¿Es posible que un compuesto sea soluble en una mezcla de disolventes pero no los disolventes por separado?

Question

Hace unas semanas uno de mis amigos necesitaba utilizar aguarrás. Como buen químico pero ignorante al respecto investigué un poco al respecto. Encontré (al principio) en el Página de la trementina en la wikipedia francesa :

"La trementina es una mezcla de varias moléculas, en particular terpenos, ácidos y alcoholes. Este líquido es insoluble en agua, en alcohol absoluto y en éter, cependant es ligeramente soluble en una mezcla de mezcla de agua y alcohol.

Que traducido al español da,

"La trementina es una mezcla de diferentes moléculas, en particular terpenos, ácidos y alcoholes. Este líquido es insoluble en agua, el alcohol absoluto y el éter, pero es ligeramente soluble en una mezcla de agua-alcohol".

No he encontrado ninguna referencia al respecto. ¿Es realmente posible? Me suena particularmente extraño. Y, obviamente, si es posible, ¿cómo?

Answer 1

La respuesta corta es: sí, es posible. Por desgracia, la solubilidad es un fenómeno bastante complejo de explicar de forma sencilla. Empecemos con algunos ejemplos en los que la solubilidad es mayor en una mezcla binaria que en cualquiera de los disolventes por separado.

Para un ejemplo sólido-líquido-líquido: fenantreno-ciclohexano-diiodometano. [1]
Para un ejemplo líquido-líquido-líquido como el que preguntabas: trifluorometano-tetrafluorometano-etano a bajas temperaturas y altas presiones. [2]

En la Teoría de las disoluciones de Hildebrand, existe una cantidad llamada "presión interna", que es, a grandes rasgos, cuánto quieren romperse estos compuestos. En este modelo, suele ser algo así como la energía molar de vaporización dividida por el volumen molar. Si la presión interna del sólido está entre las presiones internas de los líquidos (como en este caso), el sólido es más soluble en la mezcla que en cualquiera de los dos por separado. Otra forma de plantear tu pregunta es sobre la separación de fases en mezclas ternarias. Puedes encontrar muchos ejemplos de líneas curvas en diagramas de fases ternarias que se deben a que la mezcla ternaria no es la suma de sus partes.

Cualitativamente, se podría imaginar que un disolvente disuelve bien unas partes de la molécula y mal otras y viceversa para el otro disolvente. Por lo tanto, juntos disuelven mejor que cada uno por separado.

1. Gordon, L. J.; Scott, R. L. J. Am. Chem. Soc. 1952, 74 (16), 4138-4140. DOI: 10.1021/ja01136a054
2. Paas, R.; Peter, K. H.; Schneider, G. M. J. Chem. Thermodyn. 1976, 8 (8), 741-747. DOI: 10.1016/0021-9614(76)90053-7