Átomos, elementos y compuestos – Sesión 3

Como sabemos, una solución se forma cuando un soluto se disuelve en un disolvente. La capacidad del soluto de disolverse en el disolvente en condiciones específicas se denomina solubilidad. Las condiciones específicas incluyen valores particulares de temperatura y presión. La solubilidad generalmente se mide en gramos por litro.

La sal de mesa es soluble en agua. La solubilidad de la sal de mesa en agua es 360 g/L. Esto significa que se pueden disolver un máximo de trescientos sesenta gramos de sal de mesa en agua. Este valor de solubilidad es válido sólo a temperatura ambiente y presión estándar.

Varios factores afectan la solubilidad del soluto en el disolvente. En la mayoría de los casos, la solubilidad de los sólidos en líquidos aumenta con el aumento de la temperatura. Por ejemplo, tomemos un litro de agua. Añade tanta azúcar como puedas a esta agua. Remueve constantemente para disolver el azúcar.

Después de cierto punto, más azúcar no se disolverá en agua. Ahora caliéntalo un poco y agrega más azúcar al agua. Verás que el azúcar empezará a disolverse. Esto se debe a que, a medida que se calienta y aumenta su temperatura, aumenta la solubilidad del azúcar.

Pero, ¿por qué la solubilidad de los sólidos en líquidos aumenta con la temperatura? Cuando aumentamos la temperatura de la solución, la energía del soluto y las moléculas del disolvente aumentan. Esta energía es suficiente para romper las fuerzas intermoleculares que mantienen unidas las partículas de soluto. Cuando se superan estas fuerzas, más partículas de soluto pueden mezclarse con el disolvente. Esto da como resultado una mayor solubilidad.

Una solución saturada contiene la cantidad máxima de soluto que se puede disolver en un disolvente particular bajo condiciones específicas. Las condiciones específicas suelen ser temperatura y presión estándar. Si agrega más soluto a la solución saturada, ésta no se disolverá. El soluto no disuelto se acumulará como un sólido en el fondo del recipiente.

Una solución sobresaturada contiene más soluto del que normalmente podría contener a una temperatura y presión particulares. En la solución sobresaturada, la cantidad de soluto excede su solubilidad normal. La sobresaturación se consigue disolviendo el soluto en un disolvente a una temperatura elevada. Después se enfría lentamente para evitar que el exceso de soluto precipite.

Las soluciones sobresaturadas son altamente inestables. Esto se debe a que contienen más soluto del que el disolvente normalmente puede contener a esa temperatura. Cualquier perturbación puede provocar una rápida cristalización o precipitación. Las soluciones sobresaturadas tienen aplicaciones prácticas. Por ejemplo, la producción de determinados tipos de caramelos implica la creación de soluciones de azúcar sobresaturadas. Luego, la solución cristaliza al enfriarse y crea una textura suave.

En una solución insaturada, el disolvente no ha disuelto la máxima cantidad de soluto posible bajo un conjunto dado de condiciones. Es la solución que puede disolver más soluto porque no ha alcanzado su punto de saturación. Las soluciones insaturadas son comunes en la vida diaria. Por ejemplo, cuando agregas azúcar a una taza de té y la revuelves hasta que el azúcar se disuelva completamente, puedes decir que has creado una solución de azúcar insaturada. Esto se debe a que podría agregarse más azúcar antes de que se sature.

Imagina que tienes una mezcla de diferentes tintas. Quieres saber qué tintas de colores se mezclaron para crear esta mezcla. ¿Cómo lo harías? Podemos hacerlo con la ayuda de la cromatografía. La cromatografía es una técnica de laboratorio utilizada para separar mezclas en sus componentes individuales. Existen diferentes tipos de técnicas de cromatografía.

Aquí, utilizaremos la técnica de cromatografía en papel para separar una mezcla de tintas. En la cromatografía en papel hay dos fases. Estas se llaman fase estacionaria y fase móvil. La fase estacionaria no se mueve. En la cromatografía en papel, se utiliza un trozo de papel de filtro como fase estacionaria.

La fase móvil se desplaza hacia arriba sobre la fase estacionaria. La fase móvil suele ser un disolvente o una mezcla de disolventes. En la cromatografía en papel, la fase móvil se desplaza hacia arriba por el papel de filtro. Esto sucede debido a la afinidad del líquido con el papel de filtro.

La mezcla a separar normalmente se disuelve en una pequeña cantidad de disolvente. Se aplica una pequeña gota de esta solución cerca de la parte inferior del papel de filtro. Luego se coloca el papel de filtro en un recipiente con tapa. El recipiente está recubierto con una pequeña cantidad de la fase móvil. La tapa está cerrada, creando un ambiente sellado. La fase móvil sube por el papel mediante acción capilar.

A medida que el disolvente avanza por el papel, arrastra consigo los componentes de la mezcla. Los diferentes componentes se mueven a velocidades diferentes. Esto provoca su separación a lo largo del papel. Una vez que el frente del solvente alcanza un punto particular en el papel, éste se retira del contenedor. Luego se visualizan los componentes separados. En el caso de sustancias coloreadas, esto se puede hacer observando las bandas o puntos de color en el papel. Como puedes ver la mezcla de tintas está separada.