Solubilidad

SOLUBILIDAD.

Solubilidad es una medida de la capacidad de disolverse una determinada sustancia (soluto) en un determinado medio (solvente). Implícitamente corresponde con la máxima cantidad de soluto que se puede disolver en una cantidad determinada de solvente a una temperatura fija. Puede expresarse en unidades de concentración: molaridad, fracción molar, etc.

Si en una disolución no se pude disolver más soluto decimos que la disolución está saturada. En algunas condiciones la solubilidad se puede sobrepasar de ese máximo y pasan a denominarse como soluciones sobresaturadas.

El término solubilidad se utiliza tanto para designar al fenómeno cualitativo del proceso de disolución como para expresar cuantitativamente la concentración de las soluciones. La solubilidad de una sustancia depende de la naturaleza del disolvente y del soluto, así como de la temperatura y la presión del sistema, es decir, de la tendencia del sistema a alcanzar el valor máximo de entropía. Considerando un equilibrio entre el soluto en solución y el soluto en estado sólido puro. En esta situación, la solución está saturada con relación al soluto. La condición de equilibrio es que el potencial químico (µ) del soluto debe ser el mismo en cualquier parte esto es:

Donde x² es la fracción mol del soluto en la solución saturada y es, por tanto, la solubilidad del soluto expresada como fracción mol. Si la solución es ideal, entonces:

Donde µ₂(T, p) es el potencial químico del soluto puro líquido. El argumento es el mismo que el empleado para la disminución de la temperatura de congelación. Los símbolos, sin embargo, se refieren al soluto.

∆Hfus es el calor de fusión del soluto puro y T₀ la temperatura de congelación del soluto puro. Aplicando ∆Hfus = T₀∆Sfus en la ecuación anterior.

Esta última ecuación y la penúltima son una expresión de la ley ideal de solubilidad. Según esta ley, la solubilidad de una sustancia es la misma en todos los disolventes con los cuales forma una solución ideal. La solubilidad de una sustancia en solución ideal depende solo de las propiedades de la sustancia. Una baja temperatura de fusión T₀ y un bajo calor de fusión favorecen la solubilidad. La figura 1.1 muestra la variación de la solubilidad, x, en función de la temperatura, para dos sustancias con la misma entropía de fusión pero con puntos de fusión diferentes.

Figura 1.1

Ejemplo.

Calcular la solubilidad del naftaleno.

Datos:

T⁰ fusión= 80.0 ⁰C + 273.15= 353.15⁰k

∆H

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