354 Solubilidad de un terrón de azúcar

Para realizar nuestro experimento necesitamos tres vasos, agua, alcohol medicinal, aceite johnson y unos terrones de azúcar.

Colocamos agua en el primer vaso, alcohol en el segundo y aceite en el tercer vaso. Luego dejamos caer un terrón de azúcar en cada vaso.

El terrón de azúcar del vaso con agua se desmorona en unos segundos y en pocos minutos se disuelve todo el azúcar. En los otros dos vasos no se aprecia ningún cambio.

Explicación

La solubilidad es la capacidad de una sustancia (soluto) para disolverse en otra (disolvente). La solubilidad depende, entre otros factores, de la naturaleza química de las sustancias.

La capacidad de una sustancia para disolver el azúcar común o sacarosa depende de la polaridad de las moléculas que forman dicha sustancia. Una molécula es polar si presenta una separación de cargas. En caso contrario se dice que la molécula es apolar.

El agua es un disolvente polar con una polaridad muy grande y puede disolver el azúcar. El alcohol medicinal (etanol) también es un disolvente polar pero menos que el agua y no puede disolver el azúcar. Y el aceite es una sustancia apolar que tampoco puede disolver el azúcar.

312 Semejante disuelve a semejante

Para realizar nuestro experimento necesitamos aceite mineral (aceite Johnson´s), agua, un colorante (por ejemplo tinta) y una bandeja.

Vierte en una bandeja una capa de agua y al lado otra capa de aceite mineral. Vemos que al entrar en contacto no se mezclan. Luego deja caer unas gotas de tinta sobre los dos líquidos. La tinta se difunde poco a poco en el agua pero en el caso del aceite permanece en la superficie formando una bolita.

Explicación

En el primer caso la tinta se extiende por el agua sin necesidad de remover. Las moléculas de agua están en constante movimiento aleatorio (teoría cinética molecular) chocando unas con otras y en su movimiento se mezclan con las moléculas del colorante.

En el segundo caso la tinta (que contiene agua y otras sustancias) no se mezcla con el aceite mineral y permanece flotando en la superficie formando una bolita.

El agua es una sustancia molecular polar (tiene un extremo de la molécula con carga eléctrica negativa y otro extremo con carga eléctrica positiva) que no se mezcla con sustancias apolares como el aceite. Las moléculas del aceite no presentan separación de carga eléctrica y por eso se llama apolar.

Las sustancias apolares (por ejemplo el aceite) no se disuelven en sustancias polares (por ejemplo el agua y la tinta). En general se puede decir que semejante disuelve a semejante.

242 ¿El aceite flota o se hunde?

Para realizar nuestro experimento necesitamos agua, aceite, alcohol, colorante y un par de frascos de cristal con tapadera.

En primer lugar añadimos agua con colorante, aceite y alcohol a los dos frascos. El aceite flota sobre el agua y el alcohol se añade sobre el aceite poco a poco para que no se mezcle con el agua.

En el primer tarro ponemos más agua que alcohol y en el segundo frasco más alcohol que agua.
Por último, ponemos la tapadera a los frascos y agitamos un poco. Al finalizar, vemos que los tres líquidos se convierten en dos: aceite y una mezcla de agua y alcohol. En el primer recipiente, el que contiene más agua, la mezcla de alcohol y agua permanece debajo del aceite. En el segundo recipiente, el que contiene más alcohol que agua, la mezcla flota sobre el aceite.

Explicación 
El agua y el alcohol son líquidos moleculares polares y el aceite es un líquido apolar. Una molécula polar tiene una pequeña carga eléctrica positiva en un extremo de la molécula y una cantidad igual de carga negativa en el otro extremo. En la molécula apolar no existe dicha separación de cargas.
Como regla general “lo semejante disuelve a lo semejante”. Es decir, los líquidos polares se mezclan con otros líquidos polares pero no se mezclan con líquidos apolares. Por este motivo el aceite (líquido apolar) no se mezcla ni con el alcohol ni con el agua (líquidos polares).

De los tres líquidos el agua tiene la mayor densidad y por este motivo permanece en el fondo del recipiente. El alcohol tiene la menor densidad y flota en la superficie. El aceite tiene una densidad intermedia y queda entre el agua y el alcohol.

En nuestro experimento, la capa de aceite impide el contacto entre el agua y el alcohol. Al agitar el frasco con los tres líquidos, el agua y el alcohol se unen formando una mezcla. Si la mezcla resultante tiene más agua es más densa y permanece en el fondo del resultante pero si tiene más alcohol es menos densa y flota sobre el aceite.

239 ¿Cómo actúan los detergentes?

Para realizar nuestro experimento necesitamos agua, aceite, detergente y un frasco con tapadera.

En primer lugar ponemos en el frasco un poco de agua y de aceite. Vemos que el aceite flota en el agua.
Si agitamos el frasco el agua y el aceite se mezclan pero al dejar el frasco en reposo el aceite se separa del agua en un par de minutos.

Ahora repetimos el experimento añadiendo un poco de detergente. Al agitar el frasco el agua y el aceite se mezclan y al dejar el frasco en reposo el aceite tarda mucho en separarse del agua.

Explicación
Los detergentes son sustancias tensioactivas que tienen la propiedad de disolver las grasas y los aceites en agua.

El agua y el aceite no se pueden mezclar pero los tensioactivos influyen en la superficie de contacto de los dos líquidos no solubles permitiendo que se forme una emulsión (una mezcla de líquidos no miscibles más o menos homogénea).

La estructura molecular del detergente facilita que puedan interactuar con el agua y con el aceite facilitando la formación de la emulsión. Las moléculas de los detergentes están formadas por una cadena hidrocarbonada apolar (insoluble en agua) y un extremo polar (soluble en agua).

189 ¿Resiste o se desmorona?

Para realizar nuestro experimento necesitamos un vaso con agua, otro con aceite y unos terrones de azúcar. 

Colocamos en cada vaso un terrón de azúcar. En unos segundos el terrón de azúcar colocado en el vaso con agua se desmorona. El otro terrón de azúcar, colocado en el vaso con aceite, no experimento cambio alguno. 

Explicación
La capacidad de una sustancia para disolver el azúcar depende de la polaridad de las moléculas que forman dicha sustancia. Una molécula es polar si presenta una separación de cargas. En caso contrario se dice que es apolar. El agua está formada por moléculas con una polaridad muy grande. Por el contrario, el aceite está formado por moléculas con una polaridad muy pequeña.

Una sustancia formada por moléculas polares (por ejemplo el agua) disolverá el azúcar o la sal. Pero si dicha sustancia está formada por moléculas apolares (por ejemplo el aceite vegetal) no será capaz de disolver el azúcar.