Química

soluto-disolvente. La constante también varía con la temperatura. Por ejemplo, la solubilidad de N2 gaseoso en agua a 25º C y 0.78 atm de presión es de 5.3x10-4 M. Entonces la constante de la ley de Henry para el N2 en agua está dada por (5.3x10-4 moles/L)/0.78 atm=6.8x10-4 moles/L-atm. Si se duplica la presión parcial del N2, la ley de Henry predice que la solubilidad en agua también seduplicará a 1.06x10-3M.

Los embotelladores aprovechan el efecto de la presión sobre la solubilidad al producir bebidas carbonatadas como el champán, la cerveza y muchas bebidas gaseosas. Estos productos se embotellan bajo una presión de dióxido de carbono un poco mayor que 1 atm. Cuando las botellas se abren al aire, la presión parcial del CO2 sobre la solución se reduce, la solubilidad del CO2disminuye, y el CO2 se desprende de la solución como burbujas.

EFECTOS DE TEMPERATURA

La solubilidad de la mayor parte de los solutos sólidos en agua se incrementa al aumentar la temperatura de la solución. Por ello, podemos disolver más sacarosa, C12H22O11, en agua caliente que en agua fría, fenómeno que se aprovecha en la fabricación de gasolinas. En la figura 13.14 se muestra el efecto de latemperatura sobre la solubilidad de varias sustancias iónicas en agua. Observe que, en general, la solubilidad aumenta al incrementarse la temperatura. Sin embargo, hay unas cuantas excepciones a esta regla, como ilustra la curva para Ce2(SO4)3.

FIGURA 13.14
Solubilidades de varios sólidos iónicos en función de la temperatura.

A diferencia de los solutos sólidos, la solubilidad de los gases enagua disminuye al aumentar la temperatura (Fig. 13.15). Si calentamos un vaso de agua de la llave fría, se observarán burbujas de aire en el interior del vaso. De forma similar, las bebidas carbonatadas pierden CO2 si se les permite calentarse; al aumentar la temperatura de la solución, la solubilidad del CO2 disminuye y CO2 (g) escapa de la solución. La menor solubilidad del O2 en agua alaumentar la temperatura es uno de los efectos de la contaminación térmica de lagos y ríos. El efecto es particularmente grave en los lagos profundos porque el agua caliente es menos densa que el agua fría, y por ello tiende a permanecer sobre el agua fría, en la superficie. Esta situación impide la disolución del oxígeno en las capas más profundas y afecta la respiración de todos los organismos acuáticosque necesitan oxígeno. Los peces pueden asfixiarse y morir en estas circunstancias.

FIGURA 13.15
Solubilidades de varios gases en agua en función de la temperatura. Observe que las solubilidades se indican en milimoles por litro (mmol/L) para una presión total constante de 1 atm en la fase gaseosa.

13.5 PROPIEDADES COLIGATIVAS

Algunas propiedades físicas de las soluciones difierenmarcadamente de las del disolvente puro. Por ejemplo, el agua pura se congela a 0º C, pero las soluciones acuosas se congelan a temperaturas más bajas. Añadimos etilenglicol al agua del radiador de los automóviles como anticongelante, para bajar el punto de congelación de la solución. Esto también hace que el punto de ebullición de la solución se eleve por encima del agua pura, lo que permite elfuncionamiento del motor a temperaturas más altas. El abatimiento del punto de congelación y elevación del punto de ebullición son ejemplos de propiedades físicas de las soluciones que dependen de la cantidad (concentración) pero no del tipo de las partículas del soluto. Tales propiedades se denominan propiedades coligativas. (Coligativo significa “que depende de la colección”; las propiedadescoligativas dependen del efecto colectivo del número de partículas de soluto). Además del abatimiento del punto de fusión y la elevación del punto de ebullición, hay otras dos propiedades coligativas: la reducción de la presión de vapor y la presión osmótica.

ABATIMIENTO DE LA PRESIÓN DE VAPOR

El efecto de un soluto no volátil sobre la presión de vapor de un disolvente volátil se ilustra con un...