Disoluciones Químicas, Factores de Solubilidad y Unidades de Concentración
Clasificación de disoluciones por solubilidad
Al terminar vas a poder clasificar una disolución en insaturada, saturada o sobresaturada por lo que se observa, explicar cómo se consigue una sobresaturada, y decir por qué una sobresaturada cristaliza de golpe al menor movimiento.
La clasificación
Es según cuánto soluto hay disuelto respecto del máximo posible a esa temperatura, o sea respecto de la solubilidad.
Insaturada. Hay menos que el máximo. Si se agrega más soluto, se disuelve. No hay nada en el fondo.
Saturada. Hay justo el máximo. Lo que se agregue queda en el fondo sin disolverse. Es el caso en que se ve cuerpo de fondo.
Sobresaturada. Hay más que el máximo, en un equilibrio inestable. Todo está disuelto y a simple vista se parece a una insaturada, pero al menor golpe el exceso cristaliza de golpe.
Qué está pasando en una disolución saturada
La palabra «saturada» suena a quieta, y es todo lo contrario.
En una disolución saturada con cuerpo de fondo, el sólido no está parado: hay partículas que se están disolviendo y partículas disueltas que están volviendo a pegarse al sólido, todo el tiempo. Lo que pasa es que las dos velocidades son iguales, así que la cantidad disuelta no cambia.
Saturada no significa que no pase nada: significa que pasan dos cosas opuestas al mismo ritmo. Es un equilibrio dinámico.
Y eso explica el dato que se pregunta: si a una saturada con cuerpo de fondo le agregás más sólido, el nivel de disuelto no sube, porque ya está en equilibrio. Solo se agranda el montón del fondo.
Cómo se consigue una sobresaturada
No se consigue agregando más soluto y revolviendo fuerte: eso solo deja cuerpo de fondo. El procedimiento es otro, y hay que poder describirlo:
- Calentar el disolvente. Al subir la temperatura sube la solubilidad, así que admite más soluto.
- Disolver más soluto del que cabría en frío, aprovechando esa solubilidad más alta.
- Enfriar despacio y sin mover, con el recipiente limpio y tapado.
Al bajar la temperatura, la solubilidad baja y el soluto debería cristalizar… pero si no hay ninguna irregularidad donde empezar a formar el primer cristal, se queda disuelto de más. Ese es el estado sobresaturado.
Por qué es inestable, y por qué basta un golpe: para que empiece la cristalización hace falta un punto de partida —un cristalito, una mota de polvo, una rayadura del vidrio, una burbuja—. Con la disolución quieta y limpia no lo hay. En cuanto aparece uno, el resto se organiza sobre él en cadena, y el exceso cristaliza en segundos, muchas veces liberando calor.
El caso de todos los días: las compresas calientes instantáneas son una bolsa de acetato de sodio sobresaturado con un disquito metálico adentro. Al doblar el disquito se produce la primera irregularidad, todo cristaliza de golpe y la bolsa se calienta. Y se puede reusar: se hierve para volver a disolver todo y se deja enfriar quieta.
Cómo distinguirlas en la práctica
La prueba que resuelve cualquier caso: agregarle un cristalito de soluto.
| Se le agrega un cristal y… | La disolución era |
|---|---|
| se disuelve | insaturada |
| se queda ahí, sin disolverse | saturada |
| precipita todo el exceso de golpe | sobresaturada |
A simple vista, insaturada y sobresaturada se ven iguales —las dos transparentes, sin nada en el fondo—, y por eso la prueba del cristal es la que las separa. La saturada es la única que se reconoce de una mirada, por el cuerpo de fondo.
Ejemplos resueltos
1. A un vaso con agua se le agrega sal poco a poco. Al principio desaparece; después empieza a quedar en el fondo aunque se revuelva. ¿Qué pasó?
- Mientras se disolvía, estaba insaturada.
- Cuando lo agregado empezó a quedarse en el fondo, se llegó al máximo: quedó saturada.
- Lo del fondo es el cuerpo de fondo, y no se disuelve por más que se revuelva: revolver cambia la velocidad, no el tope.
2. Una disolución transparente, sin nada en el fondo, precipita de golpe al dejarle caer un cristalito. ¿Qué era?
Sobresaturada. Una insaturada habría disuelto el cristal; una saturada lo habría dejado intacto.
3. La solubilidad de una sal es 36 g/100 g de agua a 20 °C. Se tienen 20 g disueltos en 100 g de agua a esa temperatura. ¿Cómo está la disolución?
Insaturada: 20 es menos que 36, así que todavía admite 16 g más.
4. Se disuelven 110 g de KNO₃ en 100 g de agua a 60 °C y se enfría con cuidado hasta 20 °C, donde la solubilidad es 32 g. Si nada cristalizó, ¿cómo quedó?
Sobresaturada, con 78 g disueltos de más. Y muy inestable: cualquier vibración los hará caer.
Los errores que más se cobran
- Creer que una saturada está quieta. Es un equilibrio dinámico: se disuelve y se recristaliza al mismo ritmo.
- Pensar que revolviendo más se disuelve más. Revolver cambia la velocidad, no la solubilidad.
- Creer que la sobresaturada se hace agregando más soluto. Se hace calentando, disolviendo de más y enfriando sin mover.
- Confundir insaturada con sobresaturada por el aspecto. Se ven iguales: hay que hacer la prueba del cristal.
- Olvidar la temperatura. La misma disolución puede ser insaturada en caliente y sobresaturada en frío.
- Decir que el cuerpo de fondo «no se disolvió porque faltó revolver». No se disolvió porque ya se llegó al tope.
Clave de análisis
La clasificación compara cuánto soluto hay disuelto contra el máximo que admite esa temperatura: menos es insaturada, justo es saturada, más es sobresaturada. Lo que conviene entender y no memorizar son dos cosas. Primera: saturada no es quieta — es un equilibrio dinámico donde se disuelve y se recristaliza al mismo ritmo, y por eso agregar más sólido no sube el nivel de disuelto. Segunda: la sobresaturada no se consigue agregando de más sino calentando, disolviendo de más y enfriando despacio y sin mover, y es inestable porque a la cristalización le falta un punto de partida: en cuanto aparece uno, todo el exceso precipita en cadena. Y si te dan un caso ambiguo, la prueba que decide es dejar caer un cristalito y ver si se disuelve, se queda o desata la precipitación.