Equilibrio de solubilidad
Si un soluto se disuelve en forma de moléculas neutras (disolución molecular), el equilibrio de una disolución saturada puede describirse como cualquier otro equilibrio químico, solo que en este caso solo habrá dos términos, la sustancia en exceso y la sustancia disuelta.
Para, por ejemplo, un compuesto orgánico no ionizable como el azúcar común (sacarosa), sólido a temperatura y presión ambiente, el equilibrio tras la saturación se puede expresar como: Una expresión del equilibrio para esta reacción puede ser escrita, como para cualquier reacción química (productos dividido por los reactivos): donde K se denomina constante de equilibrio (o constante de solubilidad), que es función de la actividad de las especies involucradas en el equilibrio.
Esta expresión señala que el agua en equilibrio con azúcar sólido contiene una concentración igual a K. Para el azúcar de mesa (sacarosa) a 25 °C, K = 1,971 cuando la concentración estándar se toma como 1 mol/L.
Si la concentración es inferior a la saturación, puede disolverse más cantidad de azúcar hasta que la solución alcanza la saturación, o hasta todo el sólido se haya consumido.
De igual manera se procede para sustancias poco solubles.
La disociación del compuesto en sus iones será total mientras no se alcance la saturación.
Una vez que esta se alcanza, o se sobrepasa, como en el caso de las disoluciones moleculares, se establece un equilibrio entre la fase sólida del soluto y la parte disuelta: Y como todos los equilibrios químicos, también puede representarse matemáticamente como una relación entre las actividades de los productos y los reactivos: Puesto que el compuesto no disociado, AB, se encuentra en estado sólido, su actividad o concentración efectiva se considera igual a 1, por lo que puede ser eliminado de la expresión.
[3] Igual que ocurre con las sustancias sólidas, los gases también pueden disolverse en los líquidos.
Algunos líquidos como el agua y el alcohol, a temperatura y presión ambiental, se mezclan en todas las proporciones posibles, es decir, son líquidos completamente miscibles, de forma que nunca se alcanza el equilibrio.
[5] Un caso típico es la disolución de fenol en agua a una determinada temperatura.
Aunque generalmente la solubilidad aumenta con la temperatura, existen casos, como la nicotina parcialmente soluble en agua templada o caliente, pero que es completamente miscible en esta a temperaturas por debajo de los 60 °C, por lo que no se alcanza el equilibrio de solubilidad.
[1] Finalmente, en la disoluciones de gases en líquidos, la solubilidad siempre disminuye cuando aumenta la temperatura.
