04/11/2015
LE SOLUZIONI
Quando si mescolano due sostanze differenti si
possono possono formare tre sistemi differenti:
Un sistema eterogeneo
Una dispersione colloidale
Una soluzione
Sistema eterogeneo
• Si tratta di una grossolana dispersione nella quale le
singole particelle sono facilmente visibili.
• E’ possibile separarle con semplici processi meccanici
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DISPERSIONE
COLLOIDALE
E’ un sistema eterogeneo, ma le particelle sono
finemente suddivise e non chiaramente distinguibili.
Si ottengono per dispersione di un liquido in un gas o in
un solido o viceversa (Es. Gelatina, Nebbia)
Le Soluzioni
• Sono sistemi omogenei: non solo le componenti sono
indistinguibili, ma sono anche non separabili
meccanicamente.
• Le proprietà delle soluzioni sono identiche in ogni punto.
LE SOLUZIONI
Le componenti sono identificate come:
La sostanza che si scioglie è detta SOLUTO
La sostanza che “scioglie” è detta SOLVENTE
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La solubilità delle Sostanze
Soluzione non satura: soluzione che contiene
quantità di soluto inferiori alla massima quantità
dissolvibile.
Soluzione satura: soluzione nella quale è disciolta
la massima quantità di soluto possibile.
Soluzione sovrasatura: soluzione instabile che
contiene una quantità di soluto superiore alla
massima quantità.
Solubilità
• La concentrazione di una soluzione satura all’equilibrio è
detta
SOLUBILITA’.
• La solubilità, che si determina sperimentalmente, in genere è
espressa come grammi di soluto per 100 grammi di solvente
ad una data temperatura.
Concentrazione
• Molarità : numero di moli di soluto per litro di
soluzione.
• Molalità : numero di moli di soluto per chilogrammo di
solvente.
• Frazione Molare : rapporto tra il numero di moli di
soluto ed il numero totale di moli (soluto + solvente).
• Percentuale : può essere espressa in peso o volume
per il rapporto soluto/solvente.
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Aspetti Molecolari della Solubilità
• Soluzioni gas-gas: data la scarsa rilevanza delle
interazioni i gas sono tutti solubili tra di loro in ogni
rapporto.
• Soluzioni solido-solido: i sistemi omogenei nascono da
due diverse situazioni.
Soluzioni Solide
• Se gli atomi o molecole hanno le stesse dimensioni si
hanno soluzioni sostitutive
• Se le particelle hanno dimensioni nettamente diverse si
hanno soluzioni interstiziali: l’atomo più piccolo si colloca
nelle cavità vuote del reticolo formato dall’altra specie
SOLUZIONI IN UN SISTEMA LIQUIDO
Nel caso di un sistema liquido, le interazioni non sono
trascurabili ma giocano un ruolo determinante:
Il simile scioglie il proprio simile
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Solubilità: interazioni simili
• H2O: molecola polare
• Gruppo -CH3: gruppo non polare
• CH3-OH: solubile in acqua in ogni rapporto
• CH3-O- CH3: insolubile in acqua
SOLUBILITÀ: INTERAZIONI SIMILI
CH3- CH2 -CH2- CH2- CH2- CH2- CH3
Molecola apolare: solubile in solventi apolari (Benzene)
CH3- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- COOH
Molecola con parti polari e non polari: solubilità mista
Solubilità mista
Tensioattivi
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PROPRIETÀ COLLIGATIVE
Le proprietà colligative sono quelle proprietà di
una soluzione che dipendono dalla natura del solvente e dal
numero di particelle disciolte qualunque sia la loro natura
ABBASSAMENTO DELLA
TENSIONE DI VAPORE
La tensione di vapore di una soluzione è:
Pt = PA + PB = xAP°A + xBP°B
dove xA = nA/(nA +nB)
ABBASSAMENTO DELLA
TENSIONE DI VAPORE
Se la soluzione è diluita ed il soluto è un
solido:
Pt = xAP°A
da cui si deriva che la tensione di vapore di
una soluzione è più bassa di quella del
solvente puro.
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ABBASSAMENTO DELLA TENSIONE
DI VAPORE
Tenendo conto che:
xA + xB = 1
Pt = (1 - xB)P°A
per cui:
(P°A - Pt)/ P°A = xB
Legge di Raoult
L’abbassamento relativo della tensione di vapore di
un solvente è proporzionale alla frazione molare del
soluto
Innalzamento Ebullioscopico
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Abbassamento Crioscopico
Diagramma di stato di soluzioni di un
soluto poco volatile
PRESSIONE OSMOTICA
La pressione osmotica è una proprietà colligativa associata alle soluzioni.
Quando due soluzioni con lo stesso solvente ma a concentrazioni diverse
sono separate da una membrana semipermeabile, le molecole di solvente si
spostano dalla soluzione meno concentrata alla soluzione più concentrata in
modo da uguagliare la concentrazione delle due soluzioni.
La pressione che occorre applicare alla soluzione affinché il passaggio del
solvente non avvenga è detta appunto "pressione osmotica".
p=c·R·T·i
i = fattore di correzione che tiene conto del numero di
molecole in soluzione ( derivanti dalla eventuale
dissociazione del soluto)
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Soluzioni aventi la stessa concentrazione hanno medesima pressione
osmotica e si dicono isotoniche
Tra soluzioni a diversa concentrazione si dicono ipertoniche le più
concentrate, ipotoniche quelle a più bassa concentrazione.
Es: determinare la pressione osmotica a 23°C di una soluzione 0.15 M di
cloruro di calcio.
Dalla dissociazione del cloruro di calcio:
CaCl2 Ca++ + 2 Cl–
il fattore di correzione è i = 3 (somma di una molecola di Ca++ e due
molecole di Cl –), per cui la pressione osmotica sarà:
p = c· R · T · i = 0.15 [mol/l] · 0.082 [l·atm/mol·K] · 296 [K] · 3 = 10.922
atm
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