[Ej. Solubilidad crítica de un sólido en función de la temperatura]
La solubilidad del
alumbre, KAl(SO₄)₂ • 12 H₂O, en agua es de 44 g por 100 g de agua a 50 °C. Se
forma una solución de alumbre en agua a 80 °C disolviendo 130 g en 100 g de
agua. Cuando esta solución se enfría lentamente a 50 °C, no se forma
precipitado.
(a) ¿Está la solución enfriada a 50 °C insaturada, saturada
o sobresaturada?
(b) Tomas una espátula metálica y rascas el lado del
recipiente de vidrio que contiene esta solución enfriada, y comienzan a
aparecer cristales. ¿Qué acaba de
ocurrir?
(c) En equilibrio, ¿qué masa de cristales esperas que se
forme?
Etapa analítica
Usaremos la forma [1]
y [2] de [Teo.
Solubilidad crítica y máxima].
Etapa Numérica por factor de conversión+
(a) ¿Está la solución enfriada a 50 °C insaturada, saturada
o sobresaturada?
Dado
que el signo del resultado es positivo, se concluye que, desde el punto
de vista estequiométrico, la reacción predice la formación de un precipitado
excedente respecto a la capacidad de la disolución. En condiciones normales
de equilibrio, esto correspondería a una disolución sobresaturada, en la
que el exceso de soluto debería separarse como sólido. Sin embargo, el hecho
experimental de que no se observe la formación de precipitado indica que
el sistema no ha alcanzado aún ese equilibrio y se encuentra en un estado de supersaturación:
una disolución homogénea pero metaestable, que contiene más soluto del
permitido por la solubilidad de equilibrio y que permanece sin cristalizar
hasta que un evento perturbador —como una vibración, una impureza o una semilla
cristalina— desencadena la precipitación.
(b) Tomas una espátula metálica y rascas el lado del
recipiente de vidrio que contiene esta solución enfriada, y comienzan a
aparecer cristales. ¿Qué acaba de
ocurrir?
Comienza a formarse el precipitado predico por el cálculo de
nivel de saturación.
(c) En equilibrio, ¿qué masa de cristales esperas que se
forme?
86 gramos.
Etapa Numérica por teoremas
(a) ¿Está la solución
enfriada a 50 °C insaturada, saturada o sobresaturada?
Dado que el signo del resultado es positivo, se
concluye que, desde el punto de vista estequiométrico, la reacción predice la formación
de un precipitado excedente respecto a la capacidad de la disolución. En
condiciones normales de equilibrio, esto correspondería a una disolución
sobresaturada, en la que el exceso de soluto debería separarse como sólido.
Sin embargo, el hecho experimental de que no se observe la formación de
precipitado indica que el sistema no ha alcanzado aún ese equilibrio y se
encuentra en un estado de supersaturación: una disolución homogénea pero
metaestable, que contiene más soluto del permitido por la solubilidad de
equilibrio y que permanece sin cristalizar hasta que un evento perturbador
—como una vibración, una impureza o una semilla cristalina— desencadena la
precipitación.
(b) Tomas una espátula metálica y rascas el lado del
recipiente de vidrio que contiene esta solución enfriada, y comienzan a
aparecer cristales. ¿Qué acaba de
ocurrir?
Comienza a formarse el precipitado predico por el cálculo de
nivel de saturación.
(c) En equilibrio, ¿qué masa de cristales esperas que se
forme?
53 gramos.
Referencias
Ver [Ej.
Solubilidad crítica de un sólido en función de la temperatura]
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