Acerca de este experimento
Al remover azúcar en el té, desaparece, pero si se sigue añadiendo más, al final parte queda en el fondo: la disolución está saturada. La cantidad de una sustancia que puede disolverse depende de la temperatura, y una curva de solubilidad muestra exactamente cómo. Añade sal al agua en un vaso de precipitados, caliéntala y enfríala, y sigue la mezcla como un punto en la gráfica. Cuando el punto está por encima de la curva, quedan cristales; al enfriar una disolución caliente saturada, aparecen cristales.
Objetivos de aprendizaje
- Definir solubilidad y disolución saturada
- Leer valores de solubilidad en una curva de solubilidad
- Usar una curva de solubilidad para decidir si una mezcla está saturada o insaturada
- Calcular la masa de los cristales que se forman al enfriar una disolución saturada
- Explica cómo la cristalización por enfriamiento separa sustancias con curvas de solubilidad diferentes.
Cómo usarlo
- 1Con nitrato de potasio a 20 °C, añade sal poco a poco hasta que los cristales permanezcan en el fondo. Compara la masa con la lectura de solubilidad.
- 2Añade 100 g de nitrato de potasio a 100 g de agua a 20 °C. Calienta hasta 80 °C. ¿Qué ocurre con los cristales?
- 3Ahora enfría la disolución hasta 10 °C. ¿A qué temperatura empiezan a aparecer cristales? ¿Cuántos gramos se forman?
- 4Repite el proceso con cloruro de sodio. ¿Por qué el enfriamiento es una forma poco eficaz de obtener cristales de sal del agua de mar?
- 5Duplica la cantidad de agua hasta 200 g. ¿Cómo cambia la masa que puede disolverse? ¿Cambia la solubilidad?
- 6Elige sulfato de litio y calienta una disolución saturada. ¿Qué tiene de particular su curva?
El modelo
Supuestos
- Los valores proceden de tablas de datos estándar con intervalos de 10 °C y se unen mediante una curva suave que nunca sobrepasa los valores de la tabla.
- La disolución siempre alcanza el equilibrio de inmediato. Las disoluciones reales pueden permanecer sobresaturadas durante un tiempo antes de que aparezcan cristales.
- Al calentar la disolución no se evapora agua. El sulfato de cobre se considera como CuSO₄ anhidro, aunque cristaliza como hidrato azul.
Pruébalo en clase
- Q1¿Cuál es la solubilidad del nitrato de potasio a 50 °C?
- Q2A 40 °C, se agitan 50 g de cloruro de potasio en 100 g de agua. ¿Está saturada la disolución? ¿Qué cantidad no se disuelve?
- Q3Una disolución saturada de nitrato de potasio en 100 g de agua se enfría de 60 °C a 20 °C. ¿Qué masa de cristales se forma?
- Q4Se disuelve en agua caliente una mezcla de nitrato de potasio con un poco de cloruro de sodio y luego se enfría. ¿Qué sustancia cristaliza primero? ¿Por qué?
- Q5Los gases se vuelven menos solubles en agua a medida que esta se calienta. ¿Por qué puede perjudicar esto a los peces de los ríos cercanos a centrales eléctricas?
Preguntas frecuentes
¿Por qué la mayoría de los sólidos se disuelven mejor en agua caliente?
Para la mayoría de las sales, disolverse absorbe energía del entorno. Aumentar la temperatura proporciona esa energía, por lo que puede disolverse una mayor cantidad de sólido antes de que la disolución se sature.
¿Qué significa un punto por debajo de la curva?
La disolución está insaturada: contiene menos soluto del que podría contener a esa temperatura, por lo que aún podría disolverse más. Un punto por encima de la curva significa que parte del sólido permanece sin disolver.
¿Por qué la curva del cloruro de sodio es tan plana?
Su solubilidad apenas cambia con la temperatura: unos 36 g a 20 °C y 40 g a 100 °C. Para obtener sal del agua de mar hay que evaporar el agua en lugar de enfriarla.