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Solubilidad de los compuestos en agua

¿Por qué $\ce{NaCl}$ más soluble en agua que $\ce{NaOH}$ ? Bien, esta es una pregunta de Equilibrio Químico y la pregunta insinúa una explicación en términos del principio de Le Chatelier.

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Rob Wells Puntos 361

No lo es. $\ce{NaOH}$ es más soluble ( $>100~\mathrm{g}/100~\mathrm{ml}$ ) entonces $\ce{NaCl}$ ( $<30 ~\mathrm{g}/100~\mathrm{ml}$ ). $\ce{NaOH}$ cuando se disuelve produce $\ce{OH^-}$ anión, que tiene un tamaño relativamente pequeño y forma muy bien enlaces de hidrógeno específicos (en los que se une a hidrógenos con carga positiva relativamente pequeños). En los sólidos $\ce{NaOH}$ tiene que formar enlaces de hidrógeno con bastante $\ce{Na^+}$ cación.

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Elijah Puntos 222

Las moléculas de agua se mueven alrededor del $\ce{Na}$ y $\ce{Cl}$ y romper la sal en iones. La polaridad de la molécula de agua lo permite, ya que el oxígeno, más negativo, es atraído por los iones positivos de Na y el hidrógeno, más positivo, por los iones negativos de cloro. En el caso del NaOH, supongo que el enlace entre $\ce{Na+}$ y $\ce{OH-}$ es más fuerte que la unión en $\ce{NaCl}$ . También no veo un caso para el uso de un equilibrio en este caso porque $\ce{NaOH}$ se disocia casi completamente en sus iones $\ce{Na+~~ OH-}$ .

-4voto

Flatlineato Puntos 226

El agua pura, pH 7, tiene una concentración de aproximadamente 0,1 ppm (100 ppb) de cationes hidrógeno (protones), en forma de hidronio ( $\ce{H3O+}$ ). Se trata de un estado natural de equilibrio; la solución no quiere ni más ni menos protones (si los quisiera, los tomaría o los cedería, por lo que no sería "neutra"; es un poco circular, pero es una propiedad fundamental del agua).

Hidróxido de sodio, $\ce{NaOH}$ es una base fuerte; es un "aceptor de protones", que desea desesperadamente compartir uno de sus pares solitarios con un catión hidrógeno. El sodio, que cedió el electrón de valencia al hidróxido, no quiere recuperarlo, por lo que el hidróxido es el propietario efectivo del electrón. Pero el hidróxido no es extremadamente electronegativo, como por ejemplo los halógenos; no quiere poseer el electrón por completo y prefiere compartirlo.

Los átomos de hidrógeno, por su parte, o quieren dos electrones o ninguno, y no se andan con remilgos; de nuevo, esto lleva a una situación en la que el hidrógeno preferiría compartir. El hidrógeno es la definición de libro de texto de un elemento neutro en términos de electronegatividad, y debido a esto formará fácilmente compuestos iónicos con elementos en los extremos, o compuestos covalentes con elementos más cercanos al centro. Esto hace que las combinaciones de hidrógeno y halógenos sean muy ácidas, porque el hidrógeno quiere alejarse del halógeno ávido de electrones y formar un enlace covalente más estable e igual; el compuesto se convierte en un "donante de protones".

Introduzca $\ce{NaOH}$ al agua, y el ion hidróxido mostrará su afinidad por los protones del hidronio. El agua, sin embargo, estaba en equilibrio, por lo que la eliminación de los cationes para formar nuevas moléculas de agua, y la consiguiente liberación de iones de sodio no apareados, perturba este equilibrio. Según el principio de Le Chatelier, esta alteración se resiste con una reacción opuesta (en este caso, la recreación de hidróxido de sodio a partir del sodio que desprotoniza el agua para formar más hidróxido, liberando o volviendo a liberar cationes de hidrógeno). Debido a esta relación de amor-odio entre todos los iones componentes, la disociación de $\ce{NaOH}$ en el agua se resiste, pero debido a la altísima solubilidad de los elementos del Grupo I, incluido el sodio, acaba ocurriendo.

Sin embargo, el cloruro sódico es una sal. Es, literalmente, el subproducto de la unión de un ácido y una base para formar agua. Los iones cloro y sodio, abandonados por sus respectivos protón e hidróxido cuando estos dos formaron la molécula de agua covalente polar, mucho más estable, forman entre ellos un matrimonio de conveniencia. El sodio, que carece del electrón que el hidróxido comparte ahora con el protón de la molécula de agua, se siente atraído por el cloro, que como ácido había despojado a un hidrógeno de su electrón para formar un protón. El cloro está muy contento de "poseer" el electrón extra que produce esta diferencia de carga, el sodio está igualmente contento de deshacerse de él, y como tal, no hay "choque" en el sistema en el que los componentes introducidos intenten hacer algo que rompa el equilibrio del agua. Por lo tanto, no hay resistencia a la tendencia natural de las moléculas polares de agua a disociar los iones de sodio y cloruro (lo que ocurre fácilmente, porque el sodio y el cloruro son tan opuestos en términos de afinidad electrónica que sólo su diferencia de carga los mantiene unidos, por lo que cualquier otra diferencia de carga, incluso parcial, puede separarlos).

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