OBJETIVO
Identificar el tipo de disolución que se forma Observar la temperatura a la cual se cristalizan las disoluciones de nitrato de potasio y aguaa diferentes concentraciones Identificar la temperatura de cristalización de las disoluciones de nitrato de potasio endiferentes concentraciones y observar si hay alguna relación entre ellas. Establecer de forma experimental, la dependencia de la solubilidad con la temperatura. Utilizar la variación de esta dependencia, para obtener sustancias puras por cristalización fraccionada
Distinguir los tipos de soluciones según el estado físico y de acuerdo a la cantidad relativa de sus componentes
MARCO TEÓRICO Una solución es una mezcla homogénea de composición variable pero limitada por la solubilidad. Se dice que es una mezcla porque tiene más de un componente (soluto y solvente) que no reaccionan entre sí. La homogeneidad se debe a la uniformidad en el sistema, es decir que presenta una sola fase, por ejemplo: un volumen de aire representa un sistema de una sola fase que contiene más de un componente (H , N ,O , Ar, Xe, etc). 2
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Según la cantidad relativa de sus componentes:
No Saturada a) Solución diluída es la que contiene una cantidad relativamente pequeña de soluto. b) Solución concentrada es la que contiene una cantidad relativamente grande de soluto, pero sin llegar a la saturación. De acuerdo a lo anteriormente expuesto puede deducirse que una solución no saturada contiene menor cantidad de soluto que la que es capaz de disolverse. c) Solución saturada contiene la máxima cantidad de soluto que se disuelve en un disolvente en particular, a una temperatura específica. d) Solución sobresaturada, es la que contiene más soluto que la contenida en una solución saturada del mismo soluto a la misma temperatura. Estas soluciones no son muy estables, una parte del soluto se separa de la disolución sobresaturada en forma de cristales, dando lugar, el proceso inverso de disolución (la cristalización).
a) Diluída b) Concentrada
NO SATURADA
c) Saturada d) Sobresaturada
Como diferencias estas soluciones: Si el soluto se disuelve todo o parte de él, la solución es no saturada. Si el soluto no se disuelve ni produce precipitación de lo que estaba disuelto, es una solución saturada. Si el soluto añadido produce la cristalización de una parte del soluto que estaba disuelto, es una solución sobresaturada. •
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Solubilidad y factores que afectan la solubilidad. El término solubilidad, se define como la máxima cantidad de un soluto que se puede disolver en una cantidad determinada de disolvente, a una temperatura especifica, se expresa ordinariamente como los gramos de soluto contenidos en 100 gramos de disolvente. No todas las sustancias son solubles en las demás sustancias. Algunos solutos son más difíciles de disolver que otros, esto dependerá de algunos factores como: 1. Las propiedades del soluto y del disolvente. Cuando una sustancia se disuelve en otra, las partículas del soluto se dispersan en el disolvente. Con frecuencia hemos escuchado la frase “lo semejante disuelve a lo semejante” , lo que es de gran ayuda para predecir la solubilidad de una sustancia en un determinado disolvente. Esta expresión significa que es probable que dos sustancias cuyas fuerzas intermoleculares son del mismo tipo y magnitud sean solubles entre sí. Por lo tanto, los compuestos iónicos (polares) casi siempre son solubles en disolventes polares (sal en agua), y los compuestos covalentes (no polares o débilmente polares) se disuelven en disolventes no polares (tetracloruro de carbono en benceno). 2. La temperatura. Según la definición de solubilidad se puede inferir que la temperatura afecta la solubilidad de la mayoría de las sustancias, este efecto debe determinarse en forma experimental. Por lo general, la solubilidad de los sólidos aumenta con el incremento de la temperatura. Sin embargo, hay algunas excepciones, como lo indica el siguiente cuadro:
Tipos de soluciones. Según el estado físico: Soluciones Sólidas Gas en sólido
Ejemplo H gaseoso en paladio 2
Líquido en sólido
Empastes dentales (mercurio en plata)
Sólido en sólido
Bronce (zin/cobre)
Soluciones Gaseosas
Ejemplo
Gas en gas
Aire
Sólido en gas
Polvo en aire
Líquido en gas
Vapor de agua en aire
Soluciones Líquidas
Ejemplo
Gas en líquido
CO en soluciones (Coca-Cola) 2
Sólido en líquido
Azúcar en agua
Líquido en líquido
Alcohol en agua
TABLA 14. Dependencia de la solubilidad con la temperatura. Compuesto Nombre Hidróxido de potasio Nitrato de potasio Clorato de potasio Cloruro de sodio Cromato de calcio Hidróxido de calcio Sulfato de zinc
Fórmula KOH KNO 3
KClO
3
NaCl CaCrO
4
Ca(OH)
2
ZnSO
Gramos de soluto en 100 gr de agua a 0°C 97,00 13,30 3,30 35,63 4,50 0,14 41,9
a 50°C 144,00 85,50 19,30 36,67 1,12 0,10 76,80
a 100°C 178,00 246,00 57,00 39,12 0,42 0.06 80,80
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3. La presión. Las soluciones formadas sólo por líquidos y sólidos no se ven afectadas en forma apreciable por la presión. Sin embargo, las soluciones de gases en líquidos o gas en gas tienen una influencia directa de la presión
Curvas de solubilidad. La dependencia de la solubilidad con la temperatura puede expresarse gráficamente mediante curvas de solubilidad donde en el eje de las ábsidas se marca la temperatura y en el eje de las ordenadas, la solubilidad. Es el mejor procedimiento para observar inmediatamente no sólo el valor de solubilidad sino su variación con la temperatura
CONCLUSIONES: Por medio de esta práctica logramos observar las d istintas clases de disoluciones que existen en base a la clasificación de concentración, además de distinguir sus componentes (soluto y solvente), también observamos la solubilidad del en el ag ua , qu e re qu ie re en la s ca nt id ad es qu e utilizamos de soluto y solvente de una mayor temperatura que la ambiente para una mejor y mas rápida solubilidad, pero en las soluciones sobresaturadas, no lo logramos disolver ya que requiere para esto de condiciones de temperatura y presión aun mas altas para poderse disolver. También aprendimos a utilizar el método de separación de cristalización donde nuestro soluto que es una sal, se convirtió en cristales para separarse del agua y a través de nuestro experimento logramos comprobar que si el enfriamiento de la disolución es ráp id a, los crista le s se rán ma s pequeños que si este es lento, donde se forman cristales mas grandes. Por otra parte también logramos observar mediante nuestros datos y experimentación como la solubilidad depende de la cantidad de so luto que haya y d e la tem per atu ra a la qu e la dis olu ció n este expuesta, ya que a mayor temperatura, es mejor la solubilidad y de la misma forma, mientras h aya mayor concentración, la temperatura de cristalización aumenta, siempre y cuando no sea una solución sobresaturada, ya que estas no cristalizan.
