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Cuando un sólido se disuelve, los iones o moléculas individuales que lo componen se rompen o se disocian y se mezclan con el solvente. Los gases también pueden disolverse en líquidos. La solubilidad de gases y líquidos puede variar según la temperatura.
Tipos
Los gases presentan una disminución de la solubilidad al aumentar la temperatura.La mayoría de los sólidos, por otro lado, exhiben una mayor solubilidad, aunque esto no es necesariamente cierto para todos los compuestos sólidos. Algunos compuestos son menos solubles a altas temperaturas que a bajas temperaturas. Sin embargo, la tendencia general es aumentar la solubilidad al aumentar la temperatura, aunque el mismo principio básico explica ambos tipos de comportamiento.
Entropía
La entropía es una medida del desorden total de un sistema y sus cambios ayudan a determinar por qué cambia la solubilidad con diferentes temperaturas. Las leyes de la termodinámica dictan que la entropía del universo nunca puede disminuir, por lo que para que ocurra un proceso debe aumentar la entropía neta, es decir, la entropía total del sistema y su entorno. Algunos procesos pueden disminuir la entropía de un sistema y aún así aumentar su entorno al liberar calor. Los químicos generalmente usan la energía libre de Gibbs, o delta G, para medir el cambio en la entropía total. El delta G para un proceso es igual a la cantidad de calor absorbido menos la temperatura multiplicada por el cambio en la entropía del sistema. Si el delta G de una solución es negativo, la sustancia se disolverá espontáneamente y cuanto más negativa sea, más se disolverá.
Consideraciones
Normalmente, la entropía de un sistema aumentará cuando un sólido se disuelva en un líquido, por lo que cuanto mayor sea su temperatura, más negativo será el segundo término de la ecuación delta G y más soluble será el compuesto. Sin embargo, para algunos compuestos, la disolución en un disolvente está, de hecho, asociada con una disminución de la entropía, y estos compuestos se volverán menos solubles a medida que aumenta la temperatura, a medida que el delta G se vuelve más positivo. Esto es especialmente cierto para los gases, ya que el nivel de desorden en un gas es, por regla general, mayor que el nivel de desorden en un gas disuelto en un líquido. Sin embargo, para la mayoría de los compuestos sólidos, la entropía aumentará cuando se disuelvan.