Cuando se dice de una sustancia que es soluble en un solvente es porque se dispersa, disuelve o distribuye en este último, para formar una mezcla homogénea o solución. Se revisará la solubilidad de los compuestos inorgánicos en agua.
Existe un criterio de solubilidad que es: Si una sustancia se disuelve 3 o más gramos por cada 100 g de solvente (agua), se clasifica como soluble. En otro caso se dice que es insoluble. Para el agua se toman como referencia 100 mL de agua o solvente, porque la densidad es aproximadamente 1 g / 1 mL.
Soluble ≥ 3 g soluto /100 g de solvente
Los compuestos iónicos inorgánicos, formados por metal y no metal (es), además de los ácidos comunes, cuando se solubilizan en agua se disocian en iones. Los compuestos moleculares no se disocian en iones en agua, o lo hacen parcialmente.
Por ejemplo el NaOH es soluble en agua. Entonces en agua quedan las siguientes especies:
NaOH(s) + H2O(l) → Na+(ac) + OH-(ac)
Realmente se encuentran en solución los iones Na+(ac) y OH-(ac). Por comodidad escribimos estas especies como NaOH(ac), pero debemos tener en cuenta que el NaOH está disociado en iones por ser compuesto iónico y soluble en agua. Cuando se revise el tema de soluciones se explicará esto con más detalle.
Toda sustancia inorgánica que se solubilice en agua se disocia en iones, excepto el acetato de plomo (II) Pb(CH3COO)2. Para este compuesto la ecuación de solubilización queda:
Pb(CH3COO)2(s) + H2O(l) → Pb(CH3COO)2(ac)
En las siguientes tablas se presentan las reglas de solubilidad para los compuestos solubles en agua y las excepciones.
Compuestos solubles | Ion o compuestos | Excepciones |
Contienen metales del grupo IA e ion amonio | Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+ y Fr+; NH4+ (ion amonio) | Ninguno |
Ácidos binarios y ternarios comunes | HCl, HBr, HF, HI, H2SO4, H3PO4, HNO3, H2S, H2CO3 | Ninguno |
Ácidos orgánicos de bajo peso molecular | HCOOH, CH3COOH, CH3CH2COOH y CH3CH2CH2COOH | Los demás ácidos orgánicos (R-COOH) |
Nitratos | NO3- | Ninguno |
Acetatos, cloratos y percloratos | CH3COO-, ClO3-, ClO4-, respectivamente | Ninguno |
Cloruros | Cl- | AgCl2, PbCl2 y Hg2Cl2 |
Bromuros y yoduros | Br- y I- | AgBr2, PbBr2 y Hg2Br2 AgI2, PbI2 y Hg2I2 |
Cianuros y tiocianatos | CN- y SCN- | Ag(CN)2, Pb(CN)2, Hg2(CN)2 Ag(SCN)2, Pb(SCN)2 y Hg2(SCN)2 |
Sulfatos | SO42- | PbSO4, BaSO4 y HgSO4 Ligeramente sol. CaSO4 y Ag2SO4 |
Todos estos compuestos son solubles en agua excepto los que aparecen en la última columna. Por ejemplo el NaCl, cloruro de sodio o sal común, si se coloca en agua se solubiliza, esto de acuerdo con la solubilidad de los compuestos del grupo IA y los cloruros (Cl-). Todo indica que el NaCl es muy soluble en agua.
En la siguiente tabla se presentan las reglas de solubilidad para los compuestos insolubles en agua y las excepciones.
Compuestos insolubles | Ion o compuestos | Excepciones |
Hidróxidos | OH- | Elementos del grupo IA, ion amonio y grupo IIA sin Mg(OH)2 que es insoluble |
Carbonatos, fosfatos y arsenatos | CO32-, PO43-, AsO43-, respectivamente | Elementos grupo IA, NH4+ y MgCO3 que es soluble |
Sulfuros | S2- | Elementos de los grupos IA, IIA y NH4+ |
¿Cómo separar Ba2+, Fe2+ y Pb2+, que se encuentran en agua utilizando solo las reglas de solubilidad?
Agregamos HCl hasta que precipite todo el PbCl2 y se filtra el sólido. Luego adicionamos H2SO4 hasta que precipite todo el BaSO4 y se filtra de nuevo el sólido. Para extraer el Fe2+ soluble, adicionamos NaOH y precipita Fe(OH)2 y se realiza el último proceso de filtrado.