Mario Rippa La chimica di Rippa primo biennio

Capitolo 8 Le soluzioni

Capitolo 8 Le soluzioni § 8.1 Soluzioni e miscugli eterogenei § 8.2 Soluzioni ed entropia § 8.3 Solvente, soluto e soluzione § 8.4 La legge di Dalton delle pressioni parziali § 8.5 Solubilità e soluzioni sature § 8.6 Solubilità dei gas nei liquidi § 8.7 Le dispersioni colloidali § 8.8 La concentrazione delle soluzioni

Un sistema formato da due o più componenti è chiamato miscuglio. § 8.1 Soluzioni e miscugli eterogenei Un sistema formato da due o più componenti è chiamato miscuglio. I miscugli possono essere : miscugli eterogenei; miscugli omogenei o soluzioni.

Un sistema formato da due o più componenti è chiamato miscuglio. § 8.1 Soluzioni e miscugli eterogenei Un sistema formato da due o più componenti è chiamato miscuglio. Il solfato di rame sciolto in acqua è una soluzione, mentre il granito ed il sangue sono miscugli eterogenei.

Un sistema formato da due o più componenti è chiamato miscuglio. § 8.1 Soluzioni e miscugli eterogenei Un sistema formato da due o più componenti è chiamato miscuglio. Un miscuglio eterogeneo è costituito da più fasi. Le proprietà sono diverse nelle differenti parti. In un miscuglio eterogeneo è sempre possibile distinguere e separare i componenti. In un miscuglio contenente zolfo e limatura di ferro, quest’ultima pouò essere separata avvicinando una calamita alla miscela.

§ 8.1 Soluzioni e miscugli eterogenei Una soluzione è un sistema formato da più componenti, che presenta le stesse proprietà intensive in ogni parte. Le soluzioni possono essere: liquide; gassose; solide (leghe metalliche). Nelle soluzioni i componenti sono profondamente mescolati fra di loro.

§ 8.1 Soluzioni e miscugli eterogenei Una soluzione è un sistema formato da più componenti, che presenta le stesse proprietà intensive in ogni parte. Bronzo, acciaio, ghisa e ottone sono importanti leghe.

L’entropia è la misura del grado di disordine di un sistema. § 8.2 Soluzioni ed entropia L’entropia è la misura del grado di disordine di un sistema. Quando si forma una soluzione l’entropia aumenta, in quanto si passa da un sistema ordinato ad uno disordinato. Una goccia di inchiostro aggiunta ad un recipiente con acqua tende a disperdersi nel liquido spontaneamente aumentando l’entropia del sistema. Non accadrà mai che l’entropia diminuisca spontaneamente e che l’inchiostro e l’acqua si separino.

§ 8.3 Solvente, soluto e soluzione I componenti di una soluzione sono: solvente: il componente più abbondante; soluti: i componenti presenti in minore quantità. La solubilità è la quantità massima di soluto che si può sciogliere in una data quantità di solvente. La solubilità viene espressa in moli o grammi di soluto che si solubilizzano in un volume unitario di solvente.

§ 8.4 La legge di Dalton delle pressioni parziali La pressione esercitata da una soluzione gassosa è uguale alla somma delle pressioni parziali dei singoli gas costituenti la soluzione. La legge di Dalton, o legge delle pressioni parziali si può riassumere: Ptot = pA + pB + pC + … La pressione esercitata da un gas dipende dal numero di molecole presenti nel recipiente. Se due gas si mescolano il numero delle molecole aumenta e la pressione della soluzione gassose è uguale alla somma delle pressioni parziali dei due gas.

§ 8.5 Solubilità e soluzioni sature Una sostanza che si scioglie facilmente in un solvente è detta solubile, mentre se non si scioglie è detta insolubile. Una soluzione è detta satura se contiene la massima quantità possibile di soluto e si forma il corpo di fondo. Molte sostanze insolubili in acqua lo sono in altri solventi, come alcol, benzina o etere. Se si aggiunge solvente ad una soluzione satura che presenta il corpo di fondo, il soluto può andare in soluzione, aggiungendo altro soluto si deposita ulteriormente il corpo di fondo.

§ 8.5 Solubilità e soluzioni sature La solubilità di un solido aumenta con la temperatura e dipende dalla natura chimica del soluto. Diminuendo la temperatura di una soluzione satura diminuisce la solubilità e si ha la precipitazione del soluto. Se il processo di soluzione è troppo veloce si forma una soluzione sovrassatura.

§ 8.5 Solubilità e soluzioni sature La velocità del processo di soluzione dipende da: estensione della superficie di contatto; rimescolamento; temperatura. Lo zuccherò in granelli si scioglie più velocemente rispetto alle zollette in quanto la superficie di contatto tra solvente e soluto è maggiore. Il rimescolamento fa aumentare la velocità di soluzione e lo zucchero si scioglie più velocemente in un caffè caldo.

§ 8.6 Solubilità dei gas nei liquidi La legge di Henry afferma che la quantità di gas che si scioglie in un liquido è direttamente proporzionale alla pressione esercitata dal gas. Sgas = KH · pgas Lo zuccherò in granelli si scioglie più velocemente rispetto alle zollette in quanto la superficie di contatto tra solvente e soluto è maggiore. Il rimescolamento fa aumentare la velocità di soluzione e lo zucchero si scioglie più velocemente in un caffè caldo.

§ 8.6 Solubilità dei gas nei liquidi La legge di Henry afferma che la quantità di gas che si scioglie in un liquido è direttamente proporzionale alla pressione esercitata dal gas. L’aumento della pressione favorisce le collisioni tra le molecole del gas e del solvente, per cui la solubilità aumenta.

§ 8.6 Solubilità dei gas nei liquidi La legge di Henry afferma che la quantità di gas che si scioglie in un liquido è direttamente proporzionale alla pressione esercitata dal gas. La CO2 disciolta nel vino sotto pressione esce con violenza quando la bottiglia viene stappata a causa della diminuzione di pressione che determina una minore solubilità del gas. L’aumento della pressione favorisce le collisioni tra le molecole del gas e del solvente, per cui la solubilità aumenta.

§ 8.6 Solubilità dei gas nei liquidi Altri fattori che influenzano la solubilità dei gas sono la temperatura e le caratteristiche chimiche del soluto e del solvente. La solubilità dei gas diminuisce all’aumentare della temperatura ed aumenta con la forza dei legami che si formano tra soluto e solvente. L’aumento della pressione favorisce le collisioni tra le molecole del gas e del solvente, per cui la solubilità aumenta.

§ 8.6 Solubilità dei gas nei liquidi Altri fattori che influenzano la solubilità dei gas sono la temperatura e le caratteristiche chimiche del soluto e del solvente. I mari caldi sono i più pescosi in quanto si scioglie una maggior quantità di ossigeno e le orme di vita sono più abbondanti. L’ossigeno è meno solubile in acqua del diossido di carbonio in quanto perché la sua molecola non forma legami stabili con l’acqua.

§ 8.7 Le dispersioni colloidali Le dispersioni colloidali, o colloidi, si formano quando le particelle disperse hanno dimensioni comprese tra 1 e 1000 nanometri. I colloidi sono una situazione intermedia tra i miscugli eterogenei e le soluzioni. Le particelle dei colloidi sono grandi e riflettono la luce. Per questo motivo i colloidi appaiono torbidi e lattiginosi. I colloidi si classificano in base allo stato di aggregazione della fase disparsa e del mezzo disperdente. Se le particelle hanno dimensioni superiori ai 1000 nm si parla di sospensioni.

§ 8.8 La concentrazione delle soluzioni La concentrazione di una soluzione esprime la quantità relativa di soluto e solvente presenti in una soluzione. La concentrazione di una soluzione viene espressa in diversi modi a seconda della convenienza. Ad esempio la concentrazione degli alcolici si esprime in % V/V.