La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

Termodinamica Chimica Miscele e Soluzioni Universita’ degli Studi dell’Insubria Corsi.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "Termodinamica Chimica Miscele e Soluzioni Universita’ degli Studi dell’Insubria Corsi."— Transcript della presentazione:

1

2 Termodinamica Chimica Miscele e Soluzioni Universita’ degli Studi dell’Insubria Corsi di Laurea in Scienze Chimiche e Chimica Industriale

3 Grandezze Molari Parziali

4 © Dario Bressanini3 Grandezze Parziali Dovendo considerare miscele di sostanze, abbiamo bisogno di estendere il trattamento termodinamico delle miscele Dovendo considerare miscele di sostanze, abbiamo bisogno di estendere il trattamento termodinamico delle miscele Per una miscela di gas ideali, avevamo definito le pressioni parziali Per una miscela di gas ideali, avevamo definito le pressioni parziali  p i = n i RT/V Con due gas, ad esempio, la pressione totale e’ Con due gas, ad esempio, la pressione totale e’  p tot = p 1 + p 2 = n 1 RT/V + n 2 RT/V = (n 1+ n 2 ) RT/V Vediamo come possiamo generalizzare Vediamo come possiamo generalizzare

5 © Dario Bressanini4 Volumi Parziali Trattando dei liquidi, e’ piu’ comodo ragionare in termini di volumi invece che di pressioni. Trattando dei liquidi, e’ piu’ comodo ragionare in termini di volumi invece che di pressioni. Per una miscela di gas ideali, possiamo definire i volumi parziali Per una miscela di gas ideali, possiamo definire i volumi parziali  V i = n i RT/p (p = p tot ) Con due gas, ad esempio, il volume totale e’ Con due gas, ad esempio, il volume totale e’  V tot = V 1 + V 2 = n 1 RT/p + n 2 RT/p = (n 1+ n 2 ) RT/p

6 © Dario Bressanini5 Quiz Miscelando volumi diversi di gas ideali alla stessa temperatura e pressione, il volume totale e’ la somma dei volumi parziali. Miscelando volumi diversi di gas ideali alla stessa temperatura e pressione, il volume totale e’ la somma dei volumi parziali. Questo e’ vero anche miscelando due sostanze qualsiasi? I volumi si sommano? Questo e’ vero anche miscelando due sostanze qualsiasi? I volumi si sommano? NO! Cosa succede quando aggiungete due cucchiaini di zucchero ad una tazzina di caffe’? E se aggiungete delle monetine?

7 © Dario Bressanini6 Volumi Molari Parziali Immaginiamo di aggiungere 1 mole di H 2 O ad un serbatoio di acqua a 25 °C. Immaginiamo di aggiungere 1 mole di H 2 O ad un serbatoio di acqua a 25 °C. Il volume aumenta di 18 cm 3 Il volume aumenta di 18 cm 3 Tuttavia, se aggiungiamo 1 mole di H 2 O ad un serbatoio di Etanolo, il volume aumenta di soli 14 cm 3 Tuttavia, se aggiungiamo 1 mole di H 2 O ad un serbatoio di Etanolo, il volume aumenta di soli 14 cm 3 La spiegazione risiede nella diversa solvatazione delle molecole. La spiegazione risiede nella diversa solvatazione delle molecole.

8 © Dario Bressanini7 Volumi Molari Parziali Consideriamo solo due componenti Consideriamo solo due componenti Aggiungendo una sostanza A ad una miscela, il Volume Totale non aumenta in modo lineare (e puo’ anche diminuire) Aggiungendo una sostanza A ad una miscela, il Volume Totale non aumenta in modo lineare (e puo’ anche diminuire) Definiamo il Volume Parziale Molare: Definiamo il Volume Parziale Molare:

9 © Dario Bressanini8 Volumi Molari Parziali Il Volume Parziale Molare di una sostanza A in una miscela, e’ la variazione di volume per mole di A aggiunta ad un grande volume della miscela Il Volume Parziale Molare di una sostanza A in una miscela, e’ la variazione di volume per mole di A aggiunta ad un grande volume della miscela I Volumi Parziali Molari possono essere negativi (ex. MgSO 4 + H 2 O) I Volumi Parziali Molari possono essere negativi (ex. MgSO 4 + H 2 O)

10 © Dario Bressanini9 Volumi Molari Parziali Per due componenti, tenendo costanti p e T il volume totale e’ funzione di n A e n B : V(n A,n B ) Per due componenti, tenendo costanti p e T il volume totale e’ funzione di n A e n B : V(n A,n B ) La variazione infinitesima e’ (a p e T costanti) La variazione infinitesima e’ (a p e T costanti)

11 © Dario Bressanini10 Volumi Molari Parziali Consideriamo una miscela di due gas ideali Consideriamo una miscela di due gas ideali V = n A RT/p + n B RT/p V = n A RT/p + n B RT/p  V A = RT/p V B = RT/p Questa relazione e’ vera in generale, non solo per dei gas ideali

12 © Dario Bressanini11 At 20  C the partial molar volumes of acetone and chloroform in a mixture containing g of acetone and g of chloroform are cm 3 mol -1 and cm 3 mol -1 respectively. What is the volume of the solution. What would be the result if the same calculation was performed using densities? At 20  C, the density of acetone is g/cm 3 and for chloroform it is g/cm 3.

13 Potenziale Chimico

14 © Dario Bressanini13 Energia di Gibbs Molare Parziale Il Concetto di grandezza molare parziale puo’ venire esteso a tutte le funzioni termodinamiche Il Concetto di grandezza molare parziale puo’ venire esteso a tutte le funzioni termodinamiche Ad esempio, definiamo il potenziale chimico in una miscela come l’energia di Gibbs Molare Parziale Ad esempio, definiamo il potenziale chimico in una miscela come l’energia di Gibbs Molare Parziale

15 © Dario Bressanini14 Significato del Potenziale Chimico Considerando la variazione di composizione, l’energia di Gibbs e’ Considerando la variazione di composizione, l’energia di Gibbs e’ A concentrazione fissa A p e T costanti Equazione fondamentale della Termodinamica Chimica

16 © Dario Bressanini15 Change in Gibbs Energy for an Open System Under conditions of constant temperature and pressure For a binary mixture at constant temperature and pressure This equation may be expressed in integrated form as follows. Let the system increase in size but keep the relative proportions of the components constant. Temperature and pressure are also held constant. Under these conditions the chemical potentials are also constant. This is the Gibbs energy at fixed proportion of n A relative to n B.

17 © Dario Bressanini16 But we also know that under the same conditions In general the chemical potentials do vary with composition. Therefore at constant temperature and pressure Therefore it must be true that This expression is a special case of the Gibbs-Duhem equation. What this means is that the chemical potentials each component in a mixture are coupled. In other words, they can not vary independently. The results presented here are general to all partial molar quantities.

18 © Dario Bressanini17 Significato del Potenziale Chimico Poiche’ U = G –pV + TS Poiche’ U = G –pV + TS

19 © Dario Bressanini18 Equazione di Gibbs-Duhem Poniamoci a T e p costanti: Poniamoci a T e p costanti: Tuttavia, in questa condizioni Tuttavia, in questa condizioni Equazione di Gibbs-Duhem Il potenziale chimico dei componenti non puo’ variare indipendentemente

20 © Dario Bressanini19 Termodinamica del Mescolamento Consideriamo due gas ideali in due recipienti, alla stessa temperatura e pressione Consideriamo due gas ideali in due recipienti, alla stessa temperatura e pressione mescoliamo

21 © Dario Bressanini20 Termodinamica del Mescolamento Dopo il mescolamento le pressioni parziali saranno p A e p B Dopo il mescolamento le pressioni parziali saranno p A e p B p = p A + p B

22 © Dario Bressanini21 Termodinamica del Mescolamento Il mescolamento e’ spontaneo Il mescolamento e’ spontaneo

23 © Dario Bressanini22 Entalpia di Mescolamento Poiche’ a T e p costanti,  G =  H –T  S Poiche’ a T e p costanti,  G =  H –T  S Sostituendo le espressioni precedenti, notiamo che per un gas ideale  H = 0 Sostituendo le espressioni precedenti, notiamo che per un gas ideale  H = 0 Per dei gas ideali, il processo di mescolamento e’ dovuto all’aumento di entropia. Per dei gas ideali, il processo di mescolamento e’ dovuto all’aumento di entropia.

24 SoluzioniSoluzioni

25 © Dario Bressanini24 Soluzioni con Solidi e Liquidi Una soluzione è una miscela omogenea di due o più specie Una soluzione è una miscela omogenea di due o più specie Consideriamo una miscela di due componenti, in cui almeno una delle due non e’ un gas Consideriamo una miscela di due componenti, in cui almeno una delle due non e’ un gas  Liquido-Liquido  Liquido-Gas  Solido-Liquido  Solido-Gas  Solido-Solido Sapete trovare degli esempi dei casi precedenti? Sapete trovare degli esempi dei casi precedenti?

26 © Dario Bressanini25 Soluzioni

27 © Dario Bressanini26 Soluzioni Solide Lo zaffiro invece (meno pregiato), deve la sua colorazione blu al Ferro e al Titanio che hanno sostituito alcuni atomi di Alluminio Lo zaffiro invece (meno pregiato), deve la sua colorazione blu al Ferro e al Titanio che hanno sostituito alcuni atomi di Alluminio Il Rubino è una soluzione solida di ossido di cromo in Corindone (Al 2 O 3 ) Il Rubino è una soluzione solida di ossido di cromo in Corindone (Al 2 O 3 ) La varietà detta “sangue di piccione” è una delle gemme colorate più preziose La varietà detta “sangue di piccione” è una delle gemme colorate più preziose

28 © Dario Bressanini27 Soluzioni Solide e Liquide In una miscela, e’ arbitrario definire quale e’ il soluto e quale il solvente. In una miscela, e’ arbitrario definire quale e’ il soluto e quale il solvente. Tuttavia, se una componente ha una frazione molare vicina a 1, la si considera solvente Tuttavia, se una componente ha una frazione molare vicina a 1, la si considera solvente La componente a minor frazione molare è chiamata soluto La componente a minor frazione molare è chiamata soluto Una soluzione satura contiene la quantità massima di soluto disciolto a quella pressione e temperatura Una soluzione satura contiene la quantità massima di soluto disciolto a quella pressione e temperatura

29 © Dario Bressanini28 Soluzioni Sovrassature Una soluzione può essere temporaneamente in uno stato metastabile, ed avere più soluto di quanto permesso Una soluzione può essere temporaneamente in uno stato metastabile, ed avere più soluto di quanto permesso

30 Legge di Raoult

31 © Dario Bressanini30 Legge di Raoult Consideriamo una miscela con un liquido volatile e un liquido o un solido non volatile Consideriamo una miscela con un liquido volatile e un liquido o un solido non volatile Come varia la pressione parziale del liquido volatile al variare della frazione molare? Come varia la pressione parziale del liquido volatile al variare della frazione molare? Indichiamo con p* la pressione di vapore del liquido puro Indichiamo con p* la pressione di vapore del liquido puro

32 © Dario Bressanini31 Legge di Raoult Aggiungendo del soluto non volatile ad una soluzione di liquido volatile, la pressione di vapore diminuisce Aggiungendo del soluto non volatile ad una soluzione di liquido volatile, la pressione di vapore diminuisce Bloccato Vi sono meno molecole di solvente sulla superficie. Il soluto impedisce ad alcune molecole di passare nella fase gassosa, ma non ne impedisce il ritorno alla fase liquida. Vi sono meno molecole di solvente sulla superficie. Il soluto impedisce ad alcune molecole di passare nella fase gassosa, ma non ne impedisce il ritorno alla fase liquida.

33 © Dario Bressanini32 Legge di Raoult Se assumiamo che le interazioni solvente-solvente siano identiche a quelle soluto- solvente, possiamo concludere che la pressione di vapore e’ proporzionale alla frazione molare Se assumiamo che le interazioni solvente-solvente siano identiche a quelle soluto- solvente, possiamo concludere che la pressione di vapore e’ proporzionale alla frazione molare p A = x A p A *

34 © Dario Bressanini33 Soluzioni Ideali Le soluzioni che seguono la legge di Raoult di chiamano Soluzioni Ideali Le soluzioni che seguono la legge di Raoult di chiamano Soluzioni Ideali Le soluzioni ideali hanno  sol H =0 Le soluzioni ideali hanno  sol H =0 p A = x A p A * Francois Raoult ( )

35 © Dario Bressanini34 Soluzione di due Liquidi Volatili Consideriamo ora due liquidi volatili. Consideriamo ora due liquidi volatili. Entrambi hanno una pressione di vapore Entrambi hanno una pressione di vapore

36 © Dario Bressanini35 Legge di Raoult per Liquidi Volatili Se assumiamo che la soluzione sia ideale: Se assumiamo che la soluzione sia ideale:  La pressione di vapore di ogni componente puo’ essere calcolata mediante la legge di Raoult  La pressione totale e’ la somma delle due pressioni parziali. p A =  A p A *p B =  B p B * p tot = p A + p B =  A p A * +  B p B *

37 © Dario Bressanini36 Soluzione di Toluene e Benzene C C C C C C H HHH H H Benzene Toluene C C C C C C H H CH 3 H H H Benzene e Toluene sono composti volatili con una struttura simile e quindi forze intermolecolari simili. Una loro soluzione si comporta idealmente

38 © Dario Bressanini37 Soluzione Ideale e non Ideale p tot =  A p A * +  B p B *

39 © Dario Bressanini38 Soluzioni Non Ideali La maggior parte delle soluzioni non sono ideali La maggior parte delle soluzioni non sono ideali Le interazioni tra A e B sono diverse da quelle AA e BB Le interazioni tra A e B sono diverse da quelle AA e BB Deviazione positiva Deviazione negativa

40 © Dario Bressanini39 Soluzioni Non Ideali La maggior parte delle soluzioni non sono ideali La maggior parte delle soluzioni non sono ideali

41 © Dario Bressanini40 Non-Ideal Solutions Most solutions are not ideal:  Case 1: If the intermolecular forces between A and B molecules are weaker than those between A molecules and between B molecules, then there is a greater tendency for these molecules to leave the solution than in the case of an ideal solution.  P T > P A + P B  Case 2: If A molecules attract B molecules more strongly than the do their own kind, the vapor pressure of the solution is less than the sum of the vapor pressures.  P T < P A + P B

42 © Dario Bressanini41 Positive Deviations from Raoult’s Law Observed pressure higher than than predicted by Raolut’s Law. Observed pressure higher than predicted by Raolut’s Law. Obtained when A  A and B  B interactions are stronger than A  B interactions. Obtained when A  A and B  B interactions are stronger than A  B interactions. Characterized by  H soln > 0 Characterized by  H soln > 0 Example: ethanol and hexane Example: ethanol and hexane

43 © Dario Bressanini42 Negative Deviations from Raoult’s Law Observed pressure lower than than predicted by Raolut’s Law. Observed pressure lower than predicted by Raolut’s Law. Obtained when A  A and B  B interactions are weaker than A  B interactions. Obtained when A  A and B  B interactions are weaker than A  B interactions. Characterized by  H soln > 0 Characterized by  H soln > 0 Example: acetone and water (these can hydrogen-bond to each other) Example: acetone and water (these can hydrogen-bond to each other)

44 Legge di Henry

45 © Dario Bressanini44 Legge di Henry La legge di Raoult, per soluzioni non ideali, e’ una legge limite La legge di Raoult, per soluzioni non ideali, e’ una legge limite  Se x A  1 p A =  A p A * xAxA 01 p pB*pB*pB*pB* pA*pA*pA*pA* k’ H;B k’ H;A William Henry ha scoperto che per x A  0 p A =  A K A William Henry ha scoperto che per x A  0 p A =  A K A La pressione parziale è proporzionale alla frazione molare, ma la costante di proporzionalità non è p A * La pressione parziale è proporzionale alla frazione molare, ma la costante di proporzionalità non è p A *

46 © Dario Bressanini45 Leggi di Henry e Raoult

47 © Dario Bressanini46 Legge di Henry Interpretazione Molecolare

48 © Dario Bressanini47 Legge di Henry La conoscenza delle costanti di Henry è importante per molte applicazioni La conoscenza delle costanti di Henry è importante per molte applicazioni Gas (in H 2 O) K/(10 Mpa) CO H N O Il Diossido di Carbonio si scioglie molto bene in acqua Il Diossido di Carbonio si scioglie molto bene in acqua

49 © Dario Bressanini48

50 © Dario Bressanini49 Legge di Henry

51 © Dario Bressanini50 Legge di Henry Ad altre pressioni l’Azoto e l’ossigeno si sciolgono nel sangue. Ad altre pressioni l’Azoto e l’ossigeno si sciolgono nel sangue. Tornando in superficie troppo velocemente, si può soffrire di Embolia Tornando in superficie troppo velocemente, si può soffrire di Embolia

52 Solubilità nel Sangue Ad altre pressioni l’Azoto e l’ossigeno si sciolgono nel sangue. Ad altre pressioni l’Azoto e l’ossigeno si sciolgono nel sangue. L’ossigeno viene consumato, ma l’Azoto rimane nel sangue. L’ossigeno viene consumato, ma l’Azoto rimane nel sangue. Camere Iperbariche Camere Iperbariche Sangue Artificiale Sangue Artificiale

53 © Dario Bressanini52 Legge di Henry Molti prodotti sfruttano la grande solubilità dei gas in acqua Molti prodotti sfruttano la grande solubilità dei gas in acqua CO 2 N 2 /CO 2

54 © Dario Bressanini53

55 © Dario Bressanini54 Disaster: (1700 dead) from Gas Solubility In the African nation of Cameroon in 1986 a huge bubble of CO 2 gas escaped from Lake Nyos and moved down a river valley at 20 m/s (about 45 mph). Because CO 2 is denser than air, it hugged the ground and displaced the air in its path. More than 1700 people suffocated. The CO 2 came from springs of carbonated groundwater at the bottom of the lake. Because the lake is so deep, the CO 2 mixed little with the upper layers of water, and the bottom layer became supersaturated with CO 2. When this delicate situation was changed, perhaps because of an earth-quake or landslide, the CO 2 came out of the lake water just like it does when a can of soda is opened. In the African nation of Cameroon in 1986 a huge bubble of CO 2 gas escaped from Lake Nyos and moved down a river valley at 20 m/s (about 45 mph). Because CO 2 is denser than air, it hugged the ground and displaced the air in its path. More than 1700 people suffocated. The CO 2 came from springs of carbonated groundwater at the bottom of the lake. Because the lake is so deep, the CO 2 mixed little with the upper layers of water, and the bottom layer became supersaturated with CO 2. When this delicate situation was changed, perhaps because of an earth-quake or landslide, the CO 2 came out of the lake water just like it does when a can of soda is opened. Lake Nyos in Cameroon, the site of a natural disaster. In 1986 a huge bubble of CO 2 escaped from the lake and asphyxiated more than 1700 people.

56 © Dario Bressanini55 Mistero Dottor Holmes, Perchè mi si sgasano sempre le bottiglie di Gassosa semivuote? Watson: Per la legge di Henry, mio caro Watson !!! Sherlock Holmes:

57 Proprietà Colligative

58 © Dario Bressanini57 Proprietà Colligative Aggiungendo un soluto in un solvente, abbiamo visto come le proprietà del solvente cambiano Aggiungendo un soluto in un solvente, abbiamo visto come le proprietà del solvente cambiano Si chiamano proprietà colligative quelle proprietà del solvente che dipendono solo dal numero di molecole di soluto ma non dalla loro identità Si chiamano proprietà colligative quelle proprietà del solvente che dipendono solo dal numero di molecole di soluto ma non dalla loro identità  Innalzamento Ebullioscopico  Abbassamento Crioscopico  Pressione Osmotica  (Solubilità)

59 © Dario Bressanini58 P T Adding a solute to a pure liquid elevates its T boil by lowering its vapor pressure. Adding a solute to a pure liquid elevates its T boil by lowering its vapor pressure.  (Raoult’s Law)  It also stabilizes liquid against solid (lowers T fusion ) »Lower P wins, remember? Click to see the new liquid regions and Click to see the new liquid regions and  2 colligative properties in 1! Cambiamenti del Diagramma di Fase

60 © Dario Bressanini59 Variazione della Pressione di Vapore

61 © Dario Bressanini60 Variazione della Pressione di Vapore

62 © Dario Bressanini61 Innalzamento Ebullioscopico Se assummiamo che il soluto B non sia volatile è possibile valutare l’innalzamento del punto di ebollizione Se assummiamo che il soluto B non sia volatile è possibile valutare l’innalzamento del punto di ebollizione  T = K x B  T = K x B K = RT* 2 /  vap H K = RT* 2 /  vap H T* T*+  T Quando si deve mettere il sale nell’acqua per la pasta?

63 © Dario Bressanini62 Innalzamento Ebullioscopico Se assummiamo che il soluto B non si sciolga nel solido è possibile valutare abbassamento del punto di fusione Se assummiamo che il soluto B non si sciolga nel solido è possibile valutare abbassamento del punto di fusione  T = K’ x B  T = K’ x B K’ = RT* 2 /  fus H K’ = RT* 2 /  fus H T*-  T T*

64 © Dario Bressanini63 Abbassamento Crioscopico Il soluto, rende più difficile costruire il reticolo cristallino solido, e quindi diminuisce il punto di fusione Il soluto, rende più difficile costruire il reticolo cristallino solido, e quindi diminuisce il punto di fusione

65 © Dario Bressanini64 Abbassamento Crioscopico Anticongelante nel radiatore (DietilenGlicole) Anticongelante nel radiatore (DietilenGlicole) Sale sulle strade (NaCl o meglio CaCl 2 ) per sciogliere il ghiaccio Sale sulle strade (NaCl o meglio CaCl 2 ) per sciogliere il ghiaccio Gelatiera casalinga Gelatiera casalinga

66 © Dario Bressanini65 Quiz Perchè la birra calda fa schifo? Perchè la birra calda fa schifo?

67 © Dario Bressanini66

68 OsmosiOsmosi

69 © Dario Bressanini68 Osmosi L’Osmosi e’ il passaggio spontaneo di un solvente puro verso una soluzione, separata da una membrana semipermeabile L’Osmosi e’ il passaggio spontaneo di un solvente puro verso una soluzione, separata da una membrana semipermeabile Una membrana semipermeabile permette il passaggio del solvente ma non del soluto Una membrana semipermeabile permette il passaggio del solvente ma non del soluto Il solvente passa dalla soluzione meno concentrata a quella piu’ concentrata Il solvente passa dalla soluzione meno concentrata a quella piu’ concentrata 4% NaCl10% NaCl H2OH2O Membrana Semipermeabile 7% NaCl H2OH2O Equilibrio

70 © Dario Bressanini69 Pressione Osmotica La pressione osmotica e’ quella pressione che, aggiunta a quella atmosferica e’ necessaria per impedire il passaggio del solvente attraverso la membrana semmipermeabile La pressione osmotica e’ quella pressione che, aggiunta a quella atmosferica e’ necessaria per impedire il passaggio del solvente attraverso la membrana semmipermeabile La pressione osmotica si indica con  La pressione osmotica si indica con 

71 © Dario Bressanini70 Pressione Osmotica

72 © Dario Bressanini71 Pressione Osmotica  V = n soluto RT

73 © Dario Bressanini72

74 © Dario Bressanini73 Pressione Osmotica e Sangue Le pareti cellulari sono membrane semipermeabili Le pareti cellulari sono membrane semipermeabili La pressione osmotica non puo’ cambiare, altrimenti le cellule vengono danneggiate La pressione osmotica non puo’ cambiare, altrimenti le cellule vengono danneggiate Il flusso di acqua da un globulo rosso verso l’ambiente deve essere all’equilibrio Il flusso di acqua da un globulo rosso verso l’ambiente deve essere all’equilibrio Una soluzione Isotonica ha la stessa pressione osmotica delle cellule del sangue Una soluzione Isotonica ha la stessa pressione osmotica delle cellule del sangue 5% glucosio e 0.9% NaCl

75 © Dario Bressanini74 Soluzione Ipertonica la concentrazione esterna e’ piu’ alta Raggrinzimento Osmosi e Globuli Rossi Soluzione Ipotonica la concentrazione esterna e’ piu’ bassa Emolisi Soluzione Isotonica I Globuli Rossi hanno la stessa concentrazione del liquido circostante

76 © Dario Bressanini75 Dialisi Si parla di Dialisi quando il solvente e piccole molecole di soluto passano attraverso una membrana semipermeabile Si parla di Dialisi quando il solvente e piccole molecole di soluto passano attraverso una membrana semipermeabile Grandi molecole e particelle non passano Grandi molecole e particelle non passano L’emodialisi (rene artificiale) e’ usata in medicina per rimuovere delle sostanze (ad esempio urea) in concentrazione tossiche (In chimica NON esistono sostanze tossiche, ma solo concentrazioni tossiche) L’emodialisi (rene artificiale) e’ usata in medicina per rimuovere delle sostanze (ad esempio urea) in concentrazione tossiche (In chimica NON esistono sostanze tossiche, ma solo concentrazioni tossiche)

77 © Dario Bressanini76 Reni e Dialisi I prodotti di scarto trasportati dal sangue vengono dializzati dai reni attraverso una membrana semipermeabile. Attraverso dei tubuli vengono eliminati nell’Urina I prodotti di scarto trasportati dal sangue vengono dializzati dai reni attraverso una membrana semipermeabile. Attraverso dei tubuli vengono eliminati nell’Urina Nel rene artificiale questa operazione viene effettuata artificialmente Nel rene artificiale questa operazione viene effettuata artificialmente Arteria Vena Uretra

78 © Dario Bressanini77

79 © Dario Bressanini78 Dialysis Process of cleaning blood Process of cleaning blood

80 © Dario Bressanini79 Un marinaio naufraga su un’isola deserta senza acqua dolce da bere. Sa che i soccorsi arriveranno in 8 giorni, ma che senz’acqua puo’ sopravvivere solo per 7 giorni. Con il vento a favore tuttavia, la nave di salvataggio arriva gia’ dopo 5 giorni, ma trova il marinaio morto sulla spiaggia. Cosa e’ successo? Il Caso del Marinaio Naufrago Sperando di sopravvivere piu’ a lungo, il marinaio ebbe la pessima idea di bere acqua del mare

81 © Dario Bressanini80 Chimica Fisica in Cucina Cosa consiglia la Chimica Fisica per una Macedonia perfetta? Cosa consiglia la Chimica Fisica per una Macedonia perfetta? Spargere lo Zucchero sulle fragole tagliate, e solo in seguito aggiungere il limone (antiossidante) Spargere lo Zucchero sulle fragole tagliate, e solo in seguito aggiungere il limone (antiossidante)

82 © Dario Bressanini81 Chimica Fisica in Cucina E per una buona bistecca? E per una buona bistecca? Il sale va aggiunto solo alla fine Il sale va aggiunto solo alla fine

83 © Dario Bressanini82 OsmosisOsmosis

84 © Dario Bressanini83 Solubilita’

85 © Dario Bressanini84 The phenomenon of freezing-point de-pression can be turned around to apply to the precipitation of a solute from solution. Just by thinking of the solute as the substance that “freezes out” we get - ln x B = (  fus H/R)(1/T - 1/T*) The phenomenon of freezing-point de-pression can be turned around to apply to the precipitation of a solute from solution. Just by thinking of the solute as the substance that “freezes out” we get - ln x B = (  fus H/R)(1/T - 1/T*)  Here  fus H is the enthalpy of fusion of the SOLUTE (the component that solidifies first) and T* is the freezing (melting) point of the pure SOLUTE. Solubilita’

86 © Dario Bressanini85 Solubilita’ dei Solidi Alcuni sali hanno una entalpia di soluzione negativa e quindi diminuiscono la loro solubilita’ all’aumentare della temperatura. Alcuni sali hanno una entalpia di soluzione negativa e quindi diminuiscono la loro solubilita’ all’aumentare della temperatura.

87 © Dario Bressanini86 Solubilita’ dei Gas La solubilita’ dei gas in acqua di solito diminuisce con la temperatura La solubilita’ dei gas in acqua di solito diminuisce con la temperatura In altri solventi puo’ anche aumentare In altri solventi puo’ anche aumentare L’acqua degli impianti industriali deve venir raffreddata prima di essere gettata nell’ambiente

88 © Dario Bressanini87 Interpretation of  H soln  H soln =  H 1 +  H 2 +  H 3 where CONCLUSION: CONCLUSION: For good solubility (  H soln small or negative),  H 3 must compensate for  H 1 and  H 2. For good solubility (  H soln small or negative),  H 3 must compensate for  H 1 and  H 2.  H 1 =solute-solute energy (> 0)  H 1 =solute-solute energy (> 0)  H 2 =solvent-solvent energy (> 0)  H 2 =solvent-solvent energy (> 0)  H 3 =solute-solvent energy (< 0)  H 3 =solute-solvent energy (< 0)


Scaricare ppt "Termodinamica Chimica Miscele e Soluzioni Universita’ degli Studi dell’Insubria Corsi."

Presentazioni simili


Annunci Google