AnalisiQualitativa_orioli(cap6)1 Soluzioni e sospensioni.

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1 analisiQualitativa_orioli(cap6)1 Soluzioni e sospensioni

2 analisiQualitativa_orioli(cap6)2 SOLUZIONI Soluzione Soluzione: miscela omogenea di due o più sostanze Solvente: Solvente: sostanza della miscela presente in maggiore qtà Soluto: Soluto: sostanza disciolta nel solvente

3 analisiQualitativa_orioli(cap6)3 ACQUA sostanza polare caratterizzata da unelevata costante dielettrica buon solvente per molte sostanze ioniche mediante interazioni dipolo-dipolo è in grado di solvatare cationi ed anioni - O H H O H H O H H O H H - --- -- - + + + + + ++ + O - + + H H - O + + H H + O H H O H H O H H

4 analisiQualitativa_orioli(cap6)4 Da cosa dipende la solubilità di una sostanza? Energia RETICOLARE: Misura dellattrazione elettrica fra gli ioni di carica opposta. Quanto più piccoli sono gli ioni e quanto maggiore sono le cariche, tanto maggiore risulta lenergia reticolare e quindi tanto più stabile è il cristallo - --- -- - + + + + + ++ +

5 analisiQualitativa_orioli(cap6)5 Energia DI IDRATAZIONE DEGLI IONI: (calore o entalpia di idratazione) Misura dellattrazione degli ioni verso le molecole polari di acqua. Maggiore è lenergia di idratazione, tanto più facile è la dissoluzione del composto ionico VARIAZIONE DI ENTROPIA: tendenza al mescolamento, risultato dei movimenti termici casuali di atomi e molecole. - O H H O H H O H H O H H + O H H O H H O H H

6 analisiQualitativa_orioli(cap6)6 Forze dipolo dipolo in gioco nella solubilizzazione di un cristallo ionico lacqua bombarda la superficie del cristallo, i cui ioni vengono allontanati divenendo idratati lidratazione comporta un riorientamento delle forze di attrazione e repulsione. Prima che la soluzione si formi, le molecole dacqua subiscono unattrazione reciproca, così come i cationi e gli anioni presenti nel cristallo sono attratti luno verso laltro. Nella soluzione le molecole dacqua circondano ciascuno ione. Lattrazione fra le molecole dacqua e gli ioni è più forte di quella esistente fra le molecole dacqua.

7 analisiQualitativa_orioli(cap6)7 Il processo di dissoluzione: come avviene? 1.PRIMA FASE Dissociazione fra le molecole di solvente. Processo che richiede energia per rompere i legami intermolecolari fra le molecole di solvente - O + + H H - O + + H H - O + + H H

8 analisiQualitativa_orioli(cap6)8 2.SECONDA FASE Dissociazione fra le molecole di soluto. Processo che richiede energia per rompere i legami intermolecolari fra le molecole di soluto PROCESSO ENDOTERMICO H 2 > 0 PROCESSO ENDOTERMICO H 2 > 0 - - - - + + + + + - --- -- - + + + + + ++ +

9 analisiQualitativa_orioli(cap6)9 3.TERZA FASE Formazione di legami soluto - solvente. Processo che libera energia in seguito alla solvatazione degli ioni PROCESSO ESOTERMICO H 3 < 0 PROCESSO ESOTERMICO H 3 < 0 - O H H O H H O H H O H H + O H H O H H O H H

10 analisiQualitativa_orioli(cap6)10 Il processo di dissoluzione ENTALPIA 0 H 1 : dissociazione delle molecole di solvente H 2 : dissociazione delle molecole di soluto H SOL > 0 Processo endotermico H 1 + H 2 > H 3 IDRATAZIONE DEGLI IONI H SOL = 0 Processo isotermico H 1 + H 2 = H 3 H SOL < 0 Processo esotermico H 1 + H 2 < H 3 H3

11 analisiQualitativa_orioli(cap6)11 Effetto della temperatura sulla solubilità Leffetto dipende dallENTALPIA di soluzione e può essere previsto usando il PRINCIPIO DI LE CHATELIER ENTALPIA DI SOLUZIONE POSITIVA (processo endotermico, H SOL > 0 ) Sale + H 2 O + calore soluzione Laggiunta di calore sposta lequilibrio a destra LA SOLUBILITA AUMENTA ALLAUMENTARE DELLA TEMPERATURA LA SOLUBILITA AUMENTA ALLAUMENTARE DELLA TEMPERATURA ENTALPIA DI SOLUZIONE NEGATIVA (processo esotermico, H SOL < 0 ) Sale + H 2 O soluzione + calore Sale + H 2 O soluzione + calore Laggiunta di calore sposta lequilibrio a sinistra LA SOLUBILITA DIMINUISCE ALLAUMENTARE DELLA TEMPERATURA LA SOLUBILITA DIMINUISCE ALLAUMENTARE DELLA TEMPERATURA

12 analisiQualitativa_orioli(cap6)12 Effetto della temperatura sulla solubilità g soluto/100g acqua Solubilità, g soluto/100g acqua Temperatura, °C Pb(NO 3 ) 2 Li 2 SO 4

13 analisiQualitativa_orioli(cap6)13 Effetto del pH sulla solubilità Molti sali insolubili in H 2 O, derivanti da ACIDI DEBOLI, si sciolgono per azione di acidi forti CH 3 COOAg Ag + + CH 3 COO - H 3 O + CH 3 COO - + H 3 O + CH 3 COOH + H 2 O Idrossidi di metalli (caratterizzati da una bassa solubilità in acqua) si sciolgono in ambiente acido Al(OH) 3 Al +3 + 3OH - H 3 O + OH - + H 3 O + 2H 2 O

14 analisiQualitativa_orioli(cap6)14 SOSTANZA INORGANICA (F.U.) (H 2 O, ) SOLUBILEINSOLUBILE MISURA DEL pH Soluzione NON limpida (sospensione) HCl 6N SOLUBILE INSOLUBILE

15 analisiQualitativa_orioli(cap6)15 MISURA DEL pH pH neutro: sali di acidi e basi forti (NaCl, KCl, KNO 3 ) pH acido: sali di acidi forti e basi deboli (NH 4 Cl, NH 4 NO 3 ) pH neutro o acido o basico: sali di acidi deboli e basi deboli (CH 3 COONH 4, NH 4 CN, NH 4 NO 2 ) pH basico: sali di acidi deboli e basi forti (Na 2 CO 3, NaHCO 3, CH 3 COONa)

16 analisiQualitativa_orioli(cap6)16 SOLUZIONI, SOSPENSIONI E PRECIPITATI COLLOIDALI

17 analisiQualitativa_orioli(cap6)17 Sospensione (sabbia in acqua): Miscela eterogenea contenente particelle di dimensioni tali da ESSERE DISTINTE dal fluido circostante MACROSCOPICAMENTE: la sospensione è torbida ed eterogenea e si separa per effetto della GRAVITA Soluzione (zucchero o sale in acqua): Miscela omogenea in cui le particelle sono molecole singole distribuite nel mezzo solvente MACROSCOPICAMENTE: la sospensione è LIMPIDA ed OMOGENEA

18 analisiQualitativa_orioli(cap6)18 COLLOIDI (DISPERSIONI COLLOIDALI) Miscela caratterizzata da alcune proprietà tipiche delle soluzioni ed altre tipiche delle sospensioni La dimensione di una particella colloidale è maggiore di una singola molecola ma sufficientemente piccola da NON precipitare DIMENSIONE DELLE PARTICELLE Sistema SOSPENSIONE DISPERSIONE COLLOIDALE SOLUZIONE Diametro medio > 1000 nm 1 – 100 nm < 1 nm

19 analisiQualitativa_orioli(cap6)19 Le particelle colloidali sono meglio descritte in termini di PROPRIETA piuttosto che in termini di PESO e DIMENSIONI EFFETTO TYNDALL Le particelle colloidali scatterano la luce; un raggio di luce incidente è in parte riflesso e disperso dalle particelle colloidali METODO MIGLIORE PER VERIFICARE UNA DISPERSIONE COLLOIDALE (alcune sono completamente trasparenti allocchio umano)

20 analisiQualitativa_orioli(cap6)20

21 analisiQualitativa_orioli(cap6)21 Metodi di precipitazione di dispersioni colloidali 1.COAGULAZIONE MEDIANTE EBOLLIZIONE Lincremento della temperatura aumenta lEn. Cinetica delle particelle colloidali AUMENTO DELLA FORZA E FREQUENZA DELLE COLLISIONI FORMAZIONE DI AGGREGATI PRECIPITAZIONE

22 analisiQualitativa_orioli(cap6)22 2. AGGIUNTA DI UN ELETTROLITA Le particelle colloidali possono adsorbire ioni della stessa carica con conseguente repulsione e stabilizzazione della dispersione Lelettrolita aggiunto neutralizza le cariche adsorbite sulla superficie delle particelle con conseguente fenomeno di aggregazione e PRECIPITAZIONE + + + + + + + + + + + + + + + - - - - -