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Proprietà Colligative di Pietro Gemmellaro. Ai nostri fini possiamo dividere le sostanze chimiche in due grosse classi: ELETTROLITI Sostanze che si dissociano.

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1 Proprietà Colligative di Pietro Gemmellaro

2 Ai nostri fini possiamo dividere le sostanze chimiche in due grosse classi: ELETTROLITI Sostanze che si dissociano Formano IONI NON ELETTROLITI Sostanze che NON si dissociano NON formano IONI ELETTROLITI FORTI Sostanze che si dissociano TOTALMENTE ELETTROLITI DEBOLI Sostanze che si dissociano PARZIALMENTE

3 Stiamo attenti a NON confondere la dissociazione con la solubilità! Una sostanza può infatti essere: Solubile e dissociarsi; Solubile e NON dissociarsi; Insolubile e dissociarsi; Insolubile e NON dissociarsi.

4 Quali sono le classi di sostanze chimiche che appartengono ai non elettroliti, agli elettroliti forti e a quelli deboli? I non elettroliti sono - nella maggior parte dei casi - sostanze organiche (zucchero, benzene, olio, acetone, ecc); Gli elettroliti forti sono i Sali, gli acidi forti e le basi forti. Gli acidi forti sono: HCl, HBr, HI HClO 3, HClO 4 H 2 SO 4 HNO 3 Le basi forti sono: MOHM(OH) 2 tranne Be Gli elettroliti deboli sono gli acidi deboli e le basi deboli.

5 Per gli elettroliti un indice della ionizzazione è il grado di dissociazione definito come: In base alla definizione del grado di dissociazione: per i non elettroliti = 0; per gli elettroliti forti = 1; per gli elettroliti deboli 0 < < 1. Il grado di dissociazione si può esprimere pure in percentuale: così i valori vanno dallo 0 % sino al 100 %. Gli elettroliti deboli hanno bassi valori di, tipicamente qualche unità percentuale.

6 Il grado di dissociazione (per gli elettroliti deboli) varia al variare della concentrazione: tanto più concentrata è la soluzione, tanto più piccolo è. Riepilogando quindi: NON ELETTROLITI Sostanze organiche = 0 ELETTROLITI FORTI Sali, acidi forti e basi forti = 1 ELETTROLITI DEBOLI Acidi deboli e basi deboli 0 < < 1

7 2003, C, REG, 54 Il grado di dissociazione di un elettrolita debole, in acqua, a temperatura costante: A) diminuisce allaumentare della diluizione dellelettrolita B) aumenta allaumentare della diluizione dellelettrolita C) è indipendente dalla diluizione dellelettrolita perché dipende solo dalla T D) può essere anche maggiore di 1 a diluizione infinita 2005, C, REG, 24 Il grado di dissociazione di un elettrolita NON dipende da: A) il tipo di elettrolita B) la temperatura C) la costante di dissociazione dellelettrolita D) la pressione esterna sulla soluzione

8 Ogni liquido ha una naturale tendenza ad evaporare, chiamata tensione di vapore o pressione di vapore che dipende: dalla natura del liquido (es. alcol ed acqua); dalla temperatura (es. acqua fredda e acqua calda); dalla pressione esterna (es. montagna e pianura). Quando un liquido bolle? Quando la tensione di vapore del liquido raggiunge (e supera) la pressione esterna.

9 2005, Altro, CeCh, 5 Se si diminuisce la pressione che insiste sulla superficie di un liquido la temperatura di ebollizione di questo: A) si abbassa B) si alza C) non cambia D) si abbassa o si alza a seconda che il liquido formi o no legami a idrogeno 1998, O, FIS, 64 La temperatura di ebollizione di un liquido ad una data pressione: 1) dipende dalla superficie libera del liquido 2) dipende dalla massa del liquido 3) dipende dalla quantità di calore assorbito 4) dipende sia dal tipo di liquido che dalla quantità di calore assorbito 5) dipende esclusivamente dal tipo di liquido che si considera

10 Si definiscono colligative le proprietà il cui valore dipende solo dal numero reale (cioè vero) delle particelle per unità di volume (cioè dalla concentrazione) che le determinano e non dalla natura chimica (dalla quantità e non dalla qualità). Esse si generano con un soluto NON volatile e si intensificano con laumento della concentrazione. Tali proprietà sono servite per determinare i PM dei soluti. Per le soluzioni esse sono: Abbassamento della tensione di vapore; Innalzamento della temperatura di ebollizione (ebullioscopia); Abbassamento della temperatura di congelamento (crioscopia); Pressione osmotica.

11 Se indichiamo con A il solvente e con B il soluto, dal punto di vista matematico si ha che:

12 Dato che le proprietà colligative dipendono solo dal numero reale (cioè vero) delle particelle per unità di volume (cioè dalla concentrazione) che le determinano, e non dalla natura chimica, dobbiamo capire come calcolare tale numero vero! Per tener conto di ciò, si deve considerare il coefficiente i di Vant Hoff (che rappresenta un fattore correttivo della concentrazione): i = 1 + ( – 1) Dove: i = coefficiente di Vant Hoff = grado di dissociazione = indice di dislocazione

13 Quindi tutte queste equazioni vanno corrette per i, per cui diventano:

14 Mistero… Quando la mamma fa la pasta e aggiunge il sale allacqua, la nuova soluzione che si è venuta a formare, bolle di più o bolle di meno? E bollirà a una temperatura più alta o a una più bassa? Laggiunta di un soluto NON VOLATILE a un solvente (con la formazione dunque di una nuova soluzione) provoca un abbassamento della tensione di vapore (es.: per lacqua da 760 mmHg a 750 mmHg). Quindi lacqua bolle più lentamente.

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16 Mistero… Perché si aggiunge il paraflu al radiatore dellautomobile? Laggiunta di un soluto NON VOLATILE a un solvente (con la formazione dunque di una nuova soluzione) provoca un innalzamento della temperatura di ebollizione (es.: per lacqua da 100 °C a 103 °C). Esso ha un duplice scopo: da una parte fa aumentare il punto di ebollizione dellacqua (es: per lestate e per la montagna) e dallaltro fa abbassare il punto di congelamento dellacqua (es: per linverno e per la montagna). Le proprietà colligative si realizzano tutte insieme!

17 2002, Altro, CeCh, 15 Quale delle seguenti sostanze sciolte in acqua in concentrazione 0,1 molale, darà la soluzione con più elevata temperatura di ebollizione? A) fosfato di sodio B) nitrato di bario C) solfato di alluminio D) ioduro di potassio 2005, Altro, CeCh, 7 Tra due soluzioni di NaI e Na 2 CO 3 entrambe 0,5 M ha più alto punto di ebollizione quella di: A) NaI B) Na 2 CO 3 C) hanno uguale punto di ebollizione D) il carbonato si decompone prima di bollire

18 2005, C, REG, 23 Indicare la temperatura di ebollizione (per P = 1 atm) di una soluzione acquosa contenente 1,5 g di solfato di sodio e 6,0 g di ioduro di potassio in 500 ml di H 2 O (d = 1,0 g mL -1 ); (considerare keb = 0,52°C kg mol -1 ). A) 101,02 °C B) 102,11 °C C) 100,11 °C D) 100,63 °C 2006, C, NAZ, 4 Lalizarina è un composto organico avente formula empirica C 7 H 4 O 2. Era noto e usato nellantico Egitto e in India come colorante. Per determinare la sua formula molecolare si sciolgono 0,144 g del composto in 10,00 g di benzene. La tensione di vapore della soluzione di benzene è 94,56 mmHg a 25°C. La tensione di vapore del benzene puro alla stessa temperatura è di 95,00 mmHg. Indicare la formula molecolare dellalizarina: A) C 7 H 4 O 2 B) C 14 H 8 O 4 C) C 21 H 12 O 6 D) C 28 H 16 O 8

19 Mistero… Perché in inverno si cospargono le strade di sale? Laggiunta di un soluto NON VOLATILE a un solvente (con la formazione dunque di una nuova soluzione) provoca un abbassamento della temperatura di congelamento (es.: per lacqua da 0 °C a – 3 °C).

20 1998, V, CHI, 28 Una sostanza disciolta in un solvente: 1) abbassa la temperatura di ebollizione del solvente; 2) innalza la temperatura di ebollizione del solvente; 3) non influenza la temperatura di ebollizione del solvente; 4) innalza la temperatura di congelamento del solvente; 5) innalza la tensione di vapore del solvente. 2005, O, CHI, 45 Raddoppiando il volume di una soluzione di cloruro di sodio mediante aggiunta di acqua pura, il punto di congelamento della nuova soluzione: A) diminuisce di 2° C B) diminuisce C) non varia D) aumenta E) aumenta di 2° C

21 2008, C, NAZ, 49 Sapendo che la costante crioscopica di H 2 O vale 1,86 °C/m, indicare il punto di congelamento di una soluzione acquosa di Al 2 (SO 4 ) 3 avente concentrazione molale pari a 0,010 m: A) -0,093 °C B) 0,093 °C C) -0,465 °C D) 0,018 °C 1999, C, NAZ, 39 Una soluzione (al 2,5% in massa) di un idrocarburo in benzene solidifica a 4,52 °C. Tenendo conto del punto di fusione e della costante crioscopica del benzene (5,5 °C; K cr = 4,9 °C kg mol -1 ) e del contenuto di H dellidrocarburo (6,29 %), si può concludere che: A) la Mr dellidrocarburo è 78 B) la Mr dellidrocarburo non è calcolabile C) la formula dellidrocarburo è C 10 H 22 D) la formula dellidrocarburo è C 10 H 8

22 2004, Altro, CeCh, 27 La costante di abbassamento crioscopico dellacqua è 1,86 mol -1 Kg °C. Una soluzione molale di un acido organico monoprotico determina un abbassamento crioscopico T = 2, K. Stimare lentità della eventuale dissociazione. A) 0 % B) 100 % C) 50 % D) 25 % 2001, Altro, CeCh, 13 Sapendo che il peso molecolare di una sostanza organica di formula C 2 H 4 O 2 ottenuto da misure crioscopiche di una sua soluzione acquosa 6, M è pari a 52,0 u, si può affermare: A) che la sostanza è completamente ionizzata B) che la sostanza è parzialmente ionizzata C) che la sostanza è un dimero D) che la sostanza forma legami a idrogeno con lacqua

23 Losmosi è quel fenomeno che si genera quando due soluzioni a differente concentrazione sono separate da una membrana semi-permeabile (particolare membrana - naturale o artificiale - che lascia passare il solvente ma NON il soluto). In particolare si genera un flusso netto di solvente dalla soluzione più diluita alla più concentrata. La pressione osmotica è la pressione che si deve applicare dallesterno sulla soluzione più concentrata al fine di evitare il fenomeno dellosmosi. Le soluzioni posso essere ipo-toniche, iso-toniche e iper- toniche. Emolisi e raggrinzimento.

24 2004, O, CHI, 58 Una soluzione A é ipertonica rispetto a una soluzione B se: A) la soluzione A é più acida della soluzione B B) separando le due soluzioni mediante una membrana semipermeabile, si instaura un flusso netto di solvente da A verso B C) la soluzione A si trova a una temperatura maggiore rispetto alla soluzione B D) i valori delle proprietà colligative della soluzione B sono maggiori di quelli della soluzione A E) separando le due soluzioni mediante una membrana semipermeabile, si instaura un flusso netto di solvente da B verso A 2004, V, BIO, 29 Una cellula è immersa in una soluzione isotonica. Avviene che: A) lacqua entra ed esce dalla cellula in ugual misura B) lacqua entra nella cellula C) lacqua esce dalla cellula D) lacqua non entra né esce dalla cellula E) la cellula va incontro a lisi

25 2004, Altro, CeCh, 7 Sono date quattro soluzioni acquose di eguale molarità contenenti acido cianidrico, nitrato di sodio, acido nitrico, cianuro di sodio. La soluzione con pressione osmotica più elevata sarà quella contenente: A) acido nitrico B) nitrato di sodio C) avranno tutte la stessa pressione osmotica D) cianuro di sodio 1999, C, REG, 18 Una soluzione fisiologica è stata preparata con NaCl (C = 9 g/L). Una soluzione isotonica ad essa, preparata con glucosio, ne contiene: A) 13,85 g/L B) 9,00 g/L C) 27,7 g/L D) 55,4 g/L

26 2007, C, NAZ, 45 Indicare la concentrazione molare di una soluzione di FeCl 3 isotonica con il sangue a 25 °C, sapendo che per il sangue, alla temperatura di 25 °C, si ha Π = 7,40 atm): A) 3, M B) 1, M C) 7, M D) 1, M 2008, Altro, GNC, 6 Calcolare la pressione osmotica a 27,0 °C di una soluzione che contiene in 1,000 dm 3 0,5845 g di NaCl e 1,8016 g di glucosio: A) 0,492 atm B) 0,984 atm C) 0,366 atm D) 0,738 atm


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