Observaciones de solubilidad del etanol, acetona, gasolina y aceite en agua y gasolina

Nombre: Alena Artavia Esquivel

Carné: B80778

Discusión guiada:

Cuadro I. Observaciones de solubilidad del etanol, acetona, gasolina y aceite en agua y gasolina

Como se puede observar en el Cuadro I., el etanol y la acetona se disolvieron en agua, porque todas son sustancias polares, la solubilidad de los líquidos depende su capacidad de mezclarse unos con otros, esta capacidad depende de las características de los mismos, normalmente una sustancia tiene una mayor solubilidad en otra cuando poseen factores intermoleculares similares ya que entre mayor atracción exista entre las moléculas del soluto y las moléculas del disolvente mayor es su solubilidad. Moléculas polares serán más solubles en moléculas polares “Igual disuelve igual”. Por otro lado el aceite, la acetona  y el etanol se disolvieron en gasolina, debido a que a pesar de que el etanol y la acetona son polares estos poseen una pequeña cadena en su estructura que es afín con la gasolina y por otra parte el aceite el no polar por lo que es soluble con la  gasolina.(1)

Al observar la estructura molecular del etanol (Figura 1.) se puede observar que puede formar  puentes de hidrogeno e interacción de fuerzas dipolo-dipolo en el agua, lo que explica  su solubilidad. Mientras que la acetona (Figura 2.) puede formar solamente con el agua fuerzas dipolo-dipolo (2)

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Figura 1. Estructura molecular del etanol (3) 

[pic 2]

Figura 2. Estructura molecular de la acetona (3).

A continuación se muestra un diagrama de la interacción intermolecular que se da entre el etanol y el agua (Figura 4.) y entre la acetona y el agua (Figura 5.):

[pic 3][pic 4]

Figura 3. Representación de las fuerzas intermoleculares del etanol con el agua (4).

[pic 5]

Figura 4. Representación de la fuerza intermolecular dipolo dipolo presenta en la acetona (5).

          Por otro lado, la gasolina está compuesta por una mezcla homogénea de hidrocarburos sustancias que se consideran no polares y el aceite es una mezcla homogénea de triglicéridos, que también son sustancias no polares. Al ambas sustancias ser no polares se explica que sean solubles entre sí; y la interacción intermolecular que se da entre ellas es la de dispersión de London (1) (6)

El caso del etanol y de la acetona es muy particular, dado que son sustancias solubles tanto en agua como en gasolina; el hecho de que también sean solubles en un medio no polar como lo es la gasolina, se debe a que estos poseen en su estructura pequeñas cadenas afines a la estructura no polar de la gasolina.(7). Inclusive, la mezcla de etanol y gasolina se utiliza ampliamente como combustible de automóviles en algunos países, dicha mezcla se conoce con el nombre comercial de gasohol. (8).

Cuadro II. Observaciones de la solubilidad del agua con

Según el cuadro anterior (Cuadro II.), de todas las sustancias iónicas utilizadas,  el NH4NO3, NH4Cl y NaCl  se disolvieron en agua, siendo ion-dipolo la fuerza interpartícula presente entre el soluto y las moléculas de agua.

En algunos casos, el proceso de disolución fue endotérmico, por ejemplo cuando se disolvió el NH4NO3; mientras que en otros casos, por ejemplo al disolver CaCl en agua, el proceso fue exotérmico. Esta diferencia de transferencia de calor al disolver sustancias iónicas en agua, se debe a que en las sustancias iónicas al disolverse en agua se da el rompimiento de enlaces químicos y la formación de nuevos enlaces en las moléculas de los productos y dichas reacciones químicas pueden absorber o liberar energía en forma de calor. (9). 

Se agregó inicialmente NaCl a un tubo de ensayo con agua a temperatura ambiente, se agregó suficiente soluto hasta que se observó un sólido sin disolver, en el fondo, lo que significa que se tenía una disolución saturada. Luego se calentó, de forma que todo el sólido en exceso se disolvió, lo que significa que, al aumentar la temperatura, la solubilidad de los solutos aumenta, por lo que, con una misma cantidad de soluto, a temperatura ambiente se tenía una disolución saturada, mientras que a altas temperaturas, se tuvo una disolución insaturada.

Luego se siguió agregando más soluto, hasta saturar nuevamente la disolución; con esto se observa que a alta temperatura se necesita más soluto para saturar  la disolución; por lo que se puede afirmar que al aumentar la temperatura, la solubilidad del cloruro de sodio aumenta. (10).

Al enfriar nuevamente el tubo de ensayo, se observó la aparición de un exceso de soluto en el fondo del tubo, debido a que al enfriar la disolución la cual está saturada a una temperatura elevada por un soluto sólido, se llega a una temperatura en la cual la solución se torna saturada además de que  al aumentar el enfriamiento, el exceso de soluto cristaliza y se presentará en forma de partículas separadas. También se debe a el efecto de la temperatura sobre la solubilidad de la sal ya que las sales suelen ser más solubles a temperaturas altas que a bajas.