Este documento describe la clasificación de sustancias de acuerdo a su polaridad y solubilidad. Explica que las sustancias polares tienden a ser solubles en disolventes polares como el agua, mientras que las sustancias no polares son más solubles en disolventes no polares como el éter o el tetracloruro de carbono. Además, detalla experimentos para observar la solubilidad de sustancias como el yodo, permanganato de potasio, naftaleno y urea en diferentes disolventes, y predecir los resultados bas

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CLASIFICACIÓN DE SUSTANCIAS DE ACUERDO A SU POLARIDAD
1. Objetivos
1.1 Objetivo general
Observar la disolución de algunas sustancias en una serie de disolventes diferentes con
diferente polaridad.
1.2 Objetivos específicos
 Comprobar que las fuerzas de atracción entre las moléculas del disolvente son de
tipo similar a las de atracción en el soluto.
 Comprobar que las fuerzas de atracción entre soluto/ disolvente reemplazara a las
fuerzas de soluto /soluto y este se disolverá.
Dando lugar a las siguientes conclusiones
 Comprobar que los solutos no polares son solubles en disolventes no polares
 Comprobar que los solutos polares son solubles en disolventes polares
2. Antecedentes y/o fundamentos teóricos:
Solubilidad
La solubilidad es una medida de la capacidad de una determinada sustancia para disolverse
en otra. Puede expresarse en moles por litro, en gramos por litro, o en porcentaje de soluto;
en algunas condiciones se puede sobrepasarla, denominándose a estas soluciones
sobresaturadas. El método preferido para hacer que el soluto se disuelva en esta clase de
soluciones es calentar la muestra. La sustancia que se disuelve se denomina soluto y la
sustancia donde se disuelve el soluto se llama solvente. No todas las sustancias se
disuelven en un mismo solvente, por ejemplo en el agua, se disuelve el alcohol y la sal. El
aceite y la gasolina no se disuelven. En la solubilidad, el carácter polar o apolar de la
sustancia influye mucho, ya que, debido a estos la sustancia será más o menos soluble.
Mezclas
Los enlaces químicos presentes en el compuesto así como la geometría del ion o molécula,
determinan la polaridad del compuesto. Cuando los iones o moléculas del soluto y del
disolvente tienen polaridad semejante se facilita el proceso de disolución.

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Un compuesto no polar para poderse disolver, se dice que ambos compuestos tienen
polaridad semejante porque en ninguna de las moléculas de estos compuestos se da la
formación de polos eléctricos, es decir, ambos compuestos son “no polares”. Ambos
compuestos se atraen a pesar de que sus moléculas no se da la formación de polos
eléctricos.
Cuando los iones o molécula del soluto y del disolvente no tienen polaridad semejante, no
experimentan atracción entre sí, motivo por el que no se da el proceso de disolución. El
resultado es la formación de una mezcla heterogenia en la que el soluto no es rodeado por
el disolvente.
Enlaces covalentes polares: electronegatividad
La polaridad del enlace es debida a las diferencias en la electronegatividad (EN), la
habilidad intrínseca de un átomo para atraer a los electrones compartidos en un enlace
covalente. Como se muestra en la figura 1, las electronegatividades están basadas en una
escala arbitraria, con el flúor como el más electronegativo (EN = 4.0), y el cesio el menos
(EN = 0.7). Los metales en el lado izquierdo de la tabla periódica atraen débilmente
electrones y tienen electronegatividades bajas, mientras que los halógenos y otros no
metales reactivos en el lado derecho de la tabla periódica atraen electrones fuertemente y
tienen electronegatividades altas. El carbono, el elemento más importante de los
compuestos orgánicos, tiene un valor de electronegatividad de 2.5 (Anexo. Figura 1)
Como regla general, los enlaces entre átomos cuyas electronegatividades difieren por
menos de 0.5 son covalentes no polares, los enlaces entre átomos cuyas
electronegatividades difieren entre 0.5 a 2 son covalentes polares y los enlaces entre
átomos cuyas electronegatividades difieren en más de 2 son iónicos en gran medida; por
ejemplo, los enlaces carbono-hidrógeno, son relativamente no polares porque el carbono
(EN = 2.5), y el hidrógeno (EN = 2.1), tienen electronegatividades similares; en contraste,
los enlaces entre el carbono y los elementos más electronegativos, tales como el oxígeno
(EN = 3.5), y el nitrógeno (EN = 3.0) están polarizados, por lo que los electrones del enlace
se apartan del carbono y van hacia el átomo electronegativo.

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Ácidos y bases: la definición de Brønsted-Lowry
Otro concepto importante relacionado con la electronegatividad y la polaridad es el de
acidez y basicidad. Un ácido de Brønsted-Lowry es una sustancia que dona un protón (H+
),
y una base de Brønsted-Lowry es una sustancia que acepta un protón. (El nombre protón
también se usa como un sinónimo del ion hidrógeno, H+
, debido a que la pérdida del electrón
de valencia de un átomo de hidrógeno neutro, deja únicamente el núcleo del hidrógeno, un
protón.) Por ejemplo, cuando se disuelve cloruro de hidrógeno en agua, una molécula polar
de HCl actúa como un ácido y dona un protón mientras que la molécula de agua actúa como
una base y acepta al protón, produciendo ion hidronio (H3O+
), e ion cloruro (Cl-
).
El ion hidronio, el producto que resulta cuando la base H2O gana un protón, se llama ácido
conjugado de la base y el ion cloruro, el producto que resulta cuando el ácido HCl pierde
un protón, se llama base conjugada del ácido. Otros ácidos minerales comunes como el
H2SO4 y el HNO3 se comportan de manera similar a como lo hacen los ácidos orgánicos
como el ácido acético, CH3CO2H.
Enlaces covalentes polares: momentos dipolares
Como los enlaces individuales con frecuencia son polares, también lo son las moléculas en
su conjunto. La polaridad molecular resulta a partir de la suma vectorial de todas las
polaridades de los enlaces individuales y el aporte de pares de electrones no enlazados en
la molécula. En la práctica, las sustancias fuertemente polares usualmente son solubles en
disolventes polares como el agua, mientras que las sustancias no polares son insolubles
en ella.
La polaridad molecular neta se mide por una cantidad denominada momento dipolar y
puede concebirse como sigue: suponga que hay un centro de masa de todas las cargas
positivas (núcleos), en una molécula y un centro de masa de todas las cargas negativas
(electrones), si estos dos centros no coinciden, entonces la molécula tiene una polaridad
neta.

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Es relativamente sencillo medir los momentos dipolares en el laboratorio, y en la tabla 1 se
dan los valores para algunas sustancias comunes; de los compuestos que se muestran en
la tabla, el cloruro de sodio tiene el mayor momento dipolar (9.00 D), dado que es iónico.
Aun las moléculas pequeñas como el agua (µ=1.85D), el metanol (CH3OH; µ=1.70 D), y el
amoniaco (µ=1.47 D), tienen momentos dipolares considerables, debido a que contienen
átomos electronegativamente fuertes (oxígeno y nitrógeno), y porque las tres moléculas
tienen pares de electrones no enlazados. Los pares de electrones no enlazados en el átomo
de oxígeno y en el átomo de nitrógeno sobresalen en el espacio alejándose de los núcleos
con carga positiva, llevando a una separación considerable de cargas y haciendo una gran
contribución al momento dipolar (Anexo. Tabla 1)
En contraste con el agua, el metanol, el amoniaco y otras sustancias en la tabla1, el dióxido
de carbono, el metano, el etano y el benceno tienen momentos dipolares iguales a cero.
Debido a las estructuras simétricas de estas moléculas, las polaridades de los enlaces
individuales y las contribuciones de pares de electrones no enlazados se cancelan
exactamente.
Solubilidad del tetracloruro de carbono.
Se encuentra con más frecuencia en forma de gas incoloro. No es inflamable y no se
disuelve en agua muy fácilmente. Es un compuesto químico sintético, antiguamente
utilizado como extintor y en la producción de refrigerantes, pero actualmente abandonado
debido a su toxicidad.
En las moléculas no polares, como la del tetracloruro de carbono CCl4, la principal fuerza
de atracción es la fuerza de dispersión de London, que surge de la interacción entre dipolos
inducidos que se generan temporalmente en las moléculas. El CCl4 no tiene momento
bipolar permanente pero los electrones no están siempre distribuidos de manera uniforme.
Cuando una molécula de CCl4 se acerca a otra, en la que los electrones estén ligeramente
desplazados, se induce un momento bipolar pequeño y temporal, de manera que los
electrones en la molécula que se acerca se desplazarán ligeramente apareciendo una
interacción atractiva entre dipolos.
Estos dipolos temporales solo duran una fracción de segundo y cambian continuamente.
Sin embargo, se correlacionan de forma que su fuerza neta es de atracción. Esta fuerza de
atracción depende del contacto superficial entre las moléculas y por tanto es proporcional
al área molecular.

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Solubilidad en éter
En general las sustancias no polares y ligeramente polares se disuelven en éter. El que un
compuesto polar sea o no soluble en éter, depende de la influencia de los grupos polares
con respecto a la de los grupos no polares presentes. En general los compuestos que
tengan un solo grupo polar por molécula se disolverán, a menos que sean altamente
polares, como los ácidos sulfónicos. La solubilidad en éter no es un criterio único para
clasificar las sustancias por solubilidad.
La solubilidad del agua.
Se debe a que es una molécula bipolar, con dos polos (positivo y negativo) y esto hace que
se comporte como un imán atrayendo y repeliendo los distintos átomos de otras sustancias.
Solubilidad en ácido clorhídrico.
Las aminas alifáticas primarias, secundarias y terciarias forman sales (compuestos
polares), con el ácido clorhídrico diluido. De aquí que las aminas alifáticas sean fácilmente
solubles en ácido clorhídrico diluido. Las arilalquilaminas que contienen tan solo un grupo
arilo, son solubles. Las amidas di-sustituidas son solubles en ácido clorhídrico
Solubilidad del permanganato de potasio.
Es un compuesto químico formado por iones potasio (K+) y permanganato (MnO4−). Es un
fuerte agente oxidante. Tanto sólido como en solución acuosa presenta un color violeta
intenso. Es soluble en agua y sus soluciones son de color de rosa débil a de color violeta
oscuro dependiendo de concentración. Los granos del permanganato de potasio son
irritantes.
Solubilidad de la Urea
Debido a su momento dipolar, la urea es soluble en agua y en alcohol, y ligeramente soluble
en éter. Se obtiene mediante la síntesis de Wöhler, que fue diseñada en 1828 por el químico
alemán Friedrich Wöhler, y fue la segunda sustancia orgánica obtenida artificialmente,
luego del oxalato de amonio.

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Solubilidad del Yodo
Se volatiliza lentamente a temperatura ambiente formando un gas violeta corrosivo.
En relación a la solubilidad:
 poco soluble en agua y en glicerol.
 soluble en etanol, disulfuro de carbono, cloroformo, ácido acético glacial, éter y
tetracloruro de carbono.
 altamente soluble en soluciones de yoduro acuoso debido a la elevada afinidad
hacia el yodo aniónico y a la formación del anión triyoduro (también se forma el
anión pentayoduro, aunque en muy poca cantidad).
Solubilidad del naftaleno.
Es insoluble en agua, muy soluble en éter etílico, bisulfuro de carbono y cloroformo.
Puede estar en estado sólido en escamas blancas; muy brillantes, con un penetrante olor
característico, que es detectable a concentraciones tan bajas como 0.3 ppm.
3. Material, equipo y reactivo:
Materiales
- Tubos de ensayo
- Gradillas
- Pipeta graduada
- Vasos de precipitado
Reactivo
- 𝐶𝐶𝑙4
- 𝐻2 𝑂
- Eter
- 𝐼2
- 𝐾𝑀𝑛𝑂4
- Naftaleno
- Urea
- Fenilglicina
- HCl

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4. Desarrollo experimental y resultados:
4.1 Desarrollo experimental
1) Agregar en un tubo de ensayo, 1 ml de tetracloruro de carbono, después 1ml de
agua y finalmente 1ml de éter, repita esto mismo en otro tubo de ensayo.
2) A uno de los tubos anteriores adicionar un cristal de yodo.
3) A otro tubo adicionar un cristal de permanganato de potasio.
4) En una gradilla coloque tres series de tubos, cada uno de los tubos de cada serie
debe contener aproximadamente 100 mg de naftaleno, otro de Urea y otro de
fenilglicina.
5) A una serie de tres tubos adicionar gota a gota aproximadamente 2 ml de éter,
agite los tubos, y observe cuál de los tres componentes se disuelve en éter.
6) A otra serie de tres tubos adicionar gota a gota 2 ml de agua, agite los tubos y
observe que compuesto se disuelve.
7) A la tercera serie de tubos adicionar gota a gota 2 ml de una solución HCL 1N (1
normal), agite y observe que compuestos se disuelven.
4.2 Resultados
 Observa que para el primer caso, ninguna de las tres soluciones se disuelven, no
son solubles entre sí, tienen diferentes fuerzas intermoleculares y por lo tanto
diferentes polaridades.
 Al tubo al que agrega el cristal de yodo, se espera que este solo se alcance a
solubilizar en el éter y en el tetracloruro de carbono, en el agua no, debido a que
tienen diferentes interacciones intermoleculares.
 Al tubo que se le agrega permanganato de potasio, este solo alcance a disolverse
con el agua.
 A la serie de tubos que se le agrega éter, se espera que solo se disuelva en el
tubo que contiene Naftaleno.
 A la serie de tubos al que se le agrega agua, se espera que solo alcance a
disolverse con el tubo que contiene urea.
 A la última serie de tubos cuando se le agrega la solución de HCL, se observa que
solo se alcanza a disolver en la Urea y en la Fenilglicina.

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5. Conclusiones:
En esta práctica pude observar que las que en la primeras series las soluciones no se
disuelven con esto llegamos a la conclusión que no soy solubles entre si ya que la fuerzas
intermoleculares son diferentes. Ya que el yodo es poco soluble en agua, aquí podemos
notar que es verdad, que solo es soluble en éter y en ClC4. Debido a la polaridad notamos
que KMn4O, se disuelve en el agua por naturaleza y ya que es un oxidante tiende a un
color rosa, otra solución que logra disolverse en agua con facilidad es la Urea. El HCL es
un compuesto que solo se logra disolver con mayor facilidad en la Urea y en la Fenilglicina.
Podemos concluir que la solubilidad de cualquier soluto dependerá del solvente, ya que si
son no polares si sus enlaces covalentes son iguales, estos comparten electrones y cuando
es polar son todo lo contrario sus enlaces están formados por átomos distintos con una
enorme diferencia de electronegatividad.

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Bibliografía:
Cervantes N., Beatriz V. & Loredo E., Javier. (2009). Manual Pedagógico de Prácticas de
Química General en Microescala.(3ra Edición). Universidad Iberoamericana, México.
McMurry, John. (2008). Química Orgánica (7ª edición). Cengage Learning. Cornell
University.
Formato de pdf. Yodo. http://www.scfarmclin.org/docs/higiene/part2/23722.pdf
Empresalud. Portal de prevención de riesgos del trabajo. Nota “Naftaleno”
http://www.empresalud.com.ar/revista/nota/n-naftaleno/
Formato de pdf. Permanganato de potasio 4.21
http://documentacion.ideam.gov.co/openbiblio/bvirtual/018903/Links/Guia21.pdf

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Anexos:
Figura 1. Valores y tendencias de electronegatividad; por lo general, la
electronegatividad aumenta de izquierda a derecha a través de la tabla periódica y
disminuye de arriba a abajo. Los valores están en una escala arbitraria, con F = 4.0 y
Cs = 0.7; los elementos en color naranja son los más electronegativos, los de color
amarillo lo son medianamente y los verdes son menos electronegativos.
Tabla 1. Momentos dipolares de algunos compuestos.