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¿Qué es una CROMATOGRAFÍA? + 2 experimentos para hacer en casa.

En la cromatografía, se realiza un proceso de separación de los componentes de una solución, basándonos en las diferentes velocidades con que se mueve cada una de las sustancias de la solución a través de un medio poroso, al ser arrastradas por el solvente cuando se desplaza. Es aquí donde distinguimos, dos fases: la fase estacionaria y la fase móvil. La fase estacionaria es el medio poroso, como puede serlo un papel secante o gel de sílice, y la fase móvil es aquélla que se desplaza.

Los componentes de la mezcla tienen diferente afinidad por la fase estacionaria y por el solvente. Cuando mayor sea la afinidad por la fase fija y menos por la fase móvil, más lentamente se desplazarán y, a la inversa, cuanto menos afinidad tengan por la fase fija y más afinidad tengan por la fase móvil, más rápidamente se desplazarán. Esto produce la separación de los solutos de la solución, debido a que cada soluto invierte un tiempo diferente en recorrer el medio poroso. Una vez separados los solutos en el papel, estamos en presencia de un cromatograma.

Existen varios tipos de cromatografía, entre las que podemos encontrar la cromatografía de papel, de capa fina o de columna, dependiendo el soporte en el que se lleve a cabo la cromatografía.

Te recomendamos una sencilla experiencia para realizar tu propia cromatografía, donde podrás separar de manera divertida muchos pigmentos que esconde una planta como la acelga. Anímate:

Experiencia 1: Cromatografía de las hojas de la acelga.

Objetivo:

PARA EL ÁREA DE BIOLOGÍA:

Separar y analizar, mediante una sencilla cromatografía, los pigmentos que se encuentran en el interior de los cloroplastos (organelas de las células vegetales), tales como la clorofila, la xantofila y los carotenos.

PARA EL ÁREA DE FISICOQUÍMICA:

Realizar una cromatografía sencilla de las hojas de una acelga con el objetivo de separar los distintos componentes de una solución de clorofila, xantofila, carotenos y alcohol.


Materiales:

  • 1 paquete de acelga.
  • 1 mortero.
  • 1 colador de red metálica (parecida a los que se utilizan, en Argentina, para hacer mate cocido).
  • 500 ml de alcohol etílico medicinal.
  • 1 tupper cuadrado o con forma de prisma, de tamaño mediano o grande.
  • 1 papel secante.
Cromatografía de una acelga
Beta vulgaris var. cicla

Procedimiento:

  1. Lavar bien las hojas de acelga. Esto no es obligatorio, pero el resultado será mucho mejor cuanto menos impurezas haya en los materiales.
  2. Trozar las hojas de la acelga en pequeños pedazos. Es importante que cortes sólo las hojas, dejando fuera las nervaduras (es decir, las “venas” que pueden observarse en las hojas) y los tallos.
  3. Colocar los pequeños pedazos en un mortero.
  4. Cubrir los trozos con alcohol etílico.
  5. Machacar la acelga, con el mortero, hasta que se obtenga un líquido de color verde fuerte.
  6. Colar la mezcla en un tupper, haciendo uso del colador metálico.
  7. Doblar levemente (pero no completamente) la hoja secante por la mitad, de manera que tenga la posibilidad de quedar parado cuando se lo apoya en una superficie.
  8. Colocar el papel secante dentro del tupper delicadamente.
  9. Esperar de dos a tres horas y observar resultados.

Conclusiones

Para el Área de Biología:

  1. ¿Qué sucedió con el papel secante? Observarás que parte de la solución verdosa comenzó a subir por el mismo, dejando una franja de color verde oscuro, que corresponde a la clorofila a que se encuentra en las hojas, un pigmento presente en los cloroplastos muy importante para la fotosíntesis de la planta. Asimismo, se verá una franja de color verde claro (que corresponde a la clorofila b), también de suma importancia para la fotosíntesis. Luego, se notará una franja de color amarillento. Esto corresponde a la xantofila. Una franja transparente vendrá después, que será alcohol, nuestro solvente. Y por último, una pequeña franja roja, que son los carotenos. Estos están presentes en gran cantidad en zapallos y zanahorias. Cabe destacar que las plantas posen todos estos pigmentos, mas algunos como la xantofila y los carotenos sólo se hacen visibles cuando llega el otoño y las bajas temperaturas no permite que se sintetice clorofila. Es decir, el verde de la clorofila “enmascara” los demás pigmentos, que no se ven fácilmente.
  2. ¿Cuál es la función en la planta de cada uno de los pigmentos presentes en los cloroplastos?
  3. ¿En qué compartimientos dentro de los cloroplastos se encuentran dichos pigmentos? Se espera que el alumno logre modelizar y describir la estructura interna de un cloroplasto, diferenciando, por ejemplo, granas, tilacoides, etc.
que es una cromatografia
Células vegetales, en donde se observan claramente los cloroplastos.

Para el Área de Fisicoquímica

  1. ¿Qué sucedió con el papel secante? (Esta respuesta es idéntica a la presentada para el área de biología.)
  2. ¿Qué clase de sistema material es el líquido verde formado inicialmente? ¿Por qué decimos que es una solución?
  3. ¿Cuál es el solvente utilizado en la experiencia? ¿Podría haberse usado agua? ¿Por qué?
  4. ¿Cuáles son las características básicas de una cromatografía? ¿Cuál es la fase dispersa y la fase móvil en esta experiencia?
  5. Intenta colocar una tiza en vez de un papel secante en la experiencia. ¿El resultado es similar?

¡También puedes realizar esta experiencia con un fibrón, siendo capaz de separ los componentes que están disueltos en su tinta! Para ello, te invitamos a hacer click en el artículo que Ensamble de Ideas te trae para ello:

Experimento 2: Cromatografía de tinta de fibrón (marcador).

Objetivo:

Realizar una cromatografía sencilla de la tinta de dos fibrones de diferente color o marca, con el fin de separar los pigmentos que poseen disueltos.


Materiales:

  • Dos fibrones indelebles de diferente color o marca.
  • Un vaso de precipitados (en su defecto, un vaso transparante de vidrio).
  • Dos tiras de papel secante.
  • Alcohol (u otro solvente similar).

Procedimiento:

  1. Trazar una pequeña línea horizontal con un fibrón distinto en cada tira de papel a 1cm del borde.
  2. Pegar las tiras en las paredes internas de un recipiente que contenga el solvente, como el alcohol, sin que las marcas lo toquen.
  3. Dejar que el solvente, absorbido por el papel, ascienda por la tira de papel y arrastre los componentes del fibrón afines a él.
  4. Observar y anotar resultados: al finalizar la cromatografía, se pueden observar en el cromatograma, separados, los distintos pigmentos (es decir, los distintos solutos) que componen cada tinta de cada fibrón.

Conclusiones

  1. ¿Qué sucedió con el papel secante?
  2. ¿Qué clase de sistema material es la tinta del fibrón? ¿Por qué decimos que es una solución?
  3. ¿Cuál es el solvente utilizado en la experiencia? ¿Podría haberse usado agua? ¿Por qué?
  4. ¿Cuáles son las características básicas de una cromatografía? ¿Cuál es la fase dispersa y la fase móvil en esta experiencia?

Cromatografía – Ensamble de Ideas – Copyright MMXXII

Diferencia entre niebla y neblina. ¿Y el rocío?
diferencia entre niebla y neblina

Introducción a la diferencia entre niebla y neblina y el rocío

Usualmente usamos palabras como las del título, pero muy pocas veces notamos que son palabras con significados muy diferentes dentro del mundo de la meteorología. En este artículo hablaremos sobre ellas.

Temperatura de rocío

Cuando ocurre un fenómeno atmosférico, el mismo está, sin duda, relacionado con las variaciones de presión y temperatura. Cuando el aire asciende, atraviesa zonas en la que la temperatura es más baja y, consecuentemente, se produce una baja en el valor de saturación de la masa de vapor de agua en el aire. Dependiendo de la humedad relativa y de la temperatura ambiente, establecemos el concepto de punto o temperatura de rocío como aquélla en la que se produce la condensación.

Diferencias entre ellas

Rocío y escarcha

¿Condensación? Si recordamos un poco lo visto en cambios de estado, llamamos condensación al cambio que ocurre cuando la materia que se encuentra en estado gaseoso pasa a estado líquido.

Diferencia entre niebla, neblina y rocío.
El rocío puede quedar adherido a las telarañas o insectos que se encuentren retenidos allí, como se ve en esta imagen.

Al condensarse, se forman pequeñas gotitas de agua líquida y éstas pueden producir muy pequeños cristales de hielo (es decir, el agua se solidificó). Estos cristales de hielo son, ni más ni menos, los responsables de la formación de nubes (pues dichos cristales quedan en suspensión). No está de más decir que el viento, la temperatura y la presión atmosférica son los responsables de la altura y tamaño de las nubes.

Niebla

Neblina

Mesografía Sugerida

Te recomendamos el video producido por el Servicio Meteorológico Nacional sobre este tema, disponible en https://twitter.com/i/status/1133001403813834753

Ensamble de Ideas, fácil de entender, fácil de aprender – Copyright MMXXII

Fuente.

Bulwik, M.;”Física y Química I. Mezclas y sustancias. Modelo Corpuscular. Teoría atómica molecular. Reacciones Químicas. Fenómenos Eléctricos. Magnéticos y Gravitatorios”; Ed.Puerto de Palos, Serie ActivAdos, Argentina, 2016.


¿Cómo realizar geodas con cáscaras de huevo? – Experiencia de Laboratorio
Cómo crear geodas con cáscaras de huevo
Cómo crear geodas con cáscaras de huevo
En esta experiencia, podrás tratar temas relacionados con: 

Las geodas – Introducción

Una geoda es una cavidad rocosa en la que han cristalizado minerales que provinieron del agua subterránea (pues estaban disueltos en ella) y cuyos cristales son de un tamaño considerable, dado que se produjeron a baja presión. En esta experiencia, intentaremos recrear estas geodas con algo tan sencillo como cáscaras de huevo y un material que se consigue fácilmente en el mercado.

Geoda

Para esto necesitaremos los siguientes elementos y materiales:

Experimentos de laboratorio

Materiales necesarios.

  1. Huevos crudos de cáscara blanca.
  2. Alumbre común de potasio, también llamado alumbre napolitano, de fórmula KAl(SO4)2⋅12H2O.
  3. Tinta para sellos o colorante de tortas líquido.
  4. Plasticola o pegamento universal.
  5. Agua (la misma deberá ser hervida, por lo que se recomienda tener en cuenta cómo se la hervirá posteriormente).
  6. Un clavo.
  7. Cuchara.
  8. Papel absorbente.
  9. Una tijera de punta filosa.
  10. Un frasco de vidrio de boca ancha.

Opcional: palito de brochette.
 

Experiencia de laboratorio – Procedimiento

  1. Realizar dos pequeños agujeros en el huevo crudo con ayuda del clavo. Uno de ellos deberá ser más grande, de forma tal que puedas soplar (con fuerza) para que, del otro lado, salga el contenido. Puedes ayudarte con un palito de brochette para empujar el contenido y que salga más fácil.
  2. Con la tijera, recortar la cáscara de huevo por la mitad, con sumo cuidado.
  3. Lavar bien el interior de ambas mitades y secar con papel absorbente.
  4. Colocar plasticola en el interior y extenderla con ayuda de los dedos.
  5. Espolvorea el KAl(SO4)2⋅12H2en el interior del huevo, con ayuda de una cuchara, y dejar en reposo por un cuarto de hora.
  6. Hervir 200 ml de agua caliente y colocarla en el frasco de vidrio.
  7. Instantáneamente, añadir el resto de alumbre a cucharadas en el frasco con agua, revolviendo entre cada cucharada. Evita que se formen grumos, revolviendo continuamente.
  8. Cuando la solución esté saturada (punto en el que precipitan los cristales de alumbre en el fondo), echar la tinta para sellos o el colorante a la misma.
  9. Introducir las mitades de huevo en la solución saturada hasta el fondo del frasco, teniendo en cuenta que la cara que contenía el alumbre quede hacia arriba. Quizás, para hacerlo, puedas ayudarte con una cuchara en este paso.
  10. Dejar en reposo el frasco que contiene la solución y el huevo, en un lugar donde no le den corrientes de aire y que no pueda ser tocado o movido con facilidad por 48 horas. Pasado este tiempo, las cáscaras pueden volverse frágiles.
  11. Extraer las geodas formadas y depositarlas sobre papel absorbente hasta que sequen completamente.
Fuente: Comisión Nacional de Energía Atómica.

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El proceso de elaboración de las aceitunas: mucho más que recolectarlas.

Aunque no lo creas, las aceitunas del supermercado pasan por un proceso de elaboración mucho más complicado que simplemente recogerlas y colocarlas en salmuera para que estén listas para ser distribuidas al supermercado. Si así pensabas que era, lamento decirte que es un poquito más complicado. En este artículo de Curiosidades, Ensamble de Ideas te mostrará cuál es el proceso completo.

El curado de las aceitunas

La aceituna, fruto del olivo, no se puede ingerir directamente después de la cosecha porque posee un sabor muy amargo. Mediante un proceso denominado “curado“, se elimina el sabor amargo para luego conservarlas.

En principio, se dejan las aceitunas un tiempo estimado de 24hs (un día entero) en remojo con agua.

Ramas de olivo con aceitunas.
Ramas de olivo, de donde se extraen las aceitunas.

Luego, comienza el proceso de curado. Para ello, se prepara una solución de NaOH (Hidróxido de sodio) en agua al 1,5%m/m.

Una solución de Hidróxido de Sodio de 1,5 %m/m significa que hay 1,5 g de dicho compuesto en 100 g de agua.

Elaboración de la Salmuera

Es necesario realizar el curado por un día entero. Al cabo de este tiempo, se lavan muy bien los frutos del olivo, para después colocarlos en una solución muy concentrada de sal en agua llamada “salmuera“, que posee una concentración de 5% m/V.

Una solución de sal de 5%m/V significa que hay 5 g de dicho compuesto en 100 ml de agua.

NTICx en la escuela

Te recomendamos seguir aprendiendo sobre el tema ingresando en “Elaboración de Aceitunas”, del Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria del Estado Argentino, disponible en: https://inta.gob.ar/documentos/elaboracion-de-aceitunas

Fuente

Bulwik, Marta y otros; “Física y Química I. Mezclas y sustancias (…)”. Ed. Puerto de Palos, Serie Activados; 2016.


Buzos: ¿Hasta qué profundidad pueden bajar?

¿Hasta qué profundidad?

Una persona puede alcanzar una profundidad máxima de 30m cuando practica buceo.

Para entender el por qué debemos comprender bien el concepto de presión. Los libros de ciencia nos explican:

¿Por qué un buzo alcanza hasta esa profundidad?

La presión

“La presión es una magnitud física que expresa la cantidad de fuerza que se aplica sobre un cuerpo por unidad de área.”

Buzo.
Bajando aún más que 30m, la presión causaría estragos en la cabeza de los buzos. Los buzos suelen llevar un casco de metal que soporta grandes presiones.

En palabras más fáciles, la presión es una relación entre la fuerza y la superficie en la que ésta se aplica. Como vemos en el dibujo, bajo el mar la presión del agua se aplica sobre todos los puntos de un cuerpo, haciendo que, a grandes profundidades, ¡la presión sea inaguantable! Esta magnitud se mide en atmósferas. 1 atm es igual a 1013 hPa (una unidad que quizás hayas escuchado en los noticieros, es la presión normal a la que estamos “acostumbrados” a vivir).
La presión aumenta 1 atmósfera cada 10 metros de profundidad. Bajando aún más que 30m, la presión causaría estragos en nuestras cabezas.

La solubilidad de los gases

Por otro lado, hay que tener muy en cuenta cómo subir a la superficie nuevamente, porque hacerlo incorrectamente puede ser fatal. Para ello, será bueno recurrir a los libros de texto, otra vez, y leer la siguiente sentencia:

“La solubilidad de los gases aumenta a medida que sube la presión.”

¿Solubilidad? ¿Qué es eso? Es la cantidad de gas que puede disolverse en cierta cantidad de sangre a determinada presión y temperatura. Aquí, el gas es nuestro preciado oxígeno. Para evitar que se formen burbujas en la sangre (como cuando se abre una botella de gaseosa: se forman burbujas que antes no estaban porque baja la solubilidad del gas -el dióxido de carbono- al bajar la presión), el buceador debe ir subiendo hacia la superficie lentamente, no de repente, porque las burbujas pueden no disolverse, viajar por el sistema circulatorio y causar obstrucciones que llevan a la muerte.

Solubilidad de los gases.
Al estar cerradas, las bebidas gasificadas no tienen burbujas porque la presión dentro de la botella es alta. Todo el gas se encuentra disuelto. Cuando se destapa la botella, la presión baja, parte del gas deja de estar disuelto (al bajar la solubilidad) y forma las burbujas.

Mesografía Sugerida

Te recomendamos los siguientes artículos:

El portal “Educ.ar” del Ministerio de Educación de la Nación Argentina presenta el artículo sobre Solubilidad de los Gases, disponible en https://www.educ.ar/recursos/15070/solubilidad-de-gases/fullscreen/fullscreen
En el mismo, puedes encontrar actividades experimentales para tus alumnos o tus tareas.

Solubilidad y los 3 tipos de saturación

Introducción

La solubilidad es un concepto fundamental en el campo de la química que juega un papel crucial en numerosos procesos y aplicaciones. Es la propiedad que describe la capacidad de una sustancia para disolverse en otra y formar una mezcla homogénea, a determinada temperatura y presión. Desde los experimentos de disolución simples hasta las sofisticadas técnicas de formulación de medicamentos, la comprensión de la solubilidad es esencial para el diseño y la optimización de productos químicos, farmacéuticos y materiales.

Te recomendamos la lectura previa de nuestro artículo sobre soluciones.

En este artículo, exploraremos los principios fundamentales de la solubilidad y los factores que influyen en ella.

A medida que profundicemos en los conceptos clave, descubriremos cómo la solubilidad está determinada por las interacciones entre las moléculas, las propiedades físicas y químicas de las sustancias involucradas, así como por las condiciones experimentales. Además, exploraremos los desafíos asociados con la solubilidad, como la predicción y el control de la misma, que continúan siendo áreas de investigación activas y de gran importancia en la ciencia de los materiales y la química aplicada.

La solubilidad es una propiedad química fundamental que nos permite comprender cómo las sustancias se disuelven en otras y forman mezclas homogéneas. Desde los primeros experimentos químicos hasta las sofisticadas aplicaciones tecnológicas, el estudio de la solubilidad ha desempeñado un papel crucial en el desarrollo de la ciencia y la industria.

El Fundamento de la solubilidad

La solubilidad se basa en las interacciones entre las moléculas de diferentes sustancias. En un proceso de disolución, las moléculas del solvente interactúan con las del soluto, superando las fuerzas de atracción entre las partículas del soluto y permitiendo su dispersión uniforme en la solución. La naturaleza polar o apolar de las moléculas, así como las fuerzas intermoleculares, determinan la solubilidad de una sustancia en un solvente determinado.

Factores que influyen en la solubilidad

La solubilidad de una sustancia no es un valor constante, sino que depende de varios factores. La temperatura es un factor clave: en general, la mayoría de las sustancias se disuelven mejor a temperaturas más altas, ya que la energía cinética de las moléculas aumenta, permitiendo que las interacciones intermoleculares se rompan con mayor facilidad. Sin embargo, existen excepciones a esta regla, como en el caso de algunas sales inorgánicas.

Otro factor importante es la presión, aunque su efecto en la solubilidad es más relevante para los gases disueltos que para los sólidos o líquidos. En el caso de los gases, la solubilidad tiende a aumentar con la presión, siguiendo la Ley de Henry. Además, las propiedades químicas y físicas de las sustancias involucradas, como la polaridad, la masa molecular y la estructura cristalina, también influyen en su solubilidad.

¿Cuáles son las técnicas para medir y manipular la solubilidad?

Las técnicas para medir y manipular la solubilidad incluyen:

  • Titulación: Permite determinar la concentración de una solución mediante la adición de un reactivo titulante hasta alcanzar el punto de equivalencia.
  • Espectrometría: Utiliza la absorción o emisión de luz para medir la concentración de solutos.
  • Cromatografía: Separa los componentes de una mezcla para medir la solubilidad individual.
  • Espectroscopía: Mide la interacción entre la materia y la radiación electromagnética para identificar y cuantificar sustancias.
  • Evaporación: Se evapora el solvente y se pesan los cristales residuales para determinar la cantidad de soluto disuelto.
  • Métodos computacionales: Estiman la solubilidad usando modelos matemáticos y propiedades moleculares.

Para manipular la solubilidad, se pueden ajustar factores como la temperatura, la presión y el pH, o se pueden añadir agentes como sales o cosolventes para alterar la solubilidad del soluto.

Las curvas de solubilidad

En el fascinante mundo de la química, el estudio de las soluciones es fundamental para comprender cómo las sustancias se disuelven en otras y forman mezclas homogéneas. Sin embargo, no todas las soluciones son iguales. Algunas pueden contener una cantidad óptima de soluto disuelto, mientras que otras pueden estar sobrecargadas o subutilizadas. En este artículo, exploraremos las características y diferencias entre las soluciones insaturadas, saturadas y sobresaturadas, y cómo afectan la solubilidad y el equilibrio químico.

Con el fin de representar la variación de la solubilidad con la temperatura, se utilizan las llamadas curvas de solubilidad. Vean el siguiente ejemplo:


En la curva anterior han visto que a cada temperatura le corresponde un punto geométrico diferente que indica la concentración de la solución saturada –es decir, la solubilidad–. La masa de clorato de potasio disuelta en 100 gramos de agua será mayor a medida que aumente la temperatura. Así, interpretando el gráfico, a 30° C la solubilidad es de 14 g/100 g de H2O (es decir, que existen 14 gramos de clorato de potasio en 100 gramos de agua); y es de 57 g/100 g de H2O a 75° C.

Vean ahora que si se sobrepasa el punto de saturación de una solución a determinada temperatura, se dice que la solución se encuentra sobresaturada.

Solubilidad: curvas de solubilidad.
En una solución sobresaturada, la concentración de soluto es mayor que la de saturación; por lo tanto, deposita soluto que la solución tenía en equilibrio en el fondo de la solución (a diferencia de la solución saturada).

Soluciones Insaturadas

Una solución insaturada es aquella en la cual el solvente tiene la capacidad de disolver más soluto a una determinada temperatura y presión. En otras palabras, la cantidad de soluto presente en la solución es menor a la cantidad máxima que puede disolverse. Cuando se agrega más soluto a una solución insaturada, éste se disuelve fácilmente, y el equilibrio se alcanza rápidamente.

Un ejemplo común de una solución insaturada es el agua salada diluida. Si disolvemos sal de mesa en agua y la cantidad de sal disuelta es menor a la que el agua puede contener a esa temperatura, tendremos una solución insaturada. En este caso, podemos seguir agregando sal al agua hasta alcanzar la saturación.

Soluciones Saturadas

Una solución saturada es aquella en la cual el solvente ha alcanzado su capacidad máxima de disolución de soluto a una determinada temperatura y presión. En este punto, la cantidad de soluto disuelto es la máxima posible y se establece un equilibrio dinámico entre las partículas disueltas y las partículas no disueltas del soluto.

Cuando se intenta agregar más soluto a una solución saturada, este no se disolverá, ya que la solución no tiene capacidad adicional para disolver más soluto. En cambio, el soluto adicional se acumulará en el fondo del recipiente o formará un precipitado.

Un ejemplo clásico de una solución saturada es el azúcar disuelto en agua a temperatura ambiente. Si agregamos azúcar al agua y seguimos agregando hasta que ya no se disuelva más, tendremos una solución saturada de azúcar. Si intentamos agregar más azúcar, simplemente se acumulará en el fondo del recipiente.

Soluciones Sobresaturadas

Una solución sobresaturada es aquella en la cual se ha disuelto más soluto de lo que sería posible en una solución saturada a una determinada temperatura y presión. En otras palabras, la solución contiene más soluto del que teóricamente podría disolverse.

Las soluciones sobresaturadas pueden formarse mediante técnicas especiales, como calentar una solución saturada y luego enfriarla rápidamente. En estas condiciones, el exceso de soluto puede mantenerse en solución aunque esté por encima del límite de solubilidad.

Sin embargo, las soluciones sobresaturadas son inestables y pueden ser desencadenadas para formar una solución saturada o un precipitado mediante la adición de un pequeño estímulo, como un cristal de soluto o una perturbación mecánica.

Las soluciones insaturadas, saturadas y sobresaturadas son conceptos clave en el estudio de las soluciones químicas. Cada una de ellas tiene características y comportamientos distintos en relación con la capacidad de disolución de un soluto en un solvente. La comprensión de estos conceptos no solo es esencial para comprender los principios fundamentales de la solubilidad, sino también para el diseño y la optimización de numerosas aplicaciones químicas y tecnológicas.

Experiencias sencillas sobre Solubilidad

Objetivo

Que los alumnos comprendan cómo interviene la temperatura en la solubilidad de un sistema.

Materiales

– Dos frascos de igual tamaño.
– Agua fría y agua caliente a punto de hervir.
– Cloruro de sodio (sal de mesa).
– Dos cucharas.
– Dos cronómetros.

Procedimiento

Introduzcan en un frasco una cantidad determinada de agua fría. Hagan lo mismo en el otro, pero con agua caliente, respetando que contengan la misma cantidad de nuestro solvente.

Vuelquen tres o cuatro cucharadas de sal, según el tamaño de los frascos, en uno de ellos. Procuren que otro alumno realice simultáneamente la misma operación en el otro frasco.

Comiencen a revolver el sistema, mientras un alumno tome el tiempo con el cronómetro de cuánto tarda el soluto en disolverse completamente en el agua fría, y otro alumno efectúe ese procedimiento para el agua caliente.

Observen en cuál de los frascos la sal se disuelve más rápido y anoten los tiempos.

Conclusión

En resumen, comprender la solubilidad es esencial para avanzar en numerosos campos científicos y tecnológicos. A través de este artículo, esperamos proporcionar una visión general completa y actualizada de este fascinante fenómeno químico y resaltar su impacto en nuestra sociedad y en el desarrollo de nuevos materiales y productos químicos.

Recursos externos

Estos recursos te proporcionarán una experiencia interactiva y educativa para explorar los conceptos de solubilidad y realizar simulaciones de experimentos sin la necesidad de un laboratorio físico:

  1. “PhET Interactive Simulations – Solubility”: En el sitio web de PhET, puedes acceder a una simulación interactiva sobre solubilidad. Esta herramienta te permite explorar cómo las sustancias se disuelven en diferentes solventes y cómo cambia la solubilidad con la temperatura. Puedes ajustar las condiciones experimentales y observar el efecto en la solubilidad. Accede a la simulación en el siguiente enlace: PhET Interactive Simulations – Solubility
  2. “Virtual Lab: Solubility”: El laboratorio virtual de solubilidad de la Universidad de Colorado es otra excelente opción para realizar experimentos virtuales. Este recurso te brinda la oportunidad de realizar una variedad de experimentos y observar cómo se disuelven diferentes sustancias en distintos solventes. También puedes explorar la influencia de la temperatura y otras variables en la solubilidad. Accede al laboratorio virtual en el siguiente enlace: Virtual Lab: Solubility
  3. “ChemReaX”: ChemReaX es un software en línea que permite realizar simulaciones de química, incluyendo experimentos de solubilidad. Con esta herramienta, puedes diseñar y realizar experimentos virtuales, ajustar las concentraciones de soluto y solvente, y observar los cambios en la solubilidad. También puedes explorar el efecto de la temperatura y otras variables en la solubilidad de diferentes sustancias. Puedes acceder a ChemReaX en el siguiente enlace: ChemReaX

Soluciones químicas explicadas
soluciones quimicas

Las soluciones químicas.

Deben haber notado que una solución es un sistema homogéneo, constituido por dos o más sustancias, como el agua salada. Al ser un sistema homogéneo, una solución posee la característica de ser fraccionable (cuyos métodos han visto en la sección anterior).

En el sistema que en el párrafo anterior mencionamos, diremos que el agua es un solvente y la sal es un soluto. Se denomina solvente al componente más abundante en una solución (sustancia que disolverá a la otra sustancia), y soluto, al menos abundante (sustancia que será disuelta por la otra sustancia).

En las soluciones, la densidad varía (pues, si se agregara más cantidad de soluto en el ejemplo anterior, mayor es la densidad de la solución). En cambio, en una sustancia pura, no varía.

Es un buen momento, antes de seguir, de recordar que es la densidad

Las soluciones pueden presentarse en cualquiera de los tres estados, o una de las sustancias puede estar en diferente estado respecto de la otra. De esta manera, verificaremos que la soda es una solución con un soluto gaseoso (las burbujas del gas dióxido de carbono) y un solvente líquido (el agua), o que el aire es una solución de varios gases: el nitrógeno, el oxígeno, el dióxido de carbono, etcétera.

Otros ejemplos de soluciones son: el humo, que es una solución formada por partículas de carbón y aire; el bronce, mezcla entre cobre y estaño; y el agua azucarada; entre otros.

En todos los casos, la suma entre la masa del soluto y la masa del solvente, es igual a la masa total de la solución.

St + Sv = Sc

…donde St es la masa del soluto, Sv es la masa del solvente y Sc es la masa total de la solución.

Ejemplo de soluciones

Veamos el siguiente ejemplo:
Si colocamos en un frasco 250 gramos de agua y le agregamos 40 gramos de azúcar, se obtiene una solución de 290 gramos de masa. 

La concentración de las soluciones.

La concentración de una solución es determinada por la relación entre la cantidad de solvente y la de soluto.
Mientras más sea la cantidad de soluto disuelta, una solución se torna más concentrada. Vean qué nombres reciben las soluciones según la cantidad de soluto que exista en ellas:

  • Solución diluida: se llama de esta manera a aquélla en la cual la cantidad de soluto es muy escasa respecto de la cantidad de solvente.
  • Solución concentrada: se denomina así a aquélla en la cual la cantidad de soluto se encuentra cerca de la máxima cantidad del mismo que el solvente puede disolver.
  • Solución saturada: se llama de esta manera a aquélla en la cual, al añadir más soluto, éste se encuentra depositado en el fondo de esa solución, porque ha sobrepasado el punto en el cual el solvente ya no puede disolverlo.