Stato liquido Un liquido e’ caratterizzato da una struttura dinamica, continuamente soggetta a modifiche. I liquidi sono quindi caratterizzati da un ordine a corto raggio, che si contrappone all’ordine a lungo raggio dei cristalli.

sublimazione evaporazione fusione solido liquido gas solidificazione condensazione brinamento

Concentrazione di una soluzione Frazione molare

Concentrazione di una soluzione Molarità La concentrazione molare è il rapporto tra la quantità di sostanza disciolta ed il volume della soluzione

Concentrazione di una soluzione Molalità La concentrazione molare è il rapporto tra la quantità di sostanza disciolta e la massa di solvente

densità densità Rapporto tra massa e volume della soluzione La densità permette dicorrelare la CM e la Cm

solubilità La massima quantità di soluto che si può sciogliere in una quantità definita si solvente La solubilità di ogni composto è costante a Temperatura costante

Solubilità di alcuni sali Mol kg-1 di solvente F- Cl- I- SO42- CO32- Li+ 0,10 15,02 12,32 2,37 0,20 Na+ 1,00 6,41 12,27 0,33 0,66 K+ 15,88 4,65 7,68 0,70 8,1 Mg2+ 1,2x10-3 5,96 5,32 2,16 Ca2+ 2,9x10-4 6,71 7,11 1,5x10-2 1,3x10-4 Sr2+ 7,0x10-3 3,39 4,84 6,0x10-4 Ba2+ 6,8x10-3 1,80 4,34 9,0x10-6 1,0x10-4

Solubilità in vari solventi Mol kg-1 di solvente H2O C2H5OH C6H6 LiCl 15,02 0,59 - NH4Cl 6,90 5,5x10-2 I2 1,1x10-3 1,05 0,64 C10H8 2,3x10-4 0,63 10,01

Solubilità in vari solventi Mol kg-1 di solvente H2O C2H5OH C6H6 LiCl 15,02 0,59 - NH4Cl 6,90 5,5x10-2 I2 1,1x10-3 1,05 0,64 C10H8 2,3x10-4 0,63 10,01 Gli effetti di solvatazione dipendono dalla polarità del solvente. Se il solvente non è polare l’effetto di solvatazione è trascurabile, di consequenza i composti ionici non sono solubile

Solubilità in vari solventi Mol kg-1 di solvente H2O C2H5OH C6H6 LiCl 15,02 0,59 - NH4Cl 6,90 5,5x10-2 I2 1,1x10-3 1,05 0,64 C10H8 2,3x10-4 0,63 10,01 Le interazioni intermolecolari sono dovute a forze di Van der Waals (polarizzabilità). Se il solvente ha caratteristiche simili a quelle del soluto, allora le interazioni soluto-solvente sono dello stesso ordine di quelle soluto-soluto, e quindi il solido è solubile

Solubilizzazione e solvatazione Cationi ed anioni attraggono il solvente ciascuno secondo la propria carica Le molecole di solvente, che sono dipoli, interagiscono con gli ioni alla superficie del cristallo. Questo indebolisce il legame tra gli ioni del cristallo

Solubilizzazione e solvatazione Gli ioni si coordinano a delle molecole di solvente. Tali complessi possono a volte essere isolati anche in forma cristallina L’ interazione tra gli ioni in soluzione è molto minore rispetto allo stato solido perché la presenza delle molecole di acqua diminuisce l’interazione coulombiana. La costante dielettrica di H2O è 80, quella del vuoto è 1.

Solubilità e legame ad idrogeno

La solubilità di un gas è MAGGIORE a Temperatura MINORE Solubilità dei gas Il disordine del gas è minore quando il gas è disciolto in un liquido. Quindi il contributo entropico alla solubilizzazione del gas è NEGATIVO La solubilità di un gas è MAGGIORE a Temperatura MINORE La solubilità di un gas è MAGGIORE all’aumentare della polarizzabilità. Tanto piu’ un gas è “ideale” tanto meno è solubile Domanda: piu’ solubile He o Rn? CO2 o O2 ? NH3!

Il Principio di La Chatelier-Braun Un sistema all’equilibrio reagisce ad un cambiamento in modo tale da opporvisi, o comunque da minimizzare gli effetti di quel cambiamento Consequenze sulla solubilità?

Soluzione satura Si definisce soluzione satura una soluzione in cui il soluto disciolto in un solvente è in equilibrio con il soluto puro. Si dice anche che si è in presenza di Corpo di fondo Aumentando la temperatura, che succede?

Soluzione satura Solubilizzazione endoentalpica KCl K+ +Cl- -Qp Se aumento la temperatura, il sistema si sposta verso la situazione dove il sistema assorbe calore Se aumento la temperatura, il sistema si sposta verso la situazione dove il sistema assorbe calore

Le Proprietà colligative Si definiscono con questo termine tutte le proprietà che dipendono dal numero relativo di particelle del soluto rispetto al numero di particelle del solvente ma NON dalla loro natura chimica

Caso di 2 liquidi completamente miscibili La tensione di vapore Caso di 2 liquidi completamente miscibili P=x1P1 + x2P2

Soluto solido in solvente liquido Legge di Raoult Soluto solido in solvente liquido P=x1P1 + x2P2 L’abbassamento della tensione di vapore di una soluzione dipende dalla frazione molare del soluto 2 Legge di Raoult

Innalzamento ebullioscopico Abbassamento crioscopico L’aggiunta di un soluto ad un solvente fa aumentare la Teb della soluzione e fa diminuire la Tf rispetto ai valori del solvente puro

Innalzamento ebullioscopico Abbassamento crioscopico H2O Keb =0,52 Kcr =1,86 Le costanti Keb e Kcr sono caratteristiche di ogni dato solvente e non variano al variare del soluto fino a che la soluzione si comporta come una soluzione ideale

La pressione osmotica La pressione da applicare sulla superficie della soluzione stessa, quando questa è in contatto con il solvente puro attraverso una membrana semipermeabile, affinché NON si abbia il passaggio netto di molecole dal solvente puro alla soluzione

Cose pratiche… Osmosi nei globuli rossi Soluzione ipertonica Soluzione ipotonica Soluzione isotonica rispetto alla cellula

Domande Cosa è la nebbia? E Che cosa è il fumo?

Sistemi dispersi Sono una via intermedia tra una soluzione ed un sistema eterogeneo Una soluzione è un sistema dove le proprietà chimiche e fisiche sono costanti per ogni volume piccolo a piacere Se agito una sostanza insolubile in un solvente ottengo un sistema eterogeneo. Il passaggio tra sistema eterogeneo e soluzione puo’ essere visto come un fenomeno continuo. Le particelle in sospensione sono sempre piu’ piccole fino a che non si ottiene un sistema che “sembra” omogeneo (perché le particelle in sospensione sono troppo piccole per essere visibili), ma che in realtà non lo è. Quando le particelle sospese hanno dimensioni dell’ordine di 1-100 nm e sono costituite da 103 –109 atomi ciascuno si definisce un sistema disperso

Sol-gel La dispersione di un solido in un liquido si deifnisce un SOL Le particelle di solido sono dette anche micelle. Talvolta le micelle possono interagire. Per effetto di piccole permutazioni del sistema, le micelle disperse dentro un sol possono dare vita ad una struttura rigida dove il solvente rimane intrappolato Si ha cosi’ un GEL, che puo’ essere visto come un sol solidificato, ovvero la dispersione di un liquido dentro un solido

Emulsioni Dispersione acqua-olio

Diagramma di stato

Diagramma di stato di sale in H2O Temperatura eutettica Eutettico=facile a sciogliersi

Miscele eutettiche con ghiaccio Na2SO4 3,83 -1,1 MgSO4 19 -3,9 KCl 19,7 -10,7 NH4Cl -15,4 NaCl 23,3 -21,1 K2CO3 39,5 -36,5 CaCl2 29,8 -55 KOH 31,5 -65

Diagramma di due liquidi miscibili

Diagramma di due liquidi miscibili Azeotropo Miscele H2O C2H5OH 96% 78,2 Miscele H2O HNO3 32% 120,5