ) En un tubo de ensayo añadir agua destilada y con el soporte universal sumergirlo en el vaso precipitado que se está calentando.(60ºC(

Resultado 

El clorato de potasio que estaba sedimentado empieza a disolverse en el agua destilada

Obs.

2. Observación/Procedimiento Resultado  Añadir clorato de potasio hasta que  Al suspender la agitación, la solución del tubo será una solución se forme un precipitado en el fondo saturada. del tubo y agitarlo con una varilla de vidrio.  Mantener con ayuda del termómetro una temperatura de 60ºc Obs.

3. Observación/Procedimiento  Medir el otro vaso de precipitado de 50ml y ahí verter la solución saturada clara  Evaporar cuidadosamente la solución hasta la sequedad.

Resultado  Observamos los resultados de nuestra Tabla #1

Obs.

- La solubilidad depende de la temperatura; de ahí que su valor vaya siempre acompañado del de la temperatura de trabajo. En la mayor parte de los casos, la solubilidad aumenta al aumentar la temperatura. Se trata de procesos en los que el sistema absorbe calor para apoyar con una cantidad de energía extra el fenómeno la solvatación. En otros, sin embargo, la disolución va acompañada de una liberación de calor y la solubilidad disminuye al aumentar la temperatura.

VI.

Conclusión:

La solubilidad por efecto de la temperatura varia dependiendo si el soluto es soluble o no en un determinado solvente. La solubilidad por efecto de la temperatura depende de la cantidad de soluto en el solvente y de otras variables como la presión. Al hacer el experimento mantener lo más que sea posible una agitación constante. Evitar que la solución inicial previamente solubilizada a una temperatura aprox. 60ºC. Un aumento de temperatura produce una mayor saturación de soluto en la solución. Esto se cumple en el sistema utilizado en el laboratorio. Una baja temperatura de fusión y un bajo calor de fusión, favorecen la solubilidad. En el caso ideal, el calor diferencial de solución es directamente proporcional a la temperatura, pero cuando la solución está muy diluida, la curva se convierte en recta y este calor se hace constante, como se ha podido demostrar. Se recomienda mantener la solución sobresaturada en un baño caliente, ya que se debe evitar la presencia de soluto en estado sólido. Además, se debe contar con el material correctamente lavado.

1. Diferenciar entre solución saturada y sobresaturada. a) Solución saturada: decimos que una solución saturada es cuando se disuelve completamente el soluto en el solvente en su máxima cantidad, y la solución tendría un equilibrio dinámico. Ej. 1- una solución de bromuro de potasio que tenga disueltos 116 g en100 g de agua a 50º. A eso lo llamamos solución saturada. Ej. 2 - un vaso con agua con una mediana cantidad de azúcar, vemos que el azúcar no se disuelve de todo

b) Solución sobresaturada: Se realiza generalmente por calentamiento, ya que parte del soluto por encima de la solubilidad máxima se disuelve cosa que al enfriar lentamente se obtiene esta solución. Ej. 1- Un vaso con agua con gran cantidad de sal

SATURADA

SOBRESATURADA



Tienen la mayor cantidad posible de soluto para una temperatura y presión dadas





*Se obtiene al adicionar una cantidad tal de soluto (lo que se va a disolver) a un solvente (lo que va a disolver) que no podremos adicionar mas a la solución, de lo contrario esta cantidad de soluto no se va a disolver y va a quedar en el fondo de la solución.



No tiene la cantidad máxima posible de soluto para una temperatura y presión dadas. *es aquella solución en la que

tenemos soluto (lo que se disuelve) sin disolver en el solvente (en lo que se disuelve).

2. A 20º C la solución del clorato de potasio será mayor o menor que el valor de su experimento. Explique su respuesta

Será menor que el valor de nuestro experimento debido a que La solubilidad depende de la temperatura; de ahí que su valor vaya siempre acompañado del de la temperatura de trabajo. En la mayor parte de los casos, la solubilidad aumenta al aumentar la temperatura. Se trata de procesos en los que el sistema absorbe calor para apoyar con una cantidad de energía extra el fenómeno la solvatación. En otros, sin embargo, la disolución va acompañada de una liberación de calor y la solubilidad disminuye al aumentar la temperatura. 3. ¿Qué sucedería si en su experimento se añadiría clorato de potasio (KClO3) al agua sin agitación alguna? No se disolvería ya que para que el soluto sea disuelto es necesaria la agitación de este, puesto que si no existe presión no podremos obtener ninguna solución.

4. Comparar la solubilidad del clorato de potasio con la del cloruro de sodio considerando la influencia de la temperatura. Clorato de Potasio KClO3

Solubilidad en agua

Cloruro de Sodio NaCl

7.3 g/100 ml

Solubilidad en agua

35,9 g por 100 mL de agua

VII.

Bibliografía

http://www.buenastareas.com/temas/clorato-de-potasio-y-cloruro-de-sodio/0 http://es.wikipedia.org/wiki/Cloruro_de_sodio http://tplaboratorioquimico.blogspot.com/2008/09/vaso-de-precipitado-o-vaso-depp.html http://es.quimica.wikia.com/wiki/Vaso_de_precipitados http://tplaboratorioquimico.blogspot.com/2008/09/tubo-de-ensayo.html http://es.scribd.com/doc/7571734/3-Solubilidad http://www.elergonomista.com/quimica/q11.html http://www.monografias.com/trabajos7/vaso/vaso.shtml#conclu http://tplaboratorioquimico.blogspot.com/2008/09/tripode-de-laboratorio.html http://es.wikipedia.org/wiki/Solubilidad http://www.textoscientificos.com/quimica/disoluciones/solubilidad

VIII.

Anexos