Fuerzas intermoleculares y solubilidad. Las principales fuerzas

Fuerzas intermoleculares y solubilidad

Vivanco Rizo Ernesto Sebastián

Introducción:

Fuerzas intermoleculares

En una molécula los átomos se unen por las fuerzas intermoleculares, para que se produzca un cambio químico estas deben vencerse, gracias a estas fuerzas intermoleculares se determinan las propiedades químicas de las sustancias, hay otras fuerzas intermoleculares las cuales tienen que ver con las moléculas y que hacen que estas se atraigan o repelan, estas son las que determinan las propiedades físicas de las sustancias como son el punto de fusión, el estado de agregación molecular, el punto de ebullición, la tensión superficial, la solubilidad, la densidad; Estas fuerzas generalmente son muy débiles pero en suma se deben tomar en cuenta

Las principales fuerzas intermoleculares son:

Ion-dipolo
dipolo-dipolo
ion-dipolo inducido
dipolo-dipolo inducido
dipolo instantáneo-dipolo inducido

 En la naturaleza, las   uniones   entre   molécula   son   de   tipo   dipolar, siendo   las   más características las fuerzas de Van der Waals y los puentes de hidrógeno.  Las fuerzas de atracción entre moléculas (monoatómicas o poli atómicas) sin carga neta se conocen con el   nombre   de   fuerzas   intermoleculares   o   fuerzas   de   van   der   Waals.   Dichas   fuerzas pueden   dividirse   en   tres   grandes   grupos:   las   debidas   a   la   existencia   de   dipolos permanentes, las de enlace de hidrógeno y las debidas a fenómenos de polarización transitoria (fuerzas de London).

Las Fuerzas de Van der Waals: Es una fuerza intermolecular atractiva, que se ejerce a distancia entre moléculas. Son fuerzas de origen eléctrico pueden tener   lugar   entre   dipolos   instantáneos   o   inducidos   y entre dipolos   permanentes.  Las sustancias   moleculares   están   formadas   por   moléculas   individuales   entre   las   que únicamente existen interacciones de tipo residual que son las responsables del enlace conocido como fuerza de Van der Waals. Pero este tipo de fuerza no sólo está presente en los sólo los sólidos moleculares, también aparece entre los átomos o iones sometidos a cualquier clase de enlace, ya sea iónico, metálico o covalente

Las disoluciones   pueden   ser saturadas, sobresaturadas o insaturadas   depende de la cantidad de soluto que haya en el solvente ya que cada solvente tiene una capacidad para disolver una cantidad de soluto. Cuando esta capacidad es infinita se habla de una solubilidad miscible.   Además   si   hay   una   mayor temperatura o una mayor   presión el solvente puede diluir más soluto.  El factor que determina si dos sustancias pueden unirse son las interacciones entre las partículas de los átomos a las que se les llaman fuerzas intermoleculares. Estas actúan de tal forma que   los   átomos se   atraigan suficientes como para producir una   mezcla homogénea.   La   naturaleza   de   las   moléculas   es   lo   que   determina   si   se   unen   o   no normalmente, las moléculas polares se unen con moléculas polares y las no polares con las no polares. Las fuerzas intermoleculares son las que explican la cohesión entre las sustancias y el porqué de que se mezclen.

Observaciones

Al empezar el experimento hicimos una prueba de miscibilidad entre los diferentes disolventes que ocuparemos como se muestra en la Tabla 1. De aquí obtuvimos los datos para ver que tipo de fuerzas intermoleculares había entre estos como se muestra en la Tabla2., al comenzar el experimento se nos pide colocar 0.5 ml de agua y adicionar éter, la mezcla se separa en dos fases visibles, posteriormente se agrega acetona y se observa que esta se integra a la fase del agua. Se continua adicionando acetona hasta llegar a los 2 ml. Se observa que la mezcla se vuelve solo una fase.

 Al disolver un cristal de Yodo en 1 ml de acetona se observa que este se disuelve y la mezcla se vuelve de un color naranja, se hace el mismo experimento, pero con 1 ml de hexano y se observa que de igual manera se disuelve, pero la mezcla queda de color violeta, al mezclar ambos tubos la mezcla se vuelve de color naranja.

En otro experimento se agrega un cristal de yodo y se le agrega agua, aquí la mezcla solo se vuelve de un color café claro al agregar 1 ml de hexano la mezcla se separa en 2 fases.

Se disuelve un cristal de yodo en 1 ml de agua y en otro tubo se disuelve yoduro de potasio en agua, se combinan ambos tubos y se observa que no se disuelve y que el color café es cada vez más intenso, se forman 2 fases una del yoduro de potasio con hexano el color verde-dorado y el agua se queda arriba el color es morado.

En el torito experimental

Se coloca 1 ml de agua y acetilacetonato de hierro (III), este se disuelve y la mezcla se torna color naranja muy intenso, al agregar 1 ml de éter la mezcla se separa en 2 fases, al agregar cloruro de sodio la fase de abajo se vuelve de un color más tenue y la de arriba es más fuerte.

Análisis de resultados

En el primer experimento la acetona se agrega al agua ya que la fuerza intermolecular entre estas sustancias es muy similar; al agregar toda la acetona se vuelve una fase entre el agua y la acetona y el éter queda arriba ya que entre el agua y la acetona hay interacciones fuertes lo que les permite formar enlaces y por lo tanto son solubles entre sí.

Al disolver el cristal de yodo en acetona la interacción molecular es de tipo Dipolo-Dipolo inducido, y al disolver un cristal de yodo en hexano la interacción molecular es de tipo Dipolo instantáneo-Dipolo inducido, la interacción que predomina es la de la acetona ya que es más polar.

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