Efectos de la temperatura sobre la solubilidad
Investigar la disolución de sustancias e introducir el concepto de solubilidad.
La base científica de este experimento
¿Cómo y por qué se disuelve un soluto en el agua? ¿Alguna vez te has dado cuenta de que el agua caliente limpia mejor? Este experimento analiza qué ocurre con varias sustancias cuando se mezclan con agua y qué efecto tiene la temperatura en la disolución.
Cuando se introduce una sal cristalina en agua, las moléculas de agua rodean a los iones y debilitan los enlaces que mantienen unidos a los iones en el estado sólido, lo que permite que los iones pasen a la solución.
La solubilidad de una sustancia determina la tendencia de sus partículas a disolverse y se define como la masa de soluto necesaria para saturar 100 g de disolvente. Cuando el disolvente es agua, a menudo se sustituye 100 g por 100 ml, pero no se recomienda hacerlo como buena práctica.
Las sustancias se disuelven hasta un punto en el que la solución queda saturada y ya no puede disolverse más sustancia sólida.
En algunos casos, la solubilidad puede ser muy elevada y se disolverá una gran cantidad de sustancia sólida antes de que la solución alcance la saturación.
La solubilidad de diversos solutos en agua abarca un rango muy amplio.
Algunas sales muy solubles se disuelven con gran facilidad, como es el caso del nitrato de potasio, el sulfato de cobre y la sacarosa.
Otras sales no parecen disolverse en absoluto (1×10–15 g en 1 kg de agua), independientemente de la temperatura. La expresión «muy soluble» suele significar que es lo suficientemente soluble como para formar soluciones acuosas de 0,1 a 1,0 molar. Las sales que son menos solubles en agua que esto a temperatura ambiente se denominan sales ligeramente solubles.
Equipo utilizado
- Tubos de ensayo — PLA-007
- Portatubos de ensayo — PLA-012
- Soporte para tubos de ensayo — PLA-017
- Espátula de doble extremo — PLA-024
- Quemador de alcohol — CHE-022
- Soporte de trípode — HEA-014
- Soporte de hierro — CHE-037
- Malla metálica — HEA-015
- Vaso de precipitados de 250 ml — HEA-002
- Termómetro — HEA-005
- Varilla de vidrio — PLA-004
Productos químicos y reactivos
- Carbonato cálcico — R: 37/38-41 S: 26-36/37/39
- Sulfato de cobre — R:22-35/38-50/53 S:22-60-61
- Cloruro de sodio
- Sacarosa
- Agua destilada
Notas de seguridad
- Ten cuidado al utilizar el quemador y los objetos de cristal calientes.
Preguntas para los alumnos
- ¿Qué sustancia se ha disuelto?
- ¿Qué efecto tiene el agua sobre las sustancias?
- ¿Qué ocurre al aumentar la temperatura?
- ¿Por qué no se disuelve el carbonato cálcico?
Qué puedes esperar
El cloruro de sodio se disuelve; el sulfato de cobre se disuelve; la sacarosa se disuelve. Las moléculas de agua rodean a los iones de la sal, lo que debilita su fuerza de atracción. Como el agua es una molécula polar, tiende a orientarse alrededor de los iones según su signo. A temperaturas más altas, el cloruro de sodio, el sulfato de cobre y la sacarosa se disuelven más rápido. El carbonato de calcio aún no se disuelve de forma apreciable. A temperaturas más altas, el movimiento de las partículas en la solución es más rápido y, por lo tanto, la disolución resulta más fácil. El carbonato cálcico es una sal muy poco soluble.
Eliminación
Vierte las soluciones en el contenedor de residuos líquidos.
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Este experimento forma parte de ATP Volta, un laboratorio científico móvil autónomo que convierte un aula normal en un laboratorio STEM en pleno funcionamiento, con más de 200 experimentos de física, química, biología, robótica e ingeniería. « Gali », el tutor de IA integrado en ATP Connect, guía a los alumnos en cada paso y responde a sus preguntas en la mesa de trabajo.
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