Solubilidad

8.2 Marco teórico

8.2.1 Solubilidad

Una solución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias. En las soluciones binarias sólo se tienen dos componentes: el soluto y el solvente, siendo generalmente este último la sustancia que se encuentra en mayor cantidad.

Se dice que una solución está saturada, a una determinada temperatura, cuando existe un equilibrio entre el soluto no disuelto y el soluto presente en la solución. La concentración de la solución saturada es equivalente, en términos cuantitativos, a la solubilidad del soluto en la solución. En una solución insaturada no existe un equilibrio debido a que la cantidad de soluto disuelto es menor que la necesaria para alcanzar la saturación (figura 8.1).

Figura 8.1 Saturación de una solución

8.2.2 Recristalización

La solubilidad de una sustancia varía con la temperatura. Generalmente, la solubilidad se hace mayor cuando la temperatura aumenta y es esta propiedad la que se aprovecha para la recristalización, ya que al preparar una solución en caliente y luego enfriar se precipita el exceso de soluto.

La técnica comprende los siguientes pasos:

• Disolución del material impuro en una cantidad mínima de solvente.

• Filtración de la solución caliente, después de añadir un adsorbente, para eliminar las impurezas insolubles.

• Enfriamiento de la solución y recolección de los cristales.

• Lavado de los cristales con solvente frío para remover el líquido madre.

• Secado de los cristales puros.

Un buen solvente para recristalización debe tener las siguientes características:

• Ser volátil (bajo punto de ebullición).

• Debe disolver completamente a la sustancia a purificar cuando está caliente.

• El sólido a recristalizar debe ser prácticamente insoluble cuando el solvente esté frío.

• No debe ocurrir interacción química entre el solvente y el sólido a recristalizar.

Cuando el soluto contiene impurezas coloreadas o resinosas, se acostumbra añadir un adsorbente selectivo como el carbón activado para eliminarlas. Una pequeña cantidad de carbón se añade a la solución, se calienta hasta ebullición y seguidamente se filtra por gravedad.

8.2.3 Destilación

Consiste en la evaporación de un líquido con la consiguiente condensación y recolección de sus vapores. El propósito de esta técnica es la separación de una mezcla de líquidos cuyos puntos de ebullición son diferentes.

La destilación puede ser simple o fraccionada. En la primera, el vapor formado por la ebullición del componente, simplemente se condensa y se recoge. En la destilación fraccionada, los vapores se pasan a través de una columna de fraccionamiento antes de recogerlos (figura 8.2).

Figura 8.2 Destilación fraccionada

La columna provee una gran área superficial para el intercambio de calor entre el vapor que sube y el condensado que desciende, lo cual hace posible una serie de vaporizaciones y condensaciones a lo largo de la columna.

De esta manera, en cualquier punto, el condensado frío recibe calor del vapor que asciende y se revaporiza parcialmente formando un vapor que es más rico en el componente más volátil. Igualmente, al ceder calor al condensado, el vapor se enfría formando un condensado más rico en el componente menos volátil. Como conclusión, una destilación fraccionada es equivalente a una secuencia de destilaciones simples y por lo tanto es un proceso mucho más eficiente.

Una buena destilación depende de la diferencia en los puntos de ebullición de los componentes. En una mezcla binaria, se puede usar la

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