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EQUILIBRIO EN SOLUCIONES

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Daniela Morantes

on 27 October 2016

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EQUILIBRIO EN SOLUCIONES
EQUILIBRIO QUÍMICO
Cuando el equilibrio químico se establece en una fase (una mezcla de gases, una solución líquida, etc.), entonces se tiene un equilibrio homogéneo. Cuando el equilibrio consta de más de una fase (gas y sólido, o líquido y sólido), se dice entonces que el equilibrio es heterogéneo. Una solución sobresaturada en equilibrio con el soluto sin disolver es un ejemplo típico de equilibrio heterogéneo. Para que haya equilibrio entre una sustancia sólida y su solución, ésta debe estar saturada y en contacto con el sólido no disuelto. Los compuestos iónicos que forman soluciones acuosas, pueden clasificarse por su conductividad en electrolitos fuertes (completamente disociados), y débiles (poco solubles).

EQUILIBRIO IÓNICO
Es un tipo especial de equilibrio químico, caracterizado por la presencia de especies químicas en solución acuosa, las cuales producen iones.
Las especies que producen en solución cargas son denominadas; electrolitos.
Un electrolito es cualquier especie de ion que permite la conducción de la corriente eléctrica.

EQUILIBRIO EN SOLUCIONES ACUOSAS
Se habla de una disolución acuosa siempre que el disolvente (o el disolvente mayoritario, en el caso de una mezcla de disolventes) es agua. El agua como disolvente es muy polar y forma puentes de hidrógeno muy fuertes.
Las disoluciones acuosas tienen una gran importancia en la biología, desde los laboratorios de ciencia básica hasta la química de la vida, pasando por la química industrial.
El equilibrio químico es el estado alcanzado en una reacción reversible en que la velocidad de la reacción a la derecha, es igual a la velocidad de la reacción a la izquierda.



ÁCIDOS FUERTES
A comparación de la fuerza de un ácido con la de otros ácidos, puede determinarse sin la utilización de cálculos de pH mediante la observación de las siguientes características:

Electronegatividad: A mayor EN de una base conjugada en el mismo periodo, más acidez.
Radio atómico: Cuando aumenta el radio atómico, la acidez también aumenta. Por ejemplo, el HCl y el HI, son ambos ácidos fuertes, ionizados al 100 % en agua para dar sus respectivos constituyentes iónicos. Sin embargo, el HI es más fuerte que el HCl. Esto es debido a que el radio atómico de un átomo de yodo es mucho mayor que el de un átomo de cloro. Como resultado, la carga negativa sobre el anión I- se dispersa en una nube de electrones más grande y su atracción por el protón H+ no es tan fuerte como la misma atracción en el HCl. Por tanto, el HI es ionizado (desprotonado) más fácilmente.
Carga: Cuanto más positivamente está cargada una especie es más ácida (las moléculas neutras pueden ser despojadas de protones más fácilmente que los aniones, y los cationes son más ácidos que moléculas comparables).

EQUILIBRIOS DE SOLUBILIDAD
Éste es el caso que vas a ver en este tema, en el que analizarás la solubilidad de compuestos iónicos poco solubles, por un lado, y la formación de precipitados de compuestos iónicos poco solubles, por otro.

Los equilibrios de solubilidad tienen gran importancia en Química. Permiten resolver problemas como la recuperación de sustancias muy caras que están en disolución, como el ion Ag+, o la detección y eliminación de las disoluciones de iones tóxicos para los organismos vivos. Otros procesos relacionados con equilibrios de solubilidad son la formación de cavernas de piedra caliza, el ablandamiento del agua dura, la formación de cálculos renales o las caries dentales, como verás en este tema.

En la imagen puedes ver precipitados de colores característicos en tubos de ensayo: blancos, grises, azules, negros o rojizos. Estos colores permiten identificar los iones que había en disolución; por ejemplo, el precipitado azulado del tubo 4 será muy probablemente hidróxido de cobre(II), que tiene ese color.
SUSTANCIAS POCO SOLUBLES O MUY SOLUBLES
Solamente vas a tener en cuenta la solubilidad de sales, hidróxidos y óxidos poco solubles. En todos los casos, se trata de compuestos iónicos, cuyo mecanismo de disolución en agua ya has visto al estudiar las propiedades de las sustancias.
Una sustancia se considera soluble si se puede preparar una disolución a 25 ºC con una concentración mayor de 0,1 mol/L sin que aparezca precipitado; es poco soluble si su concentración en disolución está entre 10-3 y 0,1 mol/L , y se considera muy poco soluble (o insoluble, aunque realmente todas las sustancias se disuelven algo) si su concentración en disolución es menor de 10-3 mol/L.

Es interesante tener una idea sobre la solubilidad de las sustancias con vistas a disponer de reactivos solubles en el laboratorio. Por ejemplo, si nos interesa poder preparar disoluciones de iones cloruro (Cl-), lo más sencillo es disponer de cloruro de sodio (NaCl), muy soluble y barato. En la tabla puedes ver la solubilidad de algunas sustancias.

Una reacción reversible es aquella en que los productos de la reacción interactúan entre sí y forman nuevamente los reaccionantes.
EQUILIBRIO DE SOLUBILIDAD
Equilibrio de solubilidad es cualquier tipo de relación de equilibrio químico entre los estados sólido y disuelto de un compuesto en la saturación.

Los equilibrios de solubilidad implican la aplicación de los principios químicos y las constantes para predecir la solubilidad de sustancias en condiciones específicas (porque la solubilidad es sensible a las condiciones, mientras que las constantes lo son menos).

La sustancia que se disuelve puede ser un sólido orgánico como el azúcar o un sólido iónico como la sal de mesa. La principal diferencia es que los sólidos iónicos se disocian en sus iones constituyentes, cuando se disuelven en agua. La mayor parte de las veces, el agua es el disolvente de interés, aunque los mismos principios básicos son aplicables a cualquier disolvente.


Angélica Carreño
Daniela Morantes
Kerly Camero

EQUILIBRIO IÓNICO DEL AGUA
Aunque se dice que el agua pura es una sustancia no conductora de la electricidad, en realidad tiene una conductividad muy pequeña, que puede medirse con aparatos muy sensibles. Esta conductividad indica que en agua pura deben existir iones, pero en concentraciones muy pequeñas. Esto significa que el agua debe estar disociada en la forma que se ve en la imagen, proceso conocido como auto ionización del agua:

ELECTROQUÍMICA
Es una rama de la química que estudia la transformación entre la energía eléctrica y la energía química. En otras palabras, las reacciones químicas que se dan en la interfaz de un conductor eléctrico (llamado electrodo, que puede ser un metal o un semiconductor) y un conductor iónico que también es muy importante en el mundo (el electrolito) pudiendo ser una disolución y en algunos casos especiales, un sólido. En general, la electroquímica se encarga de estudiar las situaciones donde se dan reacciones de oxidación y reducción encontrándose separadas, físicamente o temporalmente, se encuentran en un entorno conectado a un circuito eléctrico.

SALES SOLUBLES
Los efectos destructivos de la acción de las sales solubles dependen de:
La naturaleza de la sal.
Las condiciones de humedad y temperatura (microclima de la zona), ya que estos determinan el número de ciclos.
El sistema poroso de la roca, el tamaño de sus poros y conductos.

El grupo de las sales solubles que podemos encontrar en las obras de arte es muy numeroso, contando con:
Cloruros.
Carbonatos.
Sulfatos.
Fosfatos.
Oxalatos.

El origen de estas sales es muy diverso:
Descomposición de los materiales que forman parte de la obra.
Productos secundarios de tratamientos y limpieza.
Aguas del subsuelo ricas en sales.
Aguas de mar.
Aerosoles salinos.
Aguas de amasado.
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