Cómo Influye la temperatura en la solubilidad
La solubilidad de una sustancia es la cantidad de esa sustancia que se requiere para formar una solución saturada en una cantidad dada de disolvente a una temperatura especificada. La solubilidad se mide a menudo como los gramos de soluto por \(100\: \ text {g}\) de disolvente. La solubilidad del cloruro de sodio en agua es \(36.0 \: \text{g}\) por \(100 \: \text{g}\) agua a \(20^\text{o} \text{C}\). La temperatura debe especificarse porque la solubilidad varía con la temperatura. Para los gases, también se debe especificar la presión. La solubilidad es específica para un disolvente en particular. Consideraremos la solubilidad del material en agua como disolvente.
La solubilidad de la mayoría de las sustancias sólidas aumenta a medida que aumenta la temperatura. Sin embargo, el efecto es difícil de predecir y varía ampliamente de un soluto a otro. La dependencia de la solubilidad de la temperatura se puede visualizar con la ayuda de una curva de solubilidad, un gráfico de la solubilidad vs.temperatura (vea la figura a continuación).
Observe cómo la dependencia de temperatura de \(\ce{NaCl}\) es bastante plana, lo que significa que un aumento de temperatura tiene relativamente poco efecto en la solubilidad de \(\ce{NaCl}\). La curva para \(\ce{KNO_3}\), por otro lado, es muy pronunciada y, por lo tanto, un aumento de temperatura aumenta drásticamente la solubilidad de \(\ce{KNO_3}\).
Varias sustancias – \(\ce{HCl}\), \(\ce{NH_3}\) y \(\ce{SO_2}\) – tienen solubilidad que disminuye a medida que aumenta la temperatura. Todos son gases a presión estándar. Cuando se calienta un disolvente con un gas disuelto en él, la energía cinética del disolvente y del soluto aumenta. A medida que aumenta la energía cinética del soluto gaseoso, sus moléculas tienen una mayor tendencia a escapar de la atracción de las moléculas solventes y regresar a la fase gaseosa. Por lo tanto, la solubilidad de un gas disminuye a medida que aumenta la temperatura.
Las curvas de solubilidad se pueden utilizar para determinar si una solución determinada está saturada o insaturada. Supongamos que \(80 \: \text{g}\) de \(\ce{KNO_3}\) es añadido a \(100 \: \text{g}\) de agua a \(30^\text{o} \text{C}\). De acuerdo con la curva de solubilidad, aproximadamente \(48 \: \text{g}\) de \(\ce{KNO_3}\) se disolverá en \(30^\text{o} \text{C}\). Esto significa que la solución estará saturado desde \(48 \: \text{g}\) es menor que \(80 \: \text{g}\). También podemos determinar que habrá \(80 – 48 = 32 \: \texto{g}\) de \(\ce{KNO_3}\) no disuelto que queda en la parte inferior del contenedor. Ahora supongamos que esta solución saturada se calienta a \(60^ \ text{o} \text{C}\). De acuerdo con la curva, la solubilidad de \(\ce{KNO_3}\) en \(60^\text{o} \text{C}\) es aproximadamente \(107 \: \text{g}\). Ahora la solución es insaturada ya que contiene solo el \(80 \: \text{g}\) original de soluto disuelto. Ahora supongamos que la solución se enfría completamente hasta \(0^ \ text{o} \text {C}\). La solubilidad en \(0^ \ text{o} \ text{C}\) es aproximadamente \(14 \: \text{g}\), lo que significa que \(80 – 14 = 66 \: \el texto{g}\) del \(\ce{KNO_3}\) se recristalizará.