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Una soluzione è una miscela fisicamente omogenea, cioè un insieme di due o più componenti che costituiscono un’unica fase.

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Presentazione sul tema: "Una soluzione è una miscela fisicamente omogenea, cioè un insieme di due o più componenti che costituiscono un’unica fase."— Transcript della presentazione:

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2 Una soluzione è una miscela fisicamente omogenea, cioè un insieme di due o più componenti che costituiscono un’unica fase

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5 Caso di soluzione ottenuta da una reazione chimica col solvente

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7 Un soluto si scioglie in un solvente liquido se le forze di interazione tra le molecole di soluto e le molecole di solvente sono dello stesso tipo I solventi polari sciolgono soluti polari (sali) I solventi apolari sciolgono soluti apolari

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9 Solubilizzazione di un composto ionico ad opera dell’acqua La variazione di energia si chiama  H dissoluzione

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12 Alcuni solidi si sciolgono nei liquidi con un processo endotermico altri con un processo esotermico.

13 Nelle borse per freddo istantaneo una busta interna di cristalli di NH 4 NO 3 è contenuta in una borsa di acqua. Quando la busta interna si rompe, il sale si scioglie nell’acqua con assorbimento di calore e la busta si raffredda

14 Nelle borse da caldo istantaneo nella busta interna è contenuto CaCl 2 o MgSO 4

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16 Solubilità = massima concentrazione di soluto ottenibile a una certa T o concentrazione della soluzione in presenza di un corpo di fondo

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18 Solubiltà di un solido in un liquido. La dissoluzione di solidi contenenti ioni a carica elevata (es. AlF 3, Cr 2 O 3 ) è troppo endotermica (elevata E reticolare ) perché tali solidi possano essere molto solubili in acqua.

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24 Preparazione di un litro di CuSO4 per diluizione

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26 Effetto dell’aumento di temperatura sulla solubilità di alcuni sali

27 SOLUBILITA’ DI GAS Processo diverso da quello dei soluti solidi. La solubilità di un gas in un liquido comporta il passaggio da uno stato di deboli interazioni tra le particelle (gas) a uno stato di interazioni più forti (liquido). Il processo è esotermico.

28 LA SOLUBILITA’ DI UN GAS IN UN LIQUIDO DIPENDE DALLA T E DALLA P. Aumenta all’aumentare della pressione Diminuisce all’aumentare della temperatura

29 Solubilità dell’ossigeno

30 Legge di Henry: la solubilità di un gas a T costante è direttamente proporzionale alla pressione parziale del gas sopra la soluzione S = k P gas Dove P è la pressione parziale del gas e S la solubilità del gas disciolto nel liquido.

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32 TENSIONE DI VAPORE DELLE SOLUZIONI Le soluzioni liquide sono dette ideali quando le pressioni parziali dei costituenti volatili della soluzione sono proporzionali alla loro frazione molare nella miscela liquida secondo la legge di Raoult P i = χ i P ° i P i = pressione parziale della miscela gassosa P°i = tensione di vapore del componente puro Χ i = frazione molare della soluzione

33 La pressione parziale di ciascun componente volatile della miscela è minore della tensione di vapore che eserciterebbe allo stato puro ed è tanto minore quanto minore è la sua concentrazione nella miscela liquida

34 Nel caso di una soluzione ideale costituita da due componenti volatili A e B, la pressione totale della miscela gassosa in equilibrio con la soluzione, cioè la tensione di vapor della soluzione è: P = P A + P B P = x A P° A + x B P° B

35 Soluzioni ideali

36 Deviazione positiva della legge di Raoult : la formazione della soluzione è accompagnata da assorbimento di calore Massimo di tensione di vapore e minima T di eb.

37 Deviazione negativa della legge di Raoult : la formazione della soluzione è accompagnata da sviluppo di calore Minimo di tensione di vapore e massima T di eb.

38 P = x A P° A + x B P° B Nel caso in cui B è un soluto non volatile P = x A P° A quindi P < P ° Cioè la tensione di vapore della soluzione è sempre minore di quella del solvente puro

39 Legge di Raoult

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41 Abbassamento della tensione di vapore

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43 Abbassamento crioscopico e innalzamento ebullioscopico di una soluzione ΔT c = K c m ΔT e =K e m

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45 Π = pressione osmotica

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47 Effetti dell’osmosi

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51 Le proprietà colligative dipendono dal numero di particelle presenti. Nel caso di soluti che si dissociano, le formule vanno moltiplicate per il coefficiente i detto coefficiente di van’t Hoff che rappresenta il numero totale effettivo di particelle presenti in soluzione ΔT c = i K c m ΔT e = i K e m Π = i CRT Per gli elettroliti parzialmente dissociati i = 1 + α (ν – 1) dove α è il grado di dissociazione e ν è il numero di particelle

52 Dispersioni colloidali

53 Fase disperdente (simile a un solvente) Fase dispersa (simile a un soluto) Il colloide è la fase dispersa (  = nm). Sistemi intermedi fra le soluzioni (omogenee) e le sospensioni (particelle separabili meccanicamente)

54 Le particelle colloidali presentano un’elevata area superficiale e presentano, solitamente, un’elevata carica. La presenza di cariche dello stesso segno sulla superficie delle particelle fa’ si che queste si respingano fra loro e ne impedisce l’aggregazione e quindi la precipitazione. L’aggiunta di elettroliti ne facilita l’aggregazione e la precipitazione (coagulazione o flocculazione).

55 Colloidi idrofili: affinità tra le particelle disperse e la fase disperdente (acqua). Presenza di gruppi polari come –OH, –NH 2, =CO che possono interagire con il mezzo disperdente (es. ione-dipolo, legame idrogeno) e stabilizzare il colloide. Es. gelatine, budini, proteine, amido. Colloidi idrofobi: scarsa affinità tra le particelle disperse e la fase disperdente (acqua). Stabilità dovuta alle repulsioni tra le particelle o con la fase disperdente. Es. dispersioni di grassi in acqua (latte) o di acqua nei grassi (maionese). sol (es., sali poco solubili dispersi in acqua): dispersione in forma liquida gel (es., idrossidi di Fe e Al, gelatina di brodo, gel di silice): si forma una struttura rigida in cui viene catturata la fase disperdente. Il riscaldamento, aumentando la velocità e la frequenza degli urti fra le particelle, può favorire l’aggregazione. gelsol T (non vale per l’albume dell’uovo, irreversibile)

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57 Tecniche di separazione dalla fase disperdente: ultrafiltrazione, ultracentrifugazione Le particelle disperse hanno dimensioni simili a quella della lunghezza d’onda della luce, quindi sono in grado di diffondere la luce (effetto Tyndall)

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62 Particelle colloidali nel suolo

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