En química, se llama soluciones saturadas a las mezclas en las que ya hay la cantidad máxima de soluto que se puede disolver.
Son homogéneas, así que se ven como si el soluto y el disolvente juntos fueran una sola sustancia. Si se les agrega un poco más de soluto, este empezará a poder verse ya sea suspendido en la solución o depositándose en el fondo del recipiente. Cuando esto pasa, deja de ser una mezcla homogénea, y ya se ven dos fases.
Para fines prácticos de la química, se pone más atención a las soluciones acuosas, que son las mezclas de agua con una sustancia que se disuelve en ella. Sus propiedades son objeto de estudio y ayudan a recolectar información para aplicar en el trabajo de laboratorio.
En las soluciones acuosas, el agua siempre participa como el disolvente y los solutos pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos. Cada soluto es diferente, y será capaz de mezclarse con el agua en cierta medida.
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Solubilidad y saturación
Se puede saber qué tanto soluto puede sostener el agua por medio de una propiedad importante, llamada solubilidad. La solubilidad es la cantidad máxima de soluto que se puede mezclar con un disolvente. Su valor para cierto soluto puede tomarse de tablas en libros de Química analítica, o también puede medirse agregando soluto al agua paulatinamente, hasta observar que se empiece a quedar suspendido o precipitarse.
En ese punto, donde ya se ha agregado el máximo soluto, se dice que se ha alcanzado la saturación. Esta es la característica de las soluciones en la que siguen siendo homogéneas, pero ya no pueden sostener más soluto. Si se les agrega un poco más, ya empieza a apreciarse el soluto y tendremos una solución sobresaturada. Los sólidos y los líquidos son los solutos que llegan más rápido a la saturación, mientras que los gases pueden seguir agregándose sin llegar a la saturación todavía.
Las solubilidades de cada estado de la materia se explican más a detalle:
- Los sólidos son más solubles si se presentan en partículas finas. Mientras más finas, mejor. Estas se pueden incorporar más fácil entre las moléculas de agua. Se llega a la saturación cuando empiezan a verse adheridas a las paredes del recipiente o como un asiento en el fondo de este.
- Los líquidos son más solubles en el agua si son químicamente más parecidos al agua. Por ejemplo, el aceite, que está formado por ácidos orgánicos de cadena larga, se disuelve muy poco o nada en el agua. Por otro lado, el alcohol etílico sí se asemeja al agua por lo que se puede mezclar con ella en muchas proporciones.
- Los gases tienen sus partículas tan dispersas que fácilmente pueden intercalarse con las del agua y tener una solubilidad muy alta. El agua carbonatada, por ejemplo, es una solución del gas dióxido de carbono en agua, a la que todavía se le puede añadir más gas.
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Las soluciones saturadas y las condiciones
Se puede hacer que una solución saturada reciba más soluto y se mantenga homogénea, es decir, siga saturada. Esto es posible cambiando una variable, ya sea la temperatura (T) o la presión (P). Todas las posibilidades se explican en los siguientes puntos:
- Si se aumenta la temperatura: las partículas de soluto y de agua adquieren más energía cinética. Por tanto,se mueven más y dejan espacio libre para incorporarse más entre ellas. Se puede agregar más soluto y alcanzar un nuevo punto de saturación.
- Si se disminuye la temperatura: las partículas de soluto y de agua pierden movimiento, se encontrarán más quietas, por lo que no habrá oportunidad de agregar más soluto. Incluso, de lo poco que se mueven, podrá haber soluto que se precipite. El punto de saturación habrá bajado.
- Si se aumenta la presión: se forzará a las partículas de soluto y de agua a juntarse más, por lo que será imposible agregar más soluto. Talvez se podrá ver que una parte del soluto se precipita al no caber en esa compresión.
- Si se disminuye la presión: se dejarán más libres las partículas de soluto y de agua, dándoles la oportunidad de recibir más soluto. El punto de saturación se aumenta.
20 ejemplos de soluciones saturadas
- Una solución saturada de clorato de potasio KClO3 a 0°C contiene 3.4g de KClO3 por cada 100g de agua: S0°C = 3.4g KClO3 / 100g H2O.
- Una solución saturada de clorato de potasio KClO3 a 20°C contiene 7.4g de KClO3 por cada 100g de agua: S20°C = 7.4g KClO3 / 100g H2O.
- Una solución saturada de clorato de potasio KClO3 a 40°C contiene 14g de KClO3 por cada 100g de agua: S40°C = 14g KClO3 / 100g H2O.
- Una solución saturada de clorato de potasio KClO3 a 60°C contiene 24.5g de KClO3 por cada 100g de agua: S60°C = 24.5g KClO3 / 100g H2O.
- Una solución saturada de clorato de potasio KClO3 a 80°C contiene 38.5g de KClO3 por cada 100g de agua: S80°C = 38.5g KClO3 / 100g H2O.
- Una solución saturada de cloruro de amonio NH4Cl a 0°C contiene 29.4g de NH4Cl por cada 100g de agua: S0°C = 29.4g NH4Cl / 100g H2O.
- Una solución saturada de cloruro de amonio NH4Cl a 20°C contiene 37.2g de NH4Cl por cada 100g de agua: S20°C = 37.2g NH4Cl / 100g H2O.
- Una solución saturada de cloruro de amonio NH4Cl a 40°C contiene 40.6g de NH4Cl por cada 100g de agua: S40°C = 40.6g NH4Cl / 100g H2O.
- Una solución saturada de cloruro de amonio NH4Cl a 60°C contiene 49.1g de NH4Cl por cada 100g de agua: S60°C = 49.1g NH4Cl / 100g H2O.
- Una solución saturada de cloruro de amonio NH4Cl a 80°C contiene 48.2g de NH4Cl por cada 100g de agua: S80°C = 48.2g NH4Cl / 100g H2O.
- Una solución saturada de cloruro de sodio NaCl a 0°C contiene 35.7g de NaCl por cada 100g de agua: S0°C = 35.7g de NaCl / 100g H2O.
- Una solución saturada de cloruro de sodio NaCl a 20°C contiene 36g de NaCl por cada 100g de agua: S20°C = 36g de NaCl / 100g H2O.
- Una solución saturada de cloruro de sodio NaCl a 40°C contiene 36.6g de NaCl por cada 100g de agua: S40°C = 36.6g de NaCl / 100g H2O.
- Una solución saturada de cloruro de sodio NaCl a 60°C contiene 37.3g de NaCl por cada 100g de agua: S60°C = 37.3g de NaCl / 100g H2O.
- Una solución saturada de cloruro de sodio NaCl a 80°C contiene 38.4g de NaCl por cada 100g de agua: S80°C = 38.4g de NaCl / 100g H2O.
- Una solución saturada de sulfato de sodio Na2SO4 a 0°C contiene 5g de Na2SO4 por cada 100g de agua: S = 5g Na2SO4 / 100g H2O.
- Una solución saturada de sulfato de sodio Na2SO4 a 20°C contiene 19.4g de Na2SO4 por cada 100g de agua: S = 19.4g Na2SO4 / 100g H2O.
- Una solución saturada de sulfato de sodio Na2SO4 a 40°C contiene 48.8g de Na2SO4 por cada 100g de agua: S = 48.8g Na2SO4 / 100g H2O.
- Una solución saturada de sulfato de sodio Na2SO4 a 60°C contiene 45.3g de Na2SO4 por cada 100g de agua: S = 45.3g Na2SO4 / 100g H2O.
- Una solución saturada de sulfato de sodio Na2SO4 a 80°C contiene 43.7g de Na2SO4 por cada 100g de agua: S = 43.7g Na2SO4 / 100g H2O.