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Soluciones saturadas y curvas de solubilidad
True or false? A solution is always made up of at least two substances.
Si mezclamos un poco de azúcar en un vaso de agua, el agua y el azúcar formarán una mezcla homogénea - una solución. Una solución siempre está formada por al menos dos sustancias - un solvente y un soluto que se disuelven en ella. Veamos qué pasa si seguimos añadiendo azúcar a ese vaso de agua. Las primeras cucharadas se disuelven fácilmente. Pero eventualmente, los cristales de azúcar ya no se disuelven más, sino que se hunden hasta el fondo.
No se puede disolver más azúcar en esta cantidad de agua. La solución está saturada. Siempre hay un limite para cuánto de cierto soluto se puede disolver en una cantidad dada de solvente. La cantidad máxima de soluto que puede disolverse en cierta cantidad de solvente se conoce como la solubilidad del soluto. ¿Hay alguna manera de hacer que se disuelva aún más azúcar en este vaso de agua? ¡Intentemos calentarlo y veamos lo que pasa! ¡Mira! El pequeño montón de azúcar en el fondo que no se disolvía antes desaparece a medida que aumenta la temperatura.
La cantidad máxima de azúcar que se disuelve en agua fría es diferente a la cantidad que se disuelve en agua caliente. La solubilidad de una sustancia puede cambiar dependiendo de la temperatura. Miremos este gráfico. El eje vertical muestra la cantidad de soluto por 100 gramos de agua — de 0 gramos a 500 gramos. El eje horizontal muestra la temperatura — de 0 a 100 grados centígrados.
Esta línea aquí muestra la solubilidad del azúcar. A 0 grados centígrados, la solubilidad del azúcar está marcada como 180 gramos. Esto significa que, a 0 grados centígrados, la solución de agua azucarada se satura una vez que mezcles 100 gramos de agua y 180 gramos de azúcar. Si agregas más azúcar, no se disolverá. Pero a medida que aumenta la temperatura, la solubilidad cambia.
La cantidad de azúcar que se disuelve aumenta. A 20 grados centígrados, son unos 200 gramos, a 40 grados centígrados, son unos 220 gramos. A 60 grados centígrados, puedes disolver 300 gramos de azúcar en 100 gramos de agua. ¡Y a 100 grados centígrados, son casi 500 gramos! Gráficos como este, que muestran la relación entre la temperatura y la solubilidad de una sustancia, se conocen como curvas de solubilidad. Veamos la curva de solubilidad de otra sustancia: la sal de mesa.
A 0 grados centígrados, puedes disolver unos 35 gramos de sal en 100 gramos de agua, y a 100 grados centígrados, unos 40 gramos. Pongamos esta curva en el mismo gráfico como la solución de agua azucarada. Ahora, podemos comparar fácilmente qué cantidad de cada sustancia se disuelve a cierta temperatura. La curva del azúcar comienza más arriba y sube más abruptamente, mientras que la curva de la sal es casi plana. A partir de esto, podemos concluir que el azúcar se disuelve más fácilmente en agua que la sal.
Para resumir, hemos aprendido que la solubilidad es la cantidad máxima de soluto que puede disolverse en una cierta cantidad de disolvente. La solubilidad cambia dependiendo de la temperatura, que podemos mostrar con una curva de solubilidad. Al mostrar más de una curva de solubilidad en el mismo gráfico, podemos comparar la solubilidad de diferentes solutos en el mismo solvente.