A determinação do coeficiente de solubilidade

A polaridade é uma propriedade física das substâncias relacionada a outras propriedades físicas, como o ponto de fusão, a solubilidade e interações intermoleculares. As interações intermoleculares predizem a polaridade da molécula, isto é, há uma correlação direta entre a polaridade e o número e os tipos de ligações químicas, que podem ser covalentes polares ou apolares e iônicas. A polaridade em uma ligação decorre da diferença de eletronegatividade entre os átomos que participam da ligação. Em uma molécula apenas com ligações covalentes apolares (CO2) os elétrons são compartilhados igualmente entre os átomos com eletronegatividades semelhantes e não há polarização. Já em uma ligação covalente polar (H-OH), o átomo mais eletronegativo tem maior atração pelos elétrons que o outro. Na ligação iônica ocorre a transferência de elétrons de um átomo a outro (NaCl) para atingir-se o octeto de elétrons estável.

A solubilidade é a propriedade que uma substância, denominada soluto, tem de se dissolver espontaneamente em outra substância líquida, denominada solvente, para formar uma solução. A solubilidade de uma substância é uma propriedade física muito importante, na qual se baseiam certos métodos de separação de misturas, de extração de produtos naturais e de recristalização de substâncias.

Miscibilidade é a propriedade de duas ou mais substâncias líquidas dissolverem entre si com maior ou menor facilidade, formando uma ou mais fases. De acordo com as regras de solubilidade, uma substância polar tende a se dissolver em um solvente polar e uma substância apolar em um solvente apolar (“semelhante dissolve semelhante”).

Na dissolução, as interações soluto-soluto e solvente-solvente são, pelo menos em parte, substituídas por interações soluto-solvente. Para que a dissolução seja energeticamente favorável, é necessário que essas novas interações sejam mais fortes e/ou mais numerosas do que as anteriores.

Se usar-se como exemplo o NaCl, um sólido iônico, as novas interações íon-dipolo que se formam, fortes e numerosas, fornecem a energia necessária para superar as interações íon-íon e dipolo-dipolo, antes existentes. Por outro lado, NaCl(s) é insolúvel em tetracloreto de carbono (CCl4), um solvente apolar. As interações que deveriam se estabelecer, do tipo íon-dipolo induzido, são muito fracas para superar as interações íon-íon do soluto. Entretanto, o CCl4 é um bom solvente para solutos apolares, como o iodo (I2).

Tanto nessas substâncias puras quanto nas soluções por elas formadas, as forças intermoleculares que atuam são forças de interação fracas denominadas forças de Van der Waals. São pequenas as diferenças de energia entre essas interações. Quando as partículas constituintes do soluto e do solvente se misturam, há, em geral, um aumento da desordem, o que favorece a formação da solução.

Portanto, o tamanho e a natureza (molecular ou iônica) do soluto e do solvente, a polaridade das ligações nas moléculas de soluto e solvente, as interações intermoleculares e a temperatura são fatores que se destacam na determinação da solubilidade.

O coeficiente de solubilidade é definido como a quantidade máxima de soluto que se é possível dissolver em uma quantidade fixa de solvente, a uma determinada temperatura. A descrição da solubilidade das