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title: "La disolución de sólidos iónicos y moleculares"
book: "Química escolar — Años 1 a 12"
subject: chemistry
language: es
chapter: 31
exercises: 15
source: https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/31-la-disolucion-de-solidos-ionicos-y-moleculares
license: CC-BY-NC-SA-4.0
credit: "One Chemistry Book, One Course (one-course.com)"
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# Capítulo 31 — La disolución de sólidos iónicos y moleculares

Una pizca de sal removida en agua desaparece en unos segundos; la misma pizca removida en aceite de cocina se queda en el fondo del vaso, sin cambiar, todo el tiempo que uno quiera mirarla. Una sartén grasienta enjuagada bajo el grifo sigue grasienta; una gota de lavavajillas, y la grasa se despega. ¿Qué decide si una sustancia se [disuelve](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/2-mezclar-y-disolver#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) en un líquido? La respuesta está en las [cargas parciales](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/30-electronegatividad-polaridad-y-fuerzas-intermoleculares#def-g11-polarity-and-cohesion-polar-bond) y en las fuerzas entre partículas del capítulo anterior.

**Lo que ya sabes.**

La [solubilidad](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/9-disoluciones-y-solubilidad#def-g6-solutions-and-solubility-solubility); los líquidos [miscibles](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/9-disoluciones-y-solubilidad#def-g6-solutions-and-solubility-miscible) e [inmiscibles](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/9-disoluciones-y-solubilidad#def-g6-solutions-and-solubility-miscible) ([Capítulo 9](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/9-disoluciones-y-solubilidad#ch-g6-solutions-and-solubility)). Un [compuesto iónico](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ionic-compound) está formado por [cationes](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) y [aniones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) en proporciones que lo hacen neutro ([Capítulo 17](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#ch-g9-ions)). Las [moléculas polares](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/30-electronegatividad-polaridad-y-fuerzas-intermoleculares#def-g11-polarity-and-cohesion-polar-molecule) y apolares, los [enlaces de hidrógeno](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/30-electronegatividad-polaridad-y-fuerzas-intermoleculares#def-g11-polarity-and-cohesion-hydrogen-bond), las [interacciones de van der Waals](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/30-electronegatividad-polaridad-y-fuerzas-intermoleculares#def-g11-polarity-and-cohesion-van-der-waals) ([Capítulo 30](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/30-electronegatividad-polaridad-y-fuerzas-intermoleculares#ch-g11-polarity-and-cohesion)). La [extracción líquido–líquido](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/22-especies-quimicas-naturales-y-sinteticas#def-g10-chemical-species-extraction) ([Capítulo 22](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/22-especies-quimicas-naturales-y-sinteticas#ch-g10-chemical-species)). La [concentración molar](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/26-concentracion-y-dilucion#def-g10-concentration-and-dilution-molar-concentration) ([Capítulo 26](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/26-concentracion-y-dilucion#ch-g10-concentration-and-dilution)).

## 31.1 La disolución de un sólido iónico

En un cristal de cloruro de sodio, cada [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) sodio $\ce{Na+}$ está rodeado de [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) cloruro $\ce{Cl-}$, y cada [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) cloruro de [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) sodio, todos unidos por la atracción entre cargas opuestas. Las [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de agua, polares, son atraídas por esas cargas: su lado del oxígeno ($\delta^-$) se orienta hacia los [cationes](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion), y su lado de los hidrógenos ($\delta^+$), hacia los [aniones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion).

**Definición 31.1 (Disociación).**

La *disociación* de un sólido iónico en un [disolvente](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/9-disoluciones-y-solubilidad#def-g6-solutions-and-solubility-solute) es la separación de sus [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) unos de otros: salen del cristal y se alejan en la disolución.

**Definición 31.2 (Solvatación, hidratación).**

La *solvatación* de una partícula disuelta es el hecho de quedar rodeada de [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de [disolvente](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/9-disoluciones-y-solubilidad#def-g6-solutions-and-solubility-solute), unidas a ella por atracciones; en el agua se llama *hidratación*. El símbolo (aq) después de una fórmula significa “hidratado”.

**Proposición 31.3 (Las tres etapas de la disolución).**

Un sólido iónico se [disuelve](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/2-mezclar-y-disolver#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) en agua en tres etapas que ocurren a la vez: los [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) se arrancan del cristal ([disociación](#def-g11-dissolution-dissociation)), se rodean de [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de agua ([hidratación](#def-g11-dissolution-solvation)) y se reparten por toda la disolución (dispersión). Para el cloruro de sodio,

$$
\ce{NaCl(s) -> Na+(aq) + Cl-(aq)} .
$$

**Demostración.** Se admite: las atracciones entre los [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) y las [moléculas polares](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/30-electronegatividad-polaridad-y-fuerzas-intermoleculares#def-g11-polarity-and-cohesion-polar-molecule) de agua, sumadas, son lo bastante fuertes para sustituir a las que hay entre los [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) del cristal. ∎

![El cloruro de sodio se disuelve. Un ion sodio y un ion cloruro han salido del cristal; cada uno está hidratado. Alrededor del catión, las moléculas de agua orientan hacia dentro sus átomos de oxígeno (rojos, -); alrededor del anión, sus átomos de hidrógeno (blancos, +).](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-dissolution/fig-119beb2afb0b.svg)

*El cloruro de sodio se [disuelve](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/2-mezclar-y-disolver#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve). Un [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) sodio y un [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) cloruro han salido del cristal; cada uno está hidratado. Alrededor del [catión](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion), las [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de agua orientan hacia dentro sus [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de oxígeno (rojos, $\delta^-$); alrededor del [anión](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion), sus [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de hidrógeno (blancos, $\delta^+$).*

## 31.2 Las concentraciones de los iones

**Método 31.4 (Concentración de cada ion).**

1. Escribir la ecuación de disolución, ajustada en [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) y en carga: para el cloruro de calcio, $\ce{CaCl2(s) -> Ca^{2+}(aq) + 2Cl-(aq)}$ .
2. Calcular la cantidad $n$ de sólido disuelto y la concentración $c = n / V$ de la disolución en [soluto](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/9-disoluciones-y-solubilidad#def-g6-solutions-and-solubility-solute) .
3. Cada [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) tiene la concentración $c$ multiplicada por su coeficiente en la ecuación: aquí $[\ce{Ca^{2+}}] = c$ y $[\ce{Cl-}] = 2c$ .

Los corchetes $[\ldots]$ indican la [concentración molar](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/26-concentracion-y-dilucion#def-g10-concentration-and-dilution-molar-concentration) de una especie disuelta.

**Ejemplo 31.5 (El cloruro de calcio).**

Se [disuelven](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/2-mezclar-y-disolver#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) $5.55\,\mathrm{g}$ de cloruro de calcio ($M = 111.1\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$) para obtener $500.0\,\mathrm{mL}$ de disolución: $n = 0.0500\,\mathrm{mol}$, $c = 0.100\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$, así que $[\ce{Ca^{2+}}] = 0.100\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ y $[\ce{Cl-}] = 0.200\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$. La disolución es neutra: $2 \times
0.100$ de carga positiva por litro frente a $1 \times 0.200$ de carga negativa.

## 31.3 Polaridad y solubilidad

**Proposición 31.6 (Lo semejante disuelve a lo semejante).**

Un [disolvente](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/9-disoluciones-y-solubilidad#def-g6-solutions-and-solubility-solute) polar, como el agua, [disuelve](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/2-mezclar-y-disolver#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) los sólidos iónicos y las especies polares, sobre todo las que pueden formar [enlaces de hidrógeno](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/30-electronegatividad-polaridad-y-fuerzas-intermoleculares#def-g11-polarity-and-cohesion-hydrogen-bond) con él; un [disolvente](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/9-disoluciones-y-solubilidad#def-g6-solutions-and-solubility-solute) apolar, como el ciclohexano o un aceite vegetal, [disuelve](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/2-mezclar-y-disolver#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) las especies apolares. Los sólidos iónicos se [disuelven](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/2-mezclar-y-disolver#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) muy poco en los [disolventes](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/9-disoluciones-y-solubilidad#def-g6-solutions-and-solubility-solute) apolares, y las especies apolares, muy poco en el agua.

**Demostración.** Se admite: un [soluto](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/9-disoluciones-y-solubilidad#def-g6-solutions-and-solubility-solute) se [disuelve](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/2-mezclar-y-disolver#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) bien cuando las atracciones que puede formar con el [disolvente](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/9-disoluciones-y-solubilidad#def-g6-solutions-and-solubility-solute) son al menos tan fuertes como las que rompe, entre sus propias partículas y entre las [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) del [disolvente](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/9-disoluciones-y-solubilidad#def-g6-solutions-and-solubility-solute). ∎

**Ejemplo 31.7 (Tres casos).**

El etanol se [mezcla](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/8-sustancias-puras-y-mezclas#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture) con el agua en todas las proporciones: su grupo $\ce{O-H}$ forma [enlaces de hidrógeno](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/30-electronegatividad-polaridad-y-fuerzas-intermoleculares#def-g11-polarity-and-cohesion-hydrogen-bond) con el agua. La sal se [disuelve](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/2-mezclar-y-disolver#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) en agua pero no en aceite. El yodo, $\ce{I2}$, una [molécula apolar](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/30-electronegatividad-polaridad-y-fuerzas-intermoleculares#def-g11-polarity-and-cohesion-polar-molecule), se [disuelve](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/2-mezclar-y-disolver#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) mal en agua (unos $0.3\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$, una disolución parda), pero bien en los [disolventes](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/9-disoluciones-y-solubilidad#def-g6-solutions-and-solubility-solute) apolares ($17\,\mathrm{g}$ por kilogramo de heptano, una disolución violeta).

## 31.4 La extracción líquido–líquido, explicada

Una [extracción líquido–líquido](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/22-especies-quimicas-naturales-y-sinteticas#def-g10-chemical-species-extraction) hace pasar una especie de un [disolvente](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/9-disoluciones-y-solubilidad#def-g6-solutions-and-solubility-solute) a otro, [inmiscible](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/9-disoluciones-y-solubilidad#def-g6-solutions-and-solubility-miscible) con el primero, en el que es más soluble. La regla “lo semejante [disuelve](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/2-mezclar-y-disolver#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) a lo semejante” indica qué [disolvente](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/9-disoluciones-y-solubilidad#def-g6-solutions-and-solubility-solute) elegir.

**En el laboratorio — Extraer el yodo.**

Se vierten $20\,\mathrm{mL}$ de una [disolución acuosa](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/9-disoluciones-y-solubilidad#def-g6-solutions-and-solubility-solute) parda de yodo en un embudo de [decantación](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/3-separar-mezclas#def-g3-separating-mixtures-decant) con $10\,\mathrm{mL}$ de ciclohexano. Se tapa el embudo, se agita, se libera la presión por la llave y se deja reposar. Se forman dos capas: el ciclohexano, menos denso, arriba. La capa superior es ahora violeta, y la inferior, casi incolora: el yodo ha pasado al ciclohexano. La capa inferior se vacía por la llave, y el yodo se recupera en el ciclohexano.

![Extracción del yodo del agua con ciclohexano. El yodo, apolar, pasa al disolvente apolar; el ciclohexano, menos denso que el agua, flota encima.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-dissolution/fig-7ee86ea8ab0a.svg)

*[Extracción](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/22-especies-quimicas-naturales-y-sinteticas#def-g10-chemical-species-extraction) del yodo del agua con ciclohexano. El yodo, apolar, pasa al [disolvente](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/9-disoluciones-y-solubilidad#def-g6-solutions-and-solubility-solute) apolar; el ciclohexano, menos denso que el agua, flota encima.*

**Seguridad.**

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-dissolution/fig-1664a80a99b8.svg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-dissolution/fig-0df833fa40ae.svg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-dissolution/fig-37c19258c5e2.svg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-dissolution/fig-259f91be137f.svg)

El ciclohexano es muy inflamable, sus vapores provocan somnolencia, es nocivo para los pulmones en caso de ingestión y muy tóxico para los organismos acuáticos. El yodo es nocivo en contacto con la piel y por inhalación. Campana extractora, gafas y guantes, ninguna llama cerca; los residuos orgánicos se recogen.

## 31.5 Los jabones y las moléculas anfífilas

**Definición 31.8 (Hidrófilo, hidrófobo).**

Una especie o una parte de una [molécula](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) es *hidrófila* si es atraída por el agua (grupos iónicos o polares, grupos que forman [enlaces de hidrógeno](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/30-electronegatividad-polaridad-y-fuerzas-intermoleculares#def-g11-polarity-and-cohesion-hydrogen-bond)); es *hidrófoba* si no lo es (largas cadenas de [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de carbono e hidrógeno, apolares). Las especies hidrófobas se [disuelven](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/2-mezclar-y-disolver#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) en las grasas y los aceites.

**Definición 31.9 (Molécula anfífila, micela).**

Una [molécula](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) o un [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) *anfífilo* tiene una cabeza [hidrófila](#def-g11-dissolution-hydrophilic) y una cola [hidrófoba](#def-g11-dissolution-hydrophilic). En el agua, los [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) anfífilos se agrupan en *micelas*: esferas diminutas con las colas dentro, fuera del agua, y las cabezas en la superficie, en contacto con ella.

**Ejemplo 31.10 (Un jabón).**

El estearato de sodio, $\ce{C17H35COONa}$ ($M = 306.0\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$), es un jabón típico, fabricado a partir de grasas animales o vegetales. En el agua se [disuelve](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/2-mezclar-y-disolver#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) en forma de [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) sodio $\ce{Na+}$ e [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) estearato $\ce{C17H35COO-}$: una cabeza $\ce{-COO-}$, iónica, [hidrófila](#def-g11-dissolution-hydrophilic), y una cola de 17 [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de carbono, [hidrófoba](#def-g11-dissolution-hydrophilic).

![El ion estearato. En este dibujo en zigzag, cada vértice de la cadena es un átomo de carbono que lleva átomos de hidrógeno (CH2, y CH3 en el extremo); un capítulo posterior explica esta notación abreviada. Debajo, el esquema habitual: una cola ondulada y una cabeza redonda.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-dissolution/fig-556cd2578954.svg)

*El [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) estearato. En este dibujo en zigzag, cada vértice de la cadena es un [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de carbono que lleva [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de hidrógeno ($\ce{CH2}$, y $\ce{CH3}$ en el extremo); un capítulo posterior explica esta notación abreviada. Debajo, el esquema habitual: una cola ondulada y una cabeza redonda.*

**Proposición 31.11 (Cómo quita la grasa el jabón).**

La grasa es [hidrófoba](#def-g11-dissolution-hydrophilic) y no se [disuelve](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/2-mezclar-y-disolver#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) en agua. En el agua jabonosa, las colas de los [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) de jabón se [disuelven](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/2-mezclar-y-disolver#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) en la grasa mientras las cabezas se quedan en el agua; la grasa se rompe en gotitas diminutas, cada una envuelta en una [micela](#def-g11-dissolution-amphiphilic) cuya superficie cargada da al agua, y el agua del aclarado se lleva las gotitas.

**Demostración.** Se admite: se deduce de “lo semejante [disuelve](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/2-mezclar-y-disolver#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) a lo semejante” aplicado a cada extremo del [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion); las cabezas cargadas del exterior impiden además que las gotitas vuelvan a unirse, ya que las cargas del mismo signo se repelen. ∎

![Una micela en corte: iones de jabón alrededor de una gotita de grasa, con las colas hacia dentro y las cabezas cargadas hacia fuera. Cada micela tiene carga negativa en su superficie, y las micelas se repelen entre sí.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-dissolution/fig-d432700e7eff.svg)

*Una [micela](#def-g11-dissolution-amphiphilic) en corte: [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) de jabón alrededor de una gotita de grasa, con las colas hacia dentro y las cabezas cargadas hacia fuera. Cada [micela](#def-g11-dissolution-amphiphilic) tiene carga negativa en su superficie, y las [micelas](#def-g11-dissolution-amphiphilic) se repelen entre sí.*

![Lavarse unas manos grasientas: el jabón se lleva la grasa en micelas.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-dissolution/img-8298d339a439.jpg)

*Lavarse unas manos grasientas: el jabón se lleva la grasa en [micelas](#def-g11-dissolution-amphiphilic).*

**Observación 31.12 (El agua dura y el jabón de cal).**

El agua dura contiene muchos [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) calcio $\ce{Ca^{2+}}$ e [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) magnesio $\ce{Mg^{2+}}$, disueltos de las rocas por las que ha pasado. Con los [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) estearato forman un [precipitado](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-precipitate) ([Capítulo 17](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#ch-g9-ions)), el estearato de calcio:

$$
\ce{2C17H35COO- + Ca^{2+} -> Ca(C17H35COO)2(s)} .
$$

Este sólido grisáceo es la costra que deja un cerco en el lavabo, y cada [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) de jabón atrapado en ella se pierde para lavar: en agua dura, el jabón hace poca espuma hasta que se ha añadido lo suficiente para precipitar todo el calcio.

![Jabón de cal en un lavabo: estearato de calcio, precipitado por el agua dura.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-dissolution/img-668f726c3796.jpg)

*Jabón de cal en un lavabo: estearato de calcio, [precipitado](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-precipitate) por el agua dura.*

## 31.6 Ejercicios

**Ejercicio 31.1 ★.**

Escribe las ecuaciones de disolución en agua del cloruro de sodio $\ce{NaCl}$, el cloruro de calcio $\ce{CaCl2}$, el sulfato de sodio $\ce{Na2SO4}$ y el cloruro de aluminio $\ce{AlCl3}$.

**Solución de Ejercicio 31.1.**

$\ce{NaCl(s) -> Na+(aq) + Cl-(aq)}$; $\ce{CaCl2(s) -> Ca^{2+}(aq) + 2Cl-(aq)}$; $\ce{Na2SO4(s) -> 2Na+(aq) + SO4^{2-}(aq)}$; $\ce{AlCl3(s) -> Al^{3+}(aq) + 3Cl-(aq)}$.

**Ejercicio 31.2 ★.**

Una disolución de sulfato de sodio tiene $c = 0.050\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$. Da las concentraciones de los [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) sodio y de los [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) sulfato.

**Solución de Ejercicio 31.2.**

$[\ce{Na+}] = 2 \times 0.050 = 0.10\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$; $[\ce{SO4^{2-}}] = 0.050\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$.

**Ejercicio 31.3 ★.**

¿Qué se entiende por [hidratación](#def-g11-dissolution-solvation) de un [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion)? ¿Qué extremo de una [molécula](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de agua apunta hacia un [catión](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion), y cuál hacia un [anión](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion)? ¿Por qué?

**Solución de Ejercicio 31.3.**

La [hidratación](#def-g11-dissolution-solvation) es el hecho de que el [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) quede rodeado de [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de agua unidas a él. El extremo del oxígeno ($\delta^-$) apunta hacia un [catión](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion), y el extremo de los hidrógenos ($\delta^+$), hacia un [anión](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion): las cargas opuestas se atraen.

**Ejercicio 31.4 ★.**

Se [disuelven](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/2-mezclar-y-disolver#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) $2.67\,\mathrm{g}$ de cloruro de aluminio para obtener $200.0\,\mathrm{mL}$ de disolución. Calcula la concentración de la disolución y la de cada [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion).

**Solución de Ejercicio 31.4.**

$M(\ce{AlCl3}) = 27.0 + 3 \times 35.5 = 133.5\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$; $n = 2.67 / 133.5 = 0.0200\,\mathrm{mol}$; $c = 0.0200 / 0.2000 =
0.100\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$; $[\ce{Al^{3+}}] = 0.100\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$, $[\ce{Cl-}] = 0.300\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$.

**Ejercicio 31.5 ★.**

Indica qué partes del [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) estearato son [hidrófilas](#def-g11-dissolution-hydrophilic) y cuáles [hidrófobas](#def-g11-dissolution-hydrophilic), y di por qué.

**Solución de Ejercicio 31.5.**

La cabeza $\ce{-COO-}$ es iónica y atraída por el agua: [hidrófila](#def-g11-dissolution-hydrophilic). La cola de 17 [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de carbono, con solo enlaces $\ce{C-C}$ y enlaces $\ce{C-H}$ casi apolares, es apolar: [hidrófoba](#def-g11-dissolution-hydrophilic).

**Ejercicio 31.6 ★★.**

¿Qué [disolvente](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/9-disoluciones-y-solubilidad#def-g6-solutions-and-solubility-solute), el agua o el ciclohexano, elegirías para [disolver](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/2-mezclar-y-disolver#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve): la sal; la cera de una vela (largas cadenas hidrocarbonadas); el azúcar (muchos grupos $\ce{O-H}$); el yodo? Justifica cada elección.

**Solución de Ejercicio 31.6.**

La sal: agua (sólido iónico, [disolvente](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/9-disoluciones-y-solubilidad#def-g6-solutions-and-solubility-solute) polar). La cera: ciclohexano (cadenas apolares). El azúcar: agua (sus grupos $\ce{O-H}$ forman [enlaces de hidrógeno](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/30-electronegatividad-polaridad-y-fuerzas-intermoleculares#def-g11-polarity-and-cohesion-hydrogen-bond) con el agua). El yodo: ciclohexano ([molécula apolar](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/30-electronegatividad-polaridad-y-fuerzas-intermoleculares#def-g11-polarity-and-cohesion-polar-molecule)).

**Ejercicio 31.7 ★★.**

El etanol $\ce{CH3-CH2-OH}$ se [mezcla](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/8-sustancias-puras-y-mezclas#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture) con el agua en todas las proporciones, pero el hexano $\ce{C6H14}$ no se [mezcla](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/8-sustancias-puras-y-mezclas#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture) con el agua. Explícalo.

**Solución de Ejercicio 31.7.**

El grupo $\ce{O-H}$ del etanol forma [enlaces de hidrógeno](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/30-electronegatividad-polaridad-y-fuerzas-intermoleculares#def-g11-polarity-and-cohesion-hydrogen-bond) con las [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de agua, que sustituyen a los que rompe: el etanol encaja en el agua. El hexano, apolar, no puede formar enlaces así; las [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de agua, unidas entre sí por [enlaces de hidrógeno](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/30-electronegatividad-polaridad-y-fuerzas-intermoleculares#def-g11-polarity-and-cohesion-hydrogen-bond), no le dejan entrar.

**Ejercicio 31.8 ★★.**

Mira la figura de la [micela](#def-g11-dissolution-amphiphilic). ¿Por qué las colas están dentro y las cabezas fuera? ¿Por qué dos [micelas](#def-g11-dissolution-amphiphilic) no se unen en una gota de grasa más grande?

**Solución de Ejercicio 31.8.**

Las colas [hidrófobas](#def-g11-dissolution-hydrophilic) evitan el agua y se [disuelven](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/2-mezclar-y-disolver#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) en la grasa, en el centro; las cabezas cargadas son atraídas por el agua y se quedan fuera. Todas las [micelas](#def-g11-dissolution-amphiphilic) llevan cargas negativas en su superficie, y las cargas del mismo signo se repelen: se mantienen separadas.

**Ejercicio 31.9 ★★.**

Un aroma vegetal está disuelto en agua. Para extraerlo, un químico puede usar etanol o ciclohexano. ¿Cuál es adecuado, y por qué no lo es el otro (piensa en la miscibilidad)?

**Solución de Ejercicio 31.9.**

El ciclohexano: es [inmiscible](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/9-disoluciones-y-solubilidad#def-g6-solutions-and-solubility-miscible) con el agua, así que forma una capa aparte que se puede separar, y el aroma (apolar) se [disuelve](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/2-mezclar-y-disolver#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) bien en él. El etanol es [miscible](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/9-disoluciones-y-solubilidad#def-g6-solutions-and-solubility-miscible) con el agua: no se forma una segunda capa y no se puede separar nada.

**Ejercicio 31.10 ★★.**

En la [extracción](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/22-especies-quimicas-naturales-y-sinteticas#def-g10-chemical-species-extraction) del yodo, ¿por qué la capa de ciclohexano queda arriba? ¿Qué capa se vacía por la llave? ¿Dónde está el yodo al final?

**Solución de Ejercicio 31.10.**

El ciclohexano es menos denso que el agua. Se vacía por la llave la capa inferior, la acuosa. El yodo está en la capa superior de ciclohexano, que se queda en el embudo.

**Ejercicio 31.11 ★★.**

Se agita una disolución azul de sulfato de cobre con ciclohexano. ¿Qué le pasa al color azul? Explícalo.

**Solución de Ejercicio 31.11.**

Nada: el sulfato de cobre es iónico y no se [disuelve](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/2-mezclar-y-disolver#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) en el ciclohexano, apolar. El agua sigue azul y el ciclohexano, incoloro.

**Ejercicio 31.12 ★★★.**

¿Qué masa de cloruro de calcio hay que [disolver](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/2-mezclar-y-disolver#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) para obtener $250.0\,\mathrm{mL}$ de una disolución en la que $[\ce{Cl-}] = 0.300\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$?

**Solución de Ejercicio 31.12.**

$[\ce{Cl-}] = 2c$, así que $c = 0.150\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$; $n = 0.150 \times 0.2500 = 0.0375\,\mathrm{mol}$; $m = 0.0375 \times 111.1 = 4.17\,\mathrm{g}$.

**Ejercicio 31.13 ★★★.**

Se halla que una muestra de agua de mar contiene $0.010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ de [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) calcio y $0.053\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ de [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) magnesio. Explica por qué el jabón corriente hace muy poca espuma en el agua de mar. ¿Cuánto estearato de sodio precipitarían solo los [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) calcio de un litro de agua de mar?

**Solución de Ejercicio 31.13.**

Los [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) calcio y magnesio precipitan los [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) estearato como jabón de cal: el jabón se gasta antes de poder formar [micelas](#def-g11-dissolution-amphiphilic), y hace poca espuma. Solo el calcio: $0.010\,\mathrm{mol}$ de $\ce{Ca^{2+}}$ se llevan $0.020\,\mathrm{mol}$ de estearato, es decir, $0.020 \times 306.0 =
6.1\,\mathrm{g}$ de estearato de sodio por litro.

**Ejercicio 31.14 ★★★.**

Se [mezclan](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/2-mezclar-y-disolver#def-g2-mixing-and-dissolving-mix) $100.0\,\mathrm{mL}$ de disolución de cloruro de sodio de $0.20\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ con $100.0\,\mathrm{mL}$ de disolución de cloruro de calcio de $0.10\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$. No se forma ningún [precipitado](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-precipitate). Calcula las concentraciones de $\ce{Na+}$, $\ce{Ca^{2+}}$ y $\ce{Cl-}$ en la [mezcla](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/8-sustancias-puras-y-mezclas#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture), y comprueba que es neutra.

**Solución de Ejercicio 31.14.**

Volumen: $0.2000\,\mathrm{L}$. $\ce{Na+}$: $0.020 / 0.2000 = 0.10\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$; $\ce{Ca^{2+}}$: $0.010 / 0.2000 = 0.050\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$; $\ce{Cl-}$: $(0.020 + 0.020) / 0.2000 = 0.20\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$. Carga positiva: $0.10 + 2 \times 0.050 = 0.20$; negativa: $0.20$. Neutra.

**Ejercicio 31.15 ★★★.**

El yodo se [disuelve](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/2-mezclar-y-disolver#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) a razón de unos $0.3\,\mathrm{g}$ por litro de agua y $17\,\mathrm{g}$ por kilogramo de heptano. El heptano tiene una densidad de unos $0.68\,\mathrm{kg}/\mathrm{L}$. ¿Cuántas veces más yodo puede contener un litro de heptano que un litro de agua? ¿Qué significa esto para una [extracción](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/22-especies-quimicas-naturales-y-sinteticas#def-g10-chemical-species-extraction)?

**Solución de Ejercicio 31.15.**

Un litro de heptano tiene una masa de $0.68\,\mathrm{kg}$ y puede contener $17 \times 0.68 = 12\,\mathrm{g}$ de yodo, unas 40 veces más que un litro de agua. Al agitarlos juntos, casi todo el yodo pasa al heptano: la [extracción](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/22-especies-quimicas-naturales-y-sinteticas#def-g10-chemical-species-extraction) es eficaz.

## 31.7 Problema: El jabón y el agua dura

**Problema 31.1.**

Problema de fin de semana — ¿cuánto jabón desperdicia en forma de costra un baño de agua dura?

Un agua del grifo contiene $120\,\mathrm{mg}$ de [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) calcio y $24\,\mathrm{mg}$ de [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) magnesio por litro. Se llena una bañera con $150\,\mathrm{L}$, y la persona que se baña usa un jabón de estearato de sodio, $\ce{C17H35COONa}$.

**Parte I — Lo que hay en el agua.**

1. ¿De dónde vienen los [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) calcio y magnesio del agua del grifo?
2. Calcula las [concentraciones molares](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/26-concentracion-y-dilucion#def-g10-concentration-and-dilution-molar-concentration) de los [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) calcio y de los [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) magnesio.
3. Los [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) calcio van acompañados de [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) hidrogenocarbonato, $\ce{HCO3-}$ , como si se hubiera disuelto hidrogenocarbonato de calcio $\ce{Ca(HCO3)2}$ . Escribe esa ecuación de disolución y deduce la concentración de [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) hidrogenocarbonato que acompaña al calcio.
4. ¿Qué cantidad de [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) calcio contiene la bañera?

**Parte II — El jabón.**

5. Calcula la [masa molar](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/25-el-mol-y-la-masa-molar#def-g10-the-mole-molar-mass) del estearato de sodio.
6. Escribe su ecuación de disolución en agua.
7. ¿Qué parte del [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) estearato es [hidrófila](#def-g11-dissolution-hydrophilic) y cuál [hidrófoba](#def-g11-dissolution-hydrophilic) ? ¿Por qué se dice que es [anfífilo](#def-g11-dissolution-amphiphilic) ?
8. Describe una [micela](#def-g11-dissolution-amphiphilic) y explica cómo quita la grasa de la piel.
9. ¿Por qué hay que [disolver](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/2-mezclar-y-disolver#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) el jabón en agua, y no en aceite, para lavar?

**Parte III — La costra.**

10. Escribe la ecuación de la [precipitación](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-precipitate) del estearato de calcio. Comprueba que está ajustada en carga.
11. Rellena la [tabla de avance](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/27-la-tabla-de-avance#def-g10-reaction-progress-table-extent) para $1.00\,\mathrm{L}$ del agua del grifo y un exceso de [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) estearato. ¿Qué [reactivo](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/12-las-reacciones-quimicas-reactivos-y-productos#def-g7-chemical-reactions-reactant) es el limitante?
12. ¿Qué cantidad de [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) estearato se pierde por litro con el calcio?
13. Calcula la [masa molar](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/25-el-mol-y-la-masa-molar#def-g10-the-mole-molar-mass) del estearato de calcio y la masa de costra formada por litro.
14. El estearato de magnesio precipita del mismo modo. ¿Qué cantidad de estearato se llevan por litro los [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) magnesio?

**Parte IV — El baño.**

15. ¿Qué cantidad de [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) estearato precipita el calcio de toda la bañera?
16. ¿Qué masa de jabón es eso?
17. Sumando el magnesio, ¿qué masa de jabón se desperdicia en total?
18. Las pastillas de jabón pesan unos $100\,\mathrm{g}$ . ¿Cuántas pastillas se lleva solo el calcio?
19. Da la respuesta final: ¿qué masa de jabón desperdicia en forma de costra el calcio de un baño de $150\,\mathrm{L}$ de esta agua?

**Solución de Problema 31.1.**

**1.** De las rocas por las que ha pasado el agua (caliza, dolomía, yeso), que se [disuelven](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/2-mezclar-y-disolver#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) un poco.

**2.** $[\ce{Ca^{2+}}] = 0.120 / 40.1 = 2.99 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$; $[\ce{Mg^{2+}}] = 0.024 / 24.3 = 9.9 \times 10^{-4}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$.

**3.** $\ce{Ca(HCO3)2 -> Ca^{2+}(aq) + 2HCO3-(aq)}$; así que $[\ce{HCO3-}] = 2 \times 2.99 \times 10^{-3} = 5.99 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$.

**4.** $2.99 \times 10^{-3} \times 150 = 0.449\,\mathrm{mol}$.

**5.** $18 \times 12.0 + 35 \times 1.0 + 2 \times 16.0 + 23.0 =
306.0\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$.

**6.** $\ce{C17H35COONa(s) -> C17H35COO-(aq) + Na+(aq)}$.

**7.** Cabeza $\ce{-COO-}$: [hidrófila](#def-g11-dissolution-hydrophilic); cola $\ce{C17H35-}$: [hidrófoba](#def-g11-dissolution-hydrophilic). Tiene los dos tipos de parte: es [anfífilo](#def-g11-dissolution-amphiphilic).

**8.** Una esfera diminuta de [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) de jabón, con las colas hacia dentro y las cabezas hacia fuera. Las colas se [disuelven](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/2-mezclar-y-disolver#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) en la grasa, que se rompe en gotitas envueltas en [micelas](#def-g11-dissolution-amphiphilic); las superficies cargadas mantienen separadas las gotitas en el agua, que se las lleva en el aclarado.

**9.** El jabón tiene que formar [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) y [micelas](#def-g11-dissolution-amphiphilic), lo que necesita agua alrededor de las cabezas; y el agua del aclarado es la que se lleva la grasa. En aceite, la grasa se quedaría simplemente disuelta sobre la piel.

**10.** $\ce{2C17H35COO- + Ca^{2+} -> Ca(C17H35COO)2}$: cargas $2 \times (-1) + 2 = 0$ a la izquierda, y $0$ a la derecha.

**11.** $\ce{C17H35COO-}$: exceso $- 2x$; $\ce{Ca^{2+}}$: $2.99 \times 10^{-3} - x$; estearato de calcio: $x$. Los [iones](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/17-los-iones-y-las-disoluciones-ionicas#def-g9-ions-ion) calcio son el limitante: $x_{\max} = 2.99 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}$.

**12.** $2 \times 2.99 \times 10^{-3} = 5.99 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}$ por litro.

**13.** $M = 36 \times 12.0 + 70 \times 1.0 + 4 \times 16.0 + 40.1 =
606.1\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$; $2.99 \times 10^{-3} \times 606.1 = 1.81\,\mathrm{g}$ de costra por litro.

**14.** $2 \times 9.9 \times 10^{-4} = 1.98 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}$ por litro.

**15.** $2 \times 0.449 = 0.898\,\mathrm{mol}$.

**16.** $0.898 \times 306.0 = 275\,\mathrm{g}$.

**17.** Magnesio: $9.9 \times 10^{-4} \times 150 = 0.148\,\mathrm{mol}$, que se llevan $0.296\,\mathrm{mol}$ de estearato, $91\,\mathrm{g}$ de jabón; en total, unos $275 + 91 = 366\,\mathrm{g}$.

**18.** $275 / 100 \approx 2.7$ pastillas.

**19.** El calcio de un baño desperdicia unos $0.27\,\mathrm{kg}$ de jabón en forma de costra.