El agua como medio de

El agua como medio de
INSTITUTO TABANCURA
SUBSECTOR: QUÍMICA
PROFESOR: MIGUEL ÁNGEL OVIEDO C.
1° NIVEL .GUÍA DE ESTUDIO COMPLEMENTARIA N°2 . PRUEBA FINAL 2°
SEMESTRE
El agua como medio de reacción
En la parte de la química que se conoce como química inorgánica, invariablemente
cuando se va a investigar las propiedades de cualquier sustancia se escoge como
disolvente al agua, debido a su notable capacidad para disolver electrolitos
(compuestos que al entrar en solución producen iones). Además de que muchos de los
procesos de la química inorgánica serían muy lentos o prácticamente imposibles de que
ocurran sin la presencia del agua, ya sea como reactivo o como disolvente. Mucho de
esto hace que el estudio de los conocimientos de su química sea de gran importancia
para los químicos y debieran de serlo para la mayoría de la gente para tomar
conciencia de muchas de sus acciones.
El nitrato de plata con el cloruro de sodio no reaccionan porque son sólidos y no
quedan en contacto suficiente, pero en solución sí reaccionan porque el agua
favorece las condiciones para que ocurra la reacción y se forme el cloruro de
plata, que precipita porque es prácticamente insoluble en agua y el nitrato de
sodio que queda en solución, lo que se puede representar mediante la ecuación
química:
AgNO3(ac)+NaCl(ac)--->AgCl(s)+NaNO3(ac)
Hay otros casos en donde no ocurre la reacción química en presencia del
agua, como el del trimetilestanato de sodio y el cloruro de etilo, donde el
trimetilestanato de sodio es hidrolizado por el agua y el cloruro de etilo es
prácticamente insoluble en agua y precipita. Pero puede llevarse a cabo
utilizando el amoníaco líquido como solvente, ya que disuelve a todos los
componentes menos al cloruro de sodio, y se representa mediante la ecuación
química siguiente:
(CH3)3-SnNa + CH3-CH2-Cl ---> (CH3)3SnCH2-CH3 + NaCl(s)
El cloruro de sodio precipita porque es insoluble en el amoníaco y el
trimetilestanato de etilo se puede separar del solvente porque no se presenta
la amonolisis.
PROCESO DE SOLUBILIDAD
El agua es un solvente de gran cantidad de sales inorgánicas, de compuestos
orgánicos y de gases. Es la fase dispersante en el estado coloidal de la célula y
la fase dispersa la forman las proteínas solubles en agua.
No se conoce a la fecha otro compuesto como el agua que posea estas
propiedades
a
la
vez.
Cuando se disuelve un sólido o un líquido las unidades estructurales (iones o
moléculas) se separan una de otra y el espacio entre ellas es ocupado por una
molécula del solvente. Durante el proceso es necesario suministrar energía
para vencer las fuerzas interiónicas o intermoleculares, la que es aportada por
la formación de uniones entre partículas del soluto y moléculas del solvente.
Solamente el agua y solventes muy polares pueden disolver en cantidad
apreciable compuestos iónicos, que debido a las atracciones electrostáticas
forman enlaces ion-dipolo, los cuales aportan energía suficiente para vencer las
fuerzas interiónicas en el cristal. En el proceso de disolución cada ion es
rodeado por muchas moléculas del solvente (solvatación). Además un solvente
para que pueda disolver a los compuestos iónicos necesita tener una constante
dieléctrica muy grande, es decir, que debe tener propiedades muy aislantes
para disminuir la atracción entre los iones de carga opuesta una vez que se
encuentren solvatados.
El agua es un solvente muy importante de compuestos iónicos debido a su
polaridad, a su elevada constante dieléctrica y a que su grupo -OH le permite
formar puentes de hidrógeno. Es capaz de solvatar tanto cationes (iones con
carga positiva) en su polo negativo (esencialmente sus electrones no
compartidos) como aniones (iones con carga negativa) por medio de puentes de
hidrógeno.
Cuando se quiere preparar una solución, es obvio que en general se busca un
solvente apropiado a la naturaleza del soluto y al efecto de la temperatura
sobre la solubilidad del soluto, y los demás factores que tienden a complicar al
fenómeno de disolución como la solvolisis en la que las moléculas del soluto
separan a las moléculas del solvente, que complican aún más la selección del
solvente (solvolisis, con el agua es hidrólisis; con el amoníaco es amonolisis).
El término solubilidad se utiliza tanto para designar al fenómeno cualitativo
del proceso de disolución como para expresar cuantitavivamente la
concentración de las soluciones. La solubilidad de una sustancia depende de la
naturaleza del disolvente y del soluto, así como de la temperatura y la presión
del sistema, es decir, de la tendencia del sistema a alcanzar el valor máximo de
entropía.
Al proceso de interacción entre las moléculas del disolvente y las partículas
del soluto para formar agregados se le llama solvatación y si el solvente es
agua, hidratación.
NATURALEZA DEL SOLVENTE. La solubilidad de una sustancia es mayor
cuando las moléculas del soluto son semejantes eléctrica y estructuralmente a
las del solvente. Por eso se dice que “lo semejante disuelve a lo semejante”. Si
existe semejanza entre las propiedades eléctricas (momento dipolar grande)
entre el soluto y el solvente, las atracciones entre sus moléculas son fuertes y
en caso contrario son débiles. Por eso un compuesto polar como el agua es un
buen solvente de otro también polar como el alcohol, y mal solvente de una
sustancia no polar como la gasolina. El benceno es un buen solvente de la
gasolina
porque
es
una
molécula
no
polar.
En general, los solventes polares disuelven mejor a los compuestos iónicos
que los solventes no polares. Por lo que, cuanto mayor sea la polaridad del
disolvente mayor será la solubilidad en él de un compuesto iónico.
TEMPERATURA. El efecto de la temperatura sobre la solubilidad de sólidos,
líquidos y gases no tiene una regla general. Entre los gases la solubilidad es muy
grande, sin embargo, la solubilidad de los gases en el agua suele disminuir al
aumentar la temperatura de la solución, pero en solventes distintos del agua la
solubilidad de los gases no disminuye con el aumento de la temperatura.
La solubilidad de sólidos y líquidos tampoco sigue una regla general, por
ejemplo, a medida que aumenta la temperatura el carbonato de litio (Li2CO3) es
menos soluble en agua, el nitrato de plata (AgNO3) es más soluble y en el
cloruro
de
sodio
casi
no
cambia.
La variación de la solubilidad con la temperatura está relacionada con el
calor de solución de cada sustancia y con el principio de Le Chatelier o sea con
el calor desprendido o absorbido cuando la sustancia se disuelve hasta
saturación. Si el proceso de disolución libera calor entonces el aumento de
temperatura no favorece la disolución y sí cuando lo absorbe (calor negativo).
PRESIÓN. El efecto sobre la solubilidad en sólidos y líquidos prácticamente no
influye, sin embargo, la solubilidad de todos los gases aumenta con el
incremento de presión del sistema. Un ejemplo son las bebidas gaseosas
embotelladas.
A.-En relación al texto anterior Ud. deberá responder en no más de
CINCO LINEAS (5), al reverso de este documento.
1.- ¿QUE ES EL PROCESO DE SOLVATACIÒN?
2.- ¿QUE ES COMO PROCESO DE SOLUBILIDAD?
3.- ¿CUAL
QUIMICO?
ES
LA
IMPORTANCIA
DEL
AGUA
COMO
SOLVENTE
4.- DESCRIBA EL AGUA COMO MEDIO DE REACCIÓN QUIMICA
5.- ¿CUAL ES EL EFECTO DE LA TEMPERATURA EN LA SOLUBILIDAD?
6.- DESCRIBA EL EFECTO DE LA PRESIÓN EN LA SOLUBILIDAD
B.-DEL TRABAJO POR UD REALIZADO, RESPONDA LO SIGUIENTE
1.- FUENTE BIBLIOGRAFICA UTILIZADA
2.- EJEMPLO POR UD SEÑALADO DE SOLVATACIÓN
3.- EJEMPLO POR UD SEÑALADO DE HIDRATACIÓN
(UTILICE EN ESTA PARTE ANTECEDENTES RELACIONADOS CON SU
TRABAJO DE INVESTIGACIÓN, POR FAVOR SEA BREVE Y PRECISO)
MAO/mao