Solubilidad.
Solubilidad es la cualidad de soluble (que se puede disolver). Se trata de una medida de la capacidad de una cierta
sustancia para disolverse en otra. La sustancia que se disuelve se
conoce como soluto, mientras que la sustancia donde se disuelve el
soluto recibe el nombre de solvente o disolvente. La concentración, por otra parte, hace
referencia a la proporción existente entre la cantidad de soluto y la cantidad
de disolvente en una disolución.
La
solubilidad puede ser expresada en porcentaje de soluto o en unidades como
moles por litro o gramos por litro. Es importante destacar que no todas las
sustancias se disuelven en los mismos solventes. Por Ejemplo; el agua es
solvente de la sal pero no del aceite.
La solubilidad es la mayor cantidad de
soluto (gramos de sustancia) que se puede disolver en 100 gr. de disolvente a
una temperatura fija, para formar una disolución saturada en cierta cantidad de
disolvente.
La solubilidad del agua se debe a que es una molécula bipolar, con dos
polos (positivo y negativo) y esto hace que se comporte como un imán atrayendo
y repeliendo los distintos átomos de otras sustancias.
Las sustancias no se
disuelven en igual medida en un mismo disolvente. Con el fin de poder comparar
la capacidad que tiene un disolvente para disolver un producto dado, se utiliza
una magnitud que recibe el nombre de solubilidad. La capacidad de una
determinada cantidad de líquido para disolver una sustancia sólida no es
ilimitada. Añadiendo soluto a un volumen dado de disolvente se llega a un punto
a partir del cual la disolución no admite más soluto (un exceso de soluto se
depositaría en el fondo del recipiente). Se dice entonces que está saturada. Pues
bien, la solubilidad de una sustancia respecto de un disolvente determinado es
la concentración que corresponde al estado de saturación a una temperatura
dada.Acción disolvente.
El agua es el líquido que más sustancias
disuelve, por eso decimos que es el disolvente universal. Esta propiedad, tal
vez la más importante para la vida, se debe a su capacidad para formar puentes
de hidrógeno con otras sustancias que pueden presentar grupos polares o con
carga iónica (alcoholes, azúcares con grupos R-OH, aminoácidos y proteínas con
grupos que presentan cargas + y - , lo que da lugar a disoluciones moleculares.
También las moléculas de agua pueden disolver a sustancias salinas que se
disocian formando disoluciones iónicas.En el caso de las disoluciones iónicas los
iones de las sales son atraídos por los dipolos del agua, quedando
"atrapados" y recubiertos de moléculas de agua en forma de iones
hidratados o solvatados.
La capacidad disolvente es la responsable de dos funciones:
La capacidad disolvente es la responsable de dos funciones:
1. Medio donde ocurren la mayoría de las
reacciones del metabolismo.
2. Sistemas de transporte.
Características.
Las solubilidades de
sólidos en líquidos varían mucho de unos sistemas a otros. Así a 20 ºC la
solubilidad del cloruro de sodio (NaCl) en agua es 6 M y en alcohol etílico (C2H6O),
a esa misma temperatura, es 0,009 M. Cuando la solubilidad es superior a 0,1 M
se suele considerar la sustancia como soluble en el disolvente considerado; por
debajo de 0,1 M se considera como poco soluble o incluso como insoluble si se
aleja bastante de este valor de referencia.
La solubilidad depende de la temperatura; de ahí
que su valor vaya siempre acompañado del de la temperatura de trabajo. En la
mayor parte de los casos, la solubilidad aumenta al aumentar la temperatura. Se
trata de procesos en los que el sistema absorbe calor para apoyar con una
cantidad de energía extra el fenómeno la solvatación. En otros, sin embargo, la
disolución va acompañada de una liberación de calor y la solubilidad disminuye
al aumentar la temperatura.
La polaridad de las sustancias tiene una gran
influencia sobre su capacidad de solubilidad. La solubilidad depende tanto de
las características del soluto y del solvente como de la presión ambiental y de
la temperatura.
Otro factor que incide en la solubilidad es la
presencia de otras especies disueltas en el solvente. Si el líquido en cuestión
alberga complejos metálicos, la solubilidad será alterada. El exceso o el
defecto de un ion común en la solución y la fuerza iónica también tienen
incidencia en la solubilidad.
De acuerdo a las condiciones de la solubilidad,
puede hablarse de:
Solución diluida: la cantidad de soluto aparece en mínima proporción de acuerdo al
volumen. Solución concentrada: con una cantidad importante de soluto. Solución insaturada: no alcanza la cantidad máxima tolerable de soluto. Solución saturada: cuenta con la mayor cantidad posible de soluto. Solución sobresaturada: contiene más soluto del que puede existir.
Los
compuestos que se disuelven en agua, se caracterizan por ser sales iónicas, y compuestos
con enlaces covalentes polares.
Proceso de
solvatación. La forma en la que el agua disuelve a los solutos se le llama proceso de solvatación, este proceso se da debido a que la molécula del agua, rompe las interacciones entre las moléculas del soluto, este rompimiento se da porque los hidrógenos del agua (carga parcial positiva) interaccionan con la parte negativa de las moléculas a solvatar (en caso de ser un compuesto iónico es con el anión), y el oxígeno (carga parcial negativa) interacciona con la parte positiva de las moléculas a solvatar (catión si es iónico).
En la imagen se observa
el fenómeno de solvatación de moléculas de cloruro de sodio: los Hidrógenos de
la molécula de agua (blanco), interaccionan con los Cloruros (verde) y los Oxígenos
(rojo) interaccionan con los sodios (azul).
Las
sustancias con enlace covalente polar se disuelven también en agua, esto se
debe a interacciones entre las cargas parciales presentes en las moléculas,
esto explica porque el agua disuelve a sustancias como el azúcar o el fenol, e
igualmente porque el acetona alcohol son miscibles en agua.
Solubilidad en disolventes no polares
Las moléculas de soluto con enlaces covalentes no polares no interaccionan con la molécula del agua, por ello la mayoría de las moléculas orgánicas son insolubles en agua. Las moléculas no polares se disuelven fácilmente en disolventes con enlace covalente no polar, por ello moléculas de benzoato de metilo es soluble en acetato de etilo.
La solubilidad es una de las muchas
características que distinguen al agua entre otros compuestos dado que es
considerado el solvente universal, puesto que en muchos experimentos y casos
para llevar a cabo una explicación previa de la solubilidad se usa como
principal componente al agua. La solubilidad es la cantidad de soluto que
existe en 100 gr de disolvente. Esta misma depende de muchas otras cosas, como
pueden ser la temperatura, el estado de la sustancia (líquido o sólido), la
polaridad de dichas sustancias, los iones que contiene, entre otros.
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