Curva de solubilidad

Cantillo L, Gómez J, Mendoza S, Silva J.

Estudiantes de Ingeniería Mecánica

Universidad del Atlántico, Barranquilla ( Colombia )

Septiembre / 17 / 2015

Resumen

La solubilidad es la cantidad máxima de soluto que es posible disolver en una determinada cantidad de solvente, pero ésta a su vez depende de ciertos factores como la naturaleza tanto del soluto como del solvente, la presión y la temperatura. Además de estos principales factores, también la variación de entropía, tamaño de iones, la polaridad y los puentes de Hidrógeno pueden afectar la solubilidad.

Esta experiencia tuvo como objetivo determinar la curva de solubilidad del cloruro de potasio (KClO3) en un medio acuoso (H 2O), para obtener dicha curva de solubilidad se procedió a pesar

1.6 g de KClO3, los cuales fueron depositados en un tubo de ensayo y se añadió 10 mL de agua

destilada, esta solución se calentó hasta que el KClO3 se disolviera. Posterior a esto se dejó enfriar

y se leyó la temperatura cuando comenzaron a aparecen pequeños cristales de KClO3. Cabe resaltar que el proceso para determinar la curva de solubilidad se dividió entre los grupos presentes en el laboratorio, a los cuales se les asigno distintos pesos de KClO3 y con la datos recogidos se procedió a elaborar la curva de solubilidad. Con base a esta experiencia se concluyó que la solubilidad se utiliza tanto para describir fenómenos cualitativos de los procesos de disolución, como también para expresar de manera cuantitativa la concentración de una solución.

Procedimiento experimental.

La solubilidad está definida como la cantidad máxima de soluto que puede disolverse en un determinado solvente. Con el fin de determinar la curva de solubilidad del clorato de potasio (KClO3 solido) en un medio acuoso, que en este caso fue agua destilada. Se otorgó una cantidad determinada, en gramos, de KClO3 para cada uno de los grupos, la cual fue distinta en cada caso; Teniendo como base 1g para el primer grupo de trabajo, 1,2g al segundo grupo y de manera sucesiva se asignó el soluto a cada uno de los grupos de trabajo, con una diferencia de 0,2g entre cada grupo. Correspondiendo así al grupo N°4 trabajar con 1,6g de KClO3; el primer paso que se realizó fue pesar el KClO3, el cual estaba contenido en el vidrio reloj, para luego situarlo sobre la balanza digital y así obtener la cantidad en gramos de KClO3 requerida para realizar la experiencia. Posteriormente se vertió el

KClO3 en el tubo de ensayo (Figura 1), mientras por otro lado se media 10ml de agua destilada en la probeta de 10ml. Una vez medidos los 10 ml de agua destilada y teniendo los 1,6g de KClO3 dentro del tubo de ensayo, se procedió a verter el agua en el tubo de ensayo para así obtener la solución que se precisaba para la experiencia. Se observó que la solución estuvo a temperatura de 32°C al comienzo del proceso, al notar que el KClO3 aún seguía sin disolverse completamente, se procedió a calentar la muestra hasta el punto en el cual el soluto estuvo completamente disuelto. Previo al proceso de calentamiento de la solución, se realizó el montaje del sistema para calentar dicha solución. Se utilizó el soporte universal en el cual se sostenía la pinza y así que esta última sostuviese el tubo de ensayo para su posterior calentamiento. Se instaló el mechero bunsen (Figura 2) debajo del tubo de ensayo y posteriormente se procedió a calentar. A medida que la temperatura iba aumentando, el KClO3 se disolvía cada vez más en el agua, hasta estar completamente disuelto (Figura 3). Finalmente se dejó enfriar hasta que nuevamente comenzaron a aparecer los cristales de KClO3

(Figura 4); de forma inmediata se tomó la medición de su temperatura con el termómetro, y se observó que esta estaba a 37°C.

Cuestionario.

1. Construya una curva de solubilidad (gramos de soluto seco por 100 g de disolvente) versus la temperatura.

25 30 35 40 45 50 55 600

0.5

1

1.5

2

2.5

3 Curva de solubilidad

Temperatura (°C)

g KC

LO3/

100

mL

Temperatura/°C g KClO3 / 100mL29 130 1,232 1,437 1,6

41,5 1,846,5 248 2,255 2,4

2. ¿Cuál de las sustancias siguientes es soluble en agua? ¿Y por qué?

Nitrato de potasio Clorato de potasio Sulfato de aluminio Cloruro de calcio Sulfato de bario Cromato de potasio

Todas son solubles en agua. La solubilidad de compuesto molecular depende de la polaridad de sus moléculas ya que la polaridad de un compuesto determina los tipos de fuerza de atracción intermoleculares entre las moléculas. Analizando cada una de las sustancias se puede observar que son sales. Por lo general las sales son solubles en agua gracias a sus enlaces iónicos. Partiendo de esto se puede inferir que las sustancias a evaluar si son miscibles en agua; pero ellas tienen solubilidades diferentes, es decir, hay unas más solubles que otras y eso está determinado por la constante de solubilidad de cada una.

3. ¿Qué fuentes de error encuentra usted en esta experiencia y cómo lo reduciría?

La principal fuente de error en la experiencia es la de no saber con exactitud cuál era el momento en que los cristales de KClO3 comenzaban a formarse por la falta de atención, lo que pudo derivar en una mala lectura de la temperatura. Esta fuente de error se puede reducir si cada grupo realiza el debido seguimiento de la muestra para obtener la temperatura exacta.

Otra fuente de error en la experiencia es la de no saber si todos los termómetros de mercurio estaban calibrados. Esta fuente de error se puede reducir con la calibración del termómetro antes de realizar el proceso.

Discusión.

Figura 1. KClO3 contenido en el tubo de ensayo.

Figura 2. Mechero Bunsen utilizado en el proceso de calentamiento.

Figura 3. KClO3 totalmente disuelto en la solución.

Figura 4. KClO3 en forma de cristales al llegar a la temperatura de 37ºC.

Resultado.

Analizando los resultados del experimento, se puede observar que cuan mayor sea la masa en g de KClO3 presentes en 10 mL de H 2O, a mayor temperatura de empiezan a formar los cristales como se puede observar en la gráfica "curva de solubilidad”; por ende podemos hacer la relación de proporción entre ellas.

En la experiencia realizada se llegó a la conclusión de que la curva de solubilidad nos ayuda a determinar la cantidad (en masa) de soluto que puede ser diluido en cierta cantidad de solvente, puede ser en masa o en volumen, a una temperatura y presión determinada, dando como resultado que a mayor presión y temperatura es más fácil que el soluto de disuelva en el solvente, explicando así uno de los factores principales que afectan la solubilidad.

Referencias

Solubilidad – Química, Raúl G.M. Principios fundamentales de química general, primera edición de Juan de Dios Cassiani. Química, Séptima Edición de Raymond Chang y Williams College.