AnalisiQualitativa_orioli(cap6)1 Soluzioni e sospensioni.

analisiQualitativa_orioli(cap6) 1

Soluzioni e sospensioniSoluzioni e sospensioni


SOLUZIONI SOLUZIONI

SoluzioneSoluzione: miscela omogenea di due o più sostanze

Solvente: Solvente: sostanza della miscela presente in maggiore qtà

Soluto: Soluto: sostanza disciolta nel solvente


ACQUA ACQUA sostanza polare caratterizzata da un’elevata costante dielettrica

buon solvente per molte sostanze ioniche mediante interazioni dipolo-dipolo è in grado di solvatare cationi ed anioni

-

OH

H OH

H

OH

H OH

H

-- - -

- -

-+ ++

++

+ +

+

O -+

+

H

H

-O+

+H

H

+OH

H

OH

H

OH

H


Da cosa dipende la solubilità di una sostanza? Da cosa dipende la solubilità di una sostanza?

Energia RETICOLARE:Energia RETICOLARE:Misura dell’attrazione elettrica fra gli ioni di carica opposta.Misura dell’attrazione elettrica fra gli ioni di carica opposta.

Quanto più piccoli sono gli ioni e quanto maggiore sono le cariche, tanto maggiore risulta l’energia reticolare e quindi tanto più stabile è il cristallo

-- - -

- -

-+ ++

++

+ +

+


Energia DI IDRATAZIONE DEGLI IONI:Energia DI IDRATAZIONE DEGLI IONI:(calore o entalpia di idratazione)(calore o entalpia di idratazione)Misura dell’attrazione degli ioni verso le molecole polari di Misura dell’attrazione degli ioni verso le molecole polari di acqua.acqua.

Maggiore è l’energia di idratazione, tanto più facile è la dissoluzione del composto ionico

VARIAZIONE DI ENTROPIA:VARIAZIONE DI ENTROPIA:tendenza al mescolamento, risultato dei movimenti termici tendenza al mescolamento, risultato dei movimenti termici casuali di atomi e molecole.casuali di atomi e molecole.

-

OH

H OH

H

OH

H OH

H

+OH

H

OH

H

OH

H


Forze dipolo dipolo in gioco nella solubilizzazione di un cristallo ionico

l’acqua bombarda la superficie del cristallo, i cui ioni vengono allontanati divenendo idratati

l’idratazione comporta un riorientamento delle forze di attrazione e repulsione.

Prima che la soluzione si formi, le molecole d’acqua Prima che la soluzione si formi, le molecole d’acqua

subiscono un’attrazione reciproca, così come i cationi e subiscono un’attrazione reciproca, così come i cationi e

gli anioni presenti nel cristallo sono attratti l’uno verso gli anioni presenti nel cristallo sono attratti l’uno verso

l’altro.l’altro.

Nella soluzione le molecole d’acqua circondano ciascuno Nella soluzione le molecole d’acqua circondano ciascuno

ione.ione.

L’attrazione fra le molecole d’acqua e gli ioni è più forte L’attrazione fra le molecole d’acqua e gli ioni è più forte

di quella esistente fra le molecole d’acqua. di quella esistente fra le molecole d’acqua.


Il processo di dissoluzione: come avviene?Il processo di dissoluzione: come avviene?

1.PRIMA FASE1.PRIMA FASEDissociazione fra le molecole di solvente.Dissociazione fra le molecole di solvente.Processo che richiede energia per rompere i legami intermolecolari fra le molecole di solvente

-O+

+H

H- O

++

HH

-O

+

+

H

H

PROCESSO ENDOTERMICO PROCESSO ENDOTERMICO HH1 1 > > 00


2.SECONDA FASE2.SECONDA FASEDissociazione fra le molecole di soluto.Dissociazione fra le molecole di soluto.Processo che richiede energia per rompere i legami intermolecolari fra le molecole di soluto

PROCESSO ENDOTERMICO PROCESSO ENDOTERMICO HH2 2 > > 00

-- -

-

+ +

+

+

+

-- - -

- -

-+ ++

++

+ +

+


3.TERZA FASE3.TERZA FASEFormazione di legami soluto - solvente.Formazione di legami soluto - solvente.Processo che libera energia in seguito alla solvatazione degli ioni PROCESSO ESOTERMICO PROCESSO ESOTERMICO HH3 3 < 0< 0

-

OH

H OH

H

OH

H OH

H

+OH

H

OH

H

OH

H


Il processo di dissoluzioneIl processo di dissoluzioneE

NTA

LPIA

0

H1: dissociazione dellemolecole di solvente

H2: dissociazione dellemolecole di soluto

HSOL > 0 Processo endotermicoH1+H2 > H3

IDR

ATA

ZIO

NE

DE

GLI IO

NI

HSOL = 0 Processo isotermicoH1+H2 = H3

HSOL < 0 Processo esotermicoH1+H2 < H3

H3


Effetto della temperatura sulla solubilitàEffetto della temperatura sulla solubilità

L’effetto dipende dall’ENTALPIA di soluzione e può essere L’effetto dipende dall’ENTALPIA di soluzione e può essere

previsto usando il PRINCIPIO DI LE CHATELIERprevisto usando il PRINCIPIO DI LE CHATELIER

ENTALPIA DI SOLUZIONE POSITIVAENTALPIA DI SOLUZIONE POSITIVA

(processo endotermico, (processo endotermico, HHSOLSOL > 0 > 0))

Sale + HSale + H22O + O + calore calore soluzionesoluzione

L’aggiunta di calore sposta l’equilibrio a destraL’aggiunta di calore sposta l’equilibrio a destra

LA SOLUBILITA’ AUMENTA ALL’AUMENTARE DELLA LA SOLUBILITA’ AUMENTA ALL’AUMENTARE DELLA

TEMPERATURATEMPERATURAENTALPIA DI SOLUZIONE NEGATIVAENTALPIA DI SOLUZIONE NEGATIVA

(processo esotermico, (processo esotermico, HHSOLSOL < 0 < 0))

Sale + HSale + H22O soluzioneO soluzione + + calore calore

L’aggiunta di calore sposta l’equilibrio a sinistraL’aggiunta di calore sposta l’equilibrio a sinistra

LA SOLUBILITA’ DIMINUISCE ALL’AUMENTARE DELLA LA SOLUBILITA’ DIMINUISCE ALL’AUMENTARE DELLA

TEMPERATURATEMPERATURA


Effetto della temperatura sulla solubilitàEffetto della temperatura sulla solubilità

Solu

bilit

à, g

solu

to/1

00g

acq

ua

g s

olu

to/1

00g

acq

ua

Temperatura, °C

Pb(NO3)2

Li2SO4


Effetto del pH sulla solubilitàEffetto del pH sulla solubilità

Molti sali insolubili in H2O, derivanti da ACIDI DEBOLI, si sciolgono per azione di acidi forti

CH3COOAg Ag+ + CH3COO-

CH3COO- + HH33OO++ CH3COOH + H2O

Idrossidi di metalli (caratterizzati da una bassa solubilità in acqua) si sciolgono in ambiente acido

Al(OH)3 Al+3 + 3OH-

OH- + HH33OO++ 2H2O


SOSTANZA INORGANICA (F.U.)SOSTANZA INORGANICA (F.U.)

(H2O, )

SOLUBILE INSOLUBILE

MISURA DEL pH

Soluzione NON limpida

(sospensione)

HCl 6N

SOLUBILEINSOLUBILE


MISURA DEL MISURA DEL pHpH

pH pH neutroneutro: sali di acidi e basi forti (NaCl, KCl, KNO: sali di acidi e basi forti (NaCl, KCl, KNO33))

pH pH acidoacido: sali di acidi forti e basi deboli : sali di acidi forti e basi deboli (NH(NH44Cl, NHCl, NH44NONO33))

pH pH neutro o acido o basiconeutro o acido o basico: sali di acidi deboli e basi : sali di acidi deboli e basi deboli (CHdeboli (CH33COONHCOONH44, NH, NH44CN, NHCN, NH44NONO22))

pH pH basicobasico: sali di acidi deboli e basi forti : sali di acidi deboli e basi forti (Na(Na22COCO33, NaHCO, NaHCO33, CH, CH33COONa)COONa)


SOLUZIONI, SOSPENSIONI SOLUZIONI, SOSPENSIONI

E PRECIPITATI COLLOIDALI E PRECIPITATI COLLOIDALI


Sospensione (sabbia in acqua):Sospensione (sabbia in acqua): Miscela eterogenea contenente particelle di dimensioni tali da ESSERE DISTINTE dal fluido circostante

MACROSCOPICAMENTE: la sospensione è torbida ed MACROSCOPICAMENTE: la sospensione è torbida ed eterogenea e si separa per effetto della GRAVITA’eterogenea e si separa per effetto della GRAVITA’

Soluzione (zucchero o sale in acqua):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 MACROSCOPICAMENTE: la sospensione è LIMPIDA ed OMOGENEAOMOGENEA


COLLOIDI (DISPERSIONI COLLOIDALI)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 La dimensione di una particella colloidale è maggiore di una singola molecola ma sufficientemente piccola da NON una singola molecola ma sufficientemente piccola da NON precipitareprecipitare

DIMENSIONE DELLE PARTICELLE

Sistema

SOSPENSIONE

DISPERSIONE COLLOIDALE

SOLUZIONE

Diametro medio

> 1000 nm

1 – 100 nm

< 1 nm


Le particelle colloidali sono meglio descritte in termini di Le particelle colloidali sono meglio descritte in termini di PROPRIETA’ piuttosto che in termini di PESO e DIMENSIONIPROPRIETA’ piuttosto che in termini di PESO e DIMENSIONI

EFFETTO TYNDALLEFFETTO TYNDALLLe particelle colloidali scatterano la luce; un raggio di luce incidente è in parte riflesso e disperso dalle particelle colloidali

METODO MIGLIORE PER METODO MIGLIORE PER VERIFICARE UNA DISPERSIONE COLLOIDALE VERIFICARE UNA DISPERSIONE COLLOIDALE

(alcune sono completamente trasparenti (alcune sono completamente trasparenti all’occhio umano)all’occhio umano)


Orrido di BellanoSettembre 2011

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