I sistemi a più componenti

Sistemi omogenei liquidi costituiti da più di una sostanza con

composizione variabile con continuità entro certi limiti più o

meno ampi sono detti soluzioni

Sistemi omogenei solidi, analoghi a quelli liquidi, si chiamano

soluzioni solide

Es. due liquidi se miscibili in certi rapporti danno un sistema omogeneo e quidi soluzione, se sempre immiscibili danno un sistema etereogeneo.

Gas sono miscibili in tutte le loro proporzioni e sono quindi sistemi sempre omogenei

Soluti: uno o più componenti solidi o gassosi sciolti in un liquido detto solvente. Se soluzione formata da due o più componenti liquidi, in genere il solvente è considerato quello in quantità maggiori.

La composizione delle soluzioni liquide

Massa del soluto e del solvente.Se i componenti sono liquidi si può avere volume del soluto e solvente.Dividendo massa, o volume, del soluto per la massa, o volume, della soluzione e moltiplicando per 100 si ha la percentuale in massa, o volume, del soluto nella soluzione.

Es. NaCl al 5% in peso, 5 g di NaCl per 100 g di soluzione CH3OH al 10% in volume, 10 dm3 di alcol per ogni 100 dm3 di soluzione

Frazione molare:

n1 x1 =

n1 + n2 x2 =

n1 + n2

n2

La concentrazione

quantità di sostanza

volume di soluzioneCM =

quantità di sostanza

massa di solventeCm =

Dipende da T

Interconversione tra CM e Cm

Per farlo è necessario conoscere la densità della soluzione, d = massa /volume:

Cm =1

dCM

- M1

1000

CM =d

1Cm

+ M1

1000

Solubilità = la massima quantità di soluto che si scioglie in una quantità definita di solvente o soluzione. E’ costante a T costante; se soluto è gas, è costante a P e T costante

Dipende dalla natura chimica del solvente e del soluto

Soluzione satura = il soluto ha raggiunto il suo valore di solubilità. Quindi il soluto disciolto in una sua soluzione satura è in equilibrio con il soluto puro n fase separata, ossia presente come corpo di fondo.

In genere espressa in g/dm3 o in molarità

di

Processo di solubilizzazione di composti ionici

Dipolo elettrico

Solvatazione o idratazione

Processo di solubilizzazione di composti ionici

Termodinamica di dissoluzione di prodotto ionico

Hsol = Hret + HidrEntalpia di solubilizzazione

In genere, il contributo entalpico alla solubilizzazione di composti ionici risulta contrario al processo di dissoluzione, perché il contributo di entapia di idratazione non è abbastaza negativo da compensare il contributo positivo dell’entalpia reticolare

Termine positivo

Termine negativo

Termodinamica di dissoluzione di prodotto ionico

S > HEntropia di solubilizzazione contributo sempre favorevole

Man mano che il processo di solubilizzazione va avanti, la conc. della soluzione aumenta, S diminuisce e puo’ diventare anche negativo.

All’equilibrio Hsol – TS = 0 e la soluzione è satura.

Da questo punto in poi pur aggiungendo sale la concentrazione del sale non aumenta più, ma il solido rimane come corpo di fondo.

La solubilità è costante a T costante una volta stabilito il soluto e il solvente, perche’ dipnende solo dalla loro natura chimica.

Solubilità di Sali in acqua

Solubilità di Sali in diversi solventi

Dissoluzione di composti molecolari liquidi e solidi

Principio di Mitscherlich: similia similibus solvuntur (i simili sono sciolti da simili)

L’interazione tra composto molecolare, soluto, e solvente è di tipo di Van der Waals

Hsol piccolo, se interazione soluto-solvente e solvente-solvente sono delle stesso ordine di grandezza e dello steso tipo.

Entropia di mescolamento determina completa solubilità in tutte le proporzioni.

Es. completamente miscibili in tutte le proporzioni sono

Dissoluzione di composti molecolari liquidi e solidi

Principio di Mitscherlich: similia similibus solvuntur (i simili sono sciolti da simili)

Se i due liquidi sono strutturalmente molto diversi, per es. acqua e benzene, sono praticamente immiscibili.

Temine entalpico è infatti sfavorevole alla dissoluzione e predomina su quello entropico.

Se il soluto è solido, vale lo stesso criterio del soluto liquido.

Insolubilità di solidi covalenti polimeri e metalli per elevata entalpia reticolare, ad eccezione del solvente Mercurio che

porta in soluzione i metalli, amalgama

Solubilità di composti con legame a idrogeno

Hsol piccola -> poca solubilità del gas

Qundi, S sfavoritonel processo di solubilizzazione,maHsol < 0 è favorita perché gas non ha forze rilevanti di interazione

Solubilità dei gas

Legge di Henry:

Solubilità del gas proporzionale alla pressione parziale del gas (per moderate pressioni)

CO2 più solubile di O2, perche’ ho legame polare C=O

Principio di Le Chatelier-BraunSe si esercita un’azione su un sistema all’equilibrio che tenda a cambiare uno dei parametri da cui l’equilibrio dipende, il sistema reagisce in modo tale da rendere minore quel cambiamento, o comunque da opporvisi.

Aumento la P, diminuendo il V o aumentando il numero di particelle in fase gassosa.

Il principio mi dice che il sistema evolverà in modo tale da minimizzare l’aumento di P e quindi ciò avviene se piu’ gas si scioglie nel solvente, aumentando di fatto la sua solubilità

Principio di Le Chatelier-Braun

Per soluti solidi e liquidi, la temperatura è il parametro che determina lo stato di eq.

Per soluti gassosi, la temperatura e la pressione sono i parametri che determinano lo stato di eq.

Solubilizzazione è endoentalpica Solubilizzazione è esoentalpica