Solubilidad Experimento No 2.
Oscar Guerra Ceballos 413514 Yadira Alexandra Dueñaz 113021 Fernando Mora Montenegro 413526
Licenciado: Gustavo Álvarez Saa.
Universidad Nacional de Colombia. Sede Palmira Octubre 28 De 2013.
RESUMEN.
Las moléculas que se diluían totalmente o parcialmente en agua son moléculas polares debido a que el agua es una molécula polar y al tener la capacidad de formar puentes de hidrogeno por su estructura hace que interaccione con sustancias polares. Los puentes de hidrógeno mantienen a las moléculas fuertemente unidas, a diferencia de moléculas de diferentes electronegatividades por lo que hace que se diluían fácilmente entre sí, lo cual nos llevó a plantear los siguientes objetivos.
Observar la disolución de algunas sustancias en una serie de disolventes con diferente polaridad. Explicar en función del enlace químico, como se efectúa la disolución o no, de una sustancia en diferentes solventes. Llegando a la conclusión que lo semejante disuelve a lo semejante.
INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS
La solubilidad la entendemos como una capacidad de una determinada sustancia para disolverse en otra. Teniendo en cuenta varios factores que pueden afectar la solubilidad como eso la temperatura ya que esta puede aumentar o disminuir la velocidad de dilución también puede afectar la solubilidad, la naturaleza del soluto y del solvente ya que en esto se aplica la hipótesis de que “lo semejante disuelve lo semejante” por lo cual La solubilidad aumenta entre sustancias cuyas moléculas son análogas en sus propiedades eléctricas y estructuralmente. Cuando existe una similitud en las propiedades eléctricas del soluto y solvente, se incrementan las fuerzas intermoleculares, favoreciendo la disolución de del soluto en el solvente presentándose como una sustancia homogénea. Cuando las sustancias presentas diferentes propiedades eléctricas del soluto y estructurales estas fuerzas se repelen dando como un resultado una sustancia heterogénea Objetivos: -
encontrar las propiedades de las moléculas dependiendo el medio en que se encuentre además de tener como referencia la naturaleza de los elementos ya que esto puede determinar la velocidad de la dilución. - Determinar cuál de los compuestos es más soluble. - Mezclar los compuestos dados por el profesor para observar su reacción y compara para sacar conclusiones. MARCO TEORICO
La solubilidad es la máxima cantidad de soluto que se puede disolver en una cantidad de disolvente a una temperatura determinada. Para que un soluto pueda disolverse en un solvente determinado, las características de ambos son muy importantes. Por ejemplo, el agua disuelve la mayoría de las sales, que generalmente son compuestos iónicos. Cuando éstos compuestos se disuelven en agua, los iones que forman la sal se separan y son rodeados por molécula de agua. Las sustancias son solubles en medios de polaridad semejante al tener la propiedad de que las moléculas que representa la separación de las cargas eléctricas. 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 poca 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.
PROCESO EXPERIMENTAL
Experimentos Materiales y equipos usados
12 tubos de ensayo pequeño
1 gradilla
sulfato de cobre pentahidratado (CuSO45H2O)
- cloroformo (CHCl3)
1 espátula
Hexano (CH3(CH2)4CH3)
-
4 goteros
-
Cristales de yodo
-Yoduro de potasio
- Etanol (CH3CH2OH)
- Agua destilada
Para Proceso Experimental empezamos utilizando 12 tubos de ensayo con diferentes solventes lo cuales eran I2, KL y CuSO45H20(s) después de agregar en diferentes tubos de ensayo el solvente procedimos agregar un soluto en cada tubo de ensayo que dando los siguientes compuestos: Para el yodo
yoduro de potasio
sulfato de cobre pentahidratado
(I2(s) - (CH3(CH2)4CH3))
(Kl(S) - (CH3(CH2)4CH3))
(CuSO45H2O - (CH3(CH2)4CH3))
(I2(s) - CHCl3)
(KI(s) - CHCl3)
(CuSO45H2O- CHCl3)
(I2(s) - CH3CH2OH)
(KI(s) - CH3CH2OH)
(CuSO45H2O- CH3CH2OH)
(I2(s) – agua destilada)
(KI(s) – agua destilada)
(CuSO45H2O- agua destilada)
Los solutos fueron agregados con espátula en una mínima cantidad que fue de (1g) por cada tubo de ensayo. Después de hacer los anteriores compuesto realizamos un segundo experimento en el que consistía agregar, 1mL de CHCL3 en 2mL de agua todo esto en tubos de ensayo después agregamos al mismo tubo de ensayo 1mL de CH3(CH2)4CH. También realizamos otra disolución la cual era agregar (CuSO45H2O en agua destilada) al (I2 disuelto en CHCl3) quedando un compuesto en un tubo de ensayo
DATOS OBTENIDOS
En el proceso experimental obtuvimos los comportamientos de diferentes solutos en solventes.
Obtuvimos el comportamiento de Hexano (CH3(CH2)4CH3) en cuatro diferentes solventes: I2 en (CH3(CH2)4CH3). El I2 se diluyó rápidamente obteniendo un color violeta, todo esto ocurrió ya que los dos compuestos son apolares (con estructuras similares)
1g de I2 /1ml de Hexano (CH3(CH2)4CH3)
Kl(S) en (CH3(CH2)4CH3). Kl(S) siendo un compuesto apolar presento un rápida dilución en el Hexano que también es un compuesto apolar obteniendo un color transparente
1g de KL /1ml de Hexano (CH3(CH2)4CH3)
CuSO45H20(s) en CH3(CH2)4CH3). presenta un comportamiento insoluble ya que es polar por lo su estructura es diferente dando como resultado un precipitado de color azul
1g de CuSO45H20(s) /1ml de Hexano (CH3(CH2)4CH3)
El comportamiento del cloroformo (CHCl 3) según los siguientes solventes: I2 en CHCl3. El I2 presenta una rápida disolución al ser apolares en el cual adquieren un color vino-tinto
1 g de I2/ 1mL de CHCl3
Kl(S) en CHCl3. El Kl(S) presenta una rápida disolución al ser apolares y tener una estructura similar dando como resultado un color transparente
1 g de KL/ 1mL de CHCl3
CuSO45H20(s) en CHCl3. El CuSO45H20(s) presentó precipitado al ser un compuesto polar y tener estructura diferentes dando como resultado una mezcla heterogénea
1 g de CuSO45H20(s) / 1mL de CHCl3
El comportamiento que presento el etanol (CH3CH2OH) con los siguientes solventes: I2(s) en CH3CH2OH. El I2(s) presentó una lenta solubilidad debido a que tienen una diferencia mínima entre electronegatividades presentando con el tiempo un color marrón
1 g de I2/ 1mL de CH3CH2OH
KI(s) en CH3CH2OH. El KI(s) presentó una solubilidad lenta debido a que tienen una diferencia estructural y una mínima diferencia entre electronegatividades presentando un color transparente. 1 g de KL/ 1mL de CH3CH2OH
CuSO45H2O en CH3CH2OH. presentó precipitado al ser un compuesto polar y tener estructura diferentes dando como resultado una mezcla heterogénea
1 g de CuSO45H2O / 1mL de CH3CH2OH
El comportamiento que presento el agua destilada en los siguientes solventes: I2(s) en agua destilada. presentó una rápida disolución al debido a que el agua presenta puentes de hidrogeno por lo que hace interaccionar con las demás moléculas dando como resultado un color amarillento
1 g de I2/ 1mL de agua destilada
Kl(S) en agua destilada. Presentó rápida disolución al debido a que el agua presenta puentes de hidrogeno por lo que hace interaccionar con las demás moléculas dando como resultado un color transparente
1 g de KL/ 1mL de agua destilada
CuSO45H20(s) en agua destilada. . Presentó rápida disolución al debido a que el agua presenta puentes de hidrogeno por lo que hace interaccionar con las demás moléculas dando como resultado un color azul claro
1 g de CuSO45H20(s) / 1mL de agua destilada
Experimentos con disoluciones ya obtenidas Al unir dos compuestos, (CHCl3 con agua destilada) y hexano obtuvimos como resultado una mezcla heterogénea donde el CHCl3 con agua destilada se diluyeron pero al agregarle hexano se formó un precipitado
(1 mL CHCl3/1 mL de agua destilada)/1 mL de hexano (CH3(CH2)4CH3) En el tubo de ensayo que estaba disuelto I2 en CHCl3 le agregamos lentamente la disolución de CuSO45H20(s) disuelto en agua y esto surgió una mezcla heterogénea al no tener estructuras ni electronegatividades similares
Disolvente/ soluto
I2(s) Cristales de yodo Observaciones Soluble - rápido en diluirse- color violeta
Kl(S) yoduro de potasio Observaciones Soluble rápido en diluirse transparente
Cloroformo CHCl3)
Soluble – rápido en diluirse – color vino-tinto
Insoluble – precipitado de color claro
Etanol
Soluble – lento en diluirse- color marrón
Soluble – color transparente
Soluble – rápido en diluirse – color amarillento
Soluble – color transparente
Hexano (CH3(CH2)4CH3)
CH3CH2OH
Agua destilada H2O
CuSO45H20(s) sulfato de cobre Observaciones Insoluble – precipitado de color azul del CuSO4 presenta dos fases (heterogéneo) Insoluble – precipitado de color azul del CuSO4 presenta dos fases (heterogéneo) Insoluble – precipitado de color azul del CuSO4 Presenta dos fases (heterogéneo) Soluble de color transparente Presenta una fase (homogénea)
I2 APOLAR KI(s) “APOLAR” CuSO45H20(s) POLAR H2O POLAR
CH3 (CH2)4CH3 APOLAR CH3CH2OH POLAR CHCl3 POLAR (MUY POCO)
ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS Los análisis que obtuvimos de las diluciones son que los compuestos se relacionan dependiendo su electronegatividad y su estructura ya que esto determina si es apolar, polar y iónico. Con el proceso de los experimentos determinamos que los que tienen características similares son más fáciles de unirse y formar mezclas homogéneas, a diferencia de los que tienen características distintas que pueden tardarse en diluirse o formar mezclas heterogéneas. Cada compuesto depende de la naturaleza de las moléculas ya que las características son las que dan la forma así como en determinado ambiente pueden estar líquidos, sólidos o gaseosos además dependiendo la temperatura en que se haga la disolución puede tener cambios por ejemplo a altas temperaturas pueden unirse una sustancia polar con una sustancia apolar esto debido a que las moléculas se expanden y al expandirse se pueden formar nuevos enlace, pero también en bajas temperaturas los enlaces son más fuertes por lo que es más difícil diluirse. Además la naturaleza de las moléculas determina el color de los compuestos ya que al unirse las ondas que irradian forman los colores de las mezclas como el yodo disuelto en etanol que da un color marrón Los compuestos formados anteriormente al unirlos aumentaban la temperatura esto es debido a la reacción exotérmica ya que cuando se mezclaban forman nuevos enlaces y esto hace que liberen energía esto solo ocurre en los que se diluyeron porque también tuvimos casos en que obtuvimos precipitados, al no haber una reacción en estos casos los solventes no se diluyeron en los solutos CUESTIONARIO 1. ¿Cómo se puede predecir si una molécula es polar o no? R/ Podemos
conocer las polaridad en diluciones con el agua, si el compuesto se disuelve se puede decir que es un compuesto polar ya que el agua es polar por lo que semejante disuelve lo semejante además Si conocemos la electronegatividad de los átomos constituyentes de las moléculas de un compuesto, podemos estimar la polaridad de los enlaces y conociendo la geometría molecular puede estimarse la polaridad neta 2. ¿todos los solutos se disuelven en todos los disolventes? De no ser así, ¿Cuáles solutos se disuelven en cuales disolventes? Justifica tu respuesta
R/ No
todos los solutos se disuelven en los solventes, ni todos los solventes disuelven a todos los solutos. Esto sucede porque al colocar un determinado soluto en un determinado solvente, para que se pueda disolver, es necesario que el soluto y el solvente interactúen. Para que ésta interacción sea posible debe haber entre soluto una fuerza de atracción igual o similar a la de solvente. De esta manera, el solvente “reconoce” al soluto y le permite que se ubique entre sus partículas. 3. ¿por qué el ser humano al componerse la mayor parte de agua este no se disuelve con agua? CONCLUSIONES Concluimos después de realizar una serie de procesos y de experimentos que los compuestos según la estructura pueden formar mezclas homogéneas o heterogéneas. Dependiendo de la naturaleza de las moléculas pueden dar el color a los compuestos resultantes además de saber si son compatibles para formar enlaces en los cuales formar mezclas o no. Los compuestos que reaccionaron con el agua deducimos que son compuestos polares ya que el agua es un compuesto polar. Podemos afirmar con incertidumbre que los compuestos que se demoraron en diluirse, son compuestos que tienen una mínima diferencia estructural y electronegativa. La mayoría de veces en las disoluciones en los instantes en que se unen los compuestos ocurre una reacción exotérmica debido a que al formar nuevos enlaces liberan energía. También concluimos que en las disoluciones se requiere una cantidad específica para para que el solvente se disuelva en el soluto y no quede precipitado, cuando llega a la máxima de soluto en solvente este fenómeno se lo conoce como saturado y cuando sobrepasa el solvente al soluto se lo conoce como sobresaturado presentado precipitado. Determinamos que el agua es disolvente universal porque es la única molécula en el mundo que contiene bipolaridad. Quiere decir que así como atrae las cargas negativas también puede atraer las positivas. Cambia fácilmente dependiendo con que substancia reaccione, además de ser la más abundante y fácil de conseguir.
BIBLIOGRAFÍA. Picado, A. B, Alvares, M. Química AI Introducción Al Estudio De Materia. Primera Edición, Editorial EUNED, San José C. R. 2008, PP. 25-29, 459.
La
Riaño, Cabrera, N. Fundamentos De Química Analítica Básica. Segunda Edición, Editorial Universidad De Caldas, Manizales, Colombia. Febrero De 2007, PP 2729.
