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Solubilidad y factores que afectan la solubilidad
En la Química de 9° grado, uno de los conceptos fundamentales que los estudiantes encuentran es entender las soluciones y mezclas. Dos aspectos importantes de este tema son la solubilidad y los factores que afectan la solubilidad. Discutamos estos conceptos en detalle.
¿Qué es la solución?
Una solución es una mezcla homogénea compuesta por dos o más sustancias. Una solución tiene dos componentes principales:
- Soluto: La sustancia que se disuelve. Por ejemplo, la sal en una solución de agua salada.
- Solvente: La sustancia en la cual se disuelve un soluto. Por ejemplo, el agua en una solución de agua salada.
Cuando se agrega sal (NaCl) al agua (H2O), la sal se disuelve para formar una mezcla homogénea, formando una solución salina.
¿Qué es la solubilidad?
La solubilidad es una medida de cuánto soluto puede disolverse en un solvente a una temperatura y presión dadas para formar una solución saturada. A menudo se expresa como la cantidad de soluto por solvente, por ejemplo, gramos por 100 mL.
Ejemplo visual: Representación de solubilidad
En el ejemplo visual, el rectángulo azul representa el solvente (por ejemplo, agua), el círculo gris representa el soluto (por ejemplo, sal), y la combinación representa la solución (agua salada).
Factores que afectan la solubilidad
Cuánto soluto puede disolverse en un solvente depende de varios factores. Estos incluyen:
1. Temperatura
La solubilidad de la mayoría de los solutos sólidos aumenta a medida que aumenta la temperatura. Esto ocurre porque las temperaturas más altas a menudo proporcionan la energía necesaria para que las moléculas de soluto se separen e interactúen con las moléculas del solvente. Por ejemplo, el azúcar se disuelve más fácilmente en agua caliente que en agua fría.
C 12 H 22 O 11 (azúcar) + H 2 O (agua) --> C 12 H 22 O 11 (acuoso)
Sin embargo, para los gases, la solubilidad generalmente disminuye a medida que aumenta la temperatura. Por ejemplo, las bebidas carbonatadas se echan a perder más rápidamente cuando se calientan porque el CO 2 se escapa más fácilmente.
2. Presión
La presión afecta significativamente la solubilidad de los gases. Aumentar la presión mantiene las moléculas de gas más cerca del solvente, aumentando la solubilidad. Este principio se aplica en las bebidas carbonatadas, donde el dióxido de carbono se disuelve en el líquido bajo alta presión.
Ley de Henry: s = kH * P
Donde:
s = solubilidad del gas
kH = constante de la ley de Henry
P = presión parcial del gas
3. Naturaleza del soluto y solvente
La naturaleza química determina el grado de solubilidad. Los solutos polares se disuelven bien en solventes polares (semejante disuelve a semejante). Por ejemplo, la sal (NaCl), que es iónica y polar, se disuelve bien en solventes polares como el agua.
Los solutos no polares como los aceites no se disuelven en agua, pero sí se disuelven en solventes no polares, como el hexano.
4. Agitación
Agitar o sacudir puede acelerar el proceso de disolución, aunque no cambia la cantidad final de soluto disuelto. Ayuda a distribuir las partículas de soluto en todo el solvente, aumentando la interacción entre las moléculas de soluto y solvente.
Ejemplos de solubilidad
1. Azúcar en té
Cuando pones azúcar en té, se disuelve, especialmente si el té está caliente. Revolver el azúcar ayuda a que se disuelva más rápido.
2. Sal en agua
La sal generalmente se disuelve en agua para cocinar y limpiar porque es altamente soluble.
3. Bebidas carbonatadas
El dióxido de carbono en las bebidas gaseosas está disuelto debido a la presión, haciéndolas carbonatadas.
Conclusión
Entender la solubilidad y los factores que la afectan es importante en química. Nos ayuda a entender fenómenos cotidianos como disolver azúcar en café o cómo se hacen las bebidas carbonatadas. Al aprender sobre la temperatura, la presión, la naturaleza del soluto y solvente, y el efecto de la agitación, los estudiantes obtienen una base amplia para aplicar estos principios en escenarios de la vida real.
Con este conocimiento, los estudiantes pueden explorar conceptos más complejos en química con confianza.
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