PROPRIETA’ DELLE SOLUZIONI ACQUOSE

Prof.ssa Patrizia Gallucci

• L'acqua è un composto chimicamente semplice, formato da due atomi di idrogeno e uno di ossigeno (H2O), che riveste fondamentale importanza in biologia: costituisce il principale componente in peso (40-98%) degli organismi, ed è il mezzo in cui si svolge la maggior parte dei processi biochimici.

• Le particolari caratteristiche chimico-fisiche dell'acqua sono una conseguenza dei legami a idrogeno che si instaurano tra le molecole d'acqua . I legami a idrogeno tendono a far "aderire" più tenacemente le molecole d'acqua tra loro e questo influenza altre proprietà, come la tensione superficiale e la capacità termica.

• La natura polare della molecola d'acqua spiega l'elevato potere solvente nei riguardi di composti ionici e di molecole polari piccole o grandi.

La presenza di un soluto nell’acqua modifica le seguenti proprietà:

• Pressione di vapore

• Punto di ebollizione

• Punto di congelamento

• Pressione osmotica

Queste proprietà sono dette colligative ( unite insieme)

Queste proprietà dipendono tutte dal fatto che la concentrazione dell’acqua è più bassa nelle soluzioni che nell’acqua pura.

L’effetto della concentrazione del soluto sulle proprietà colligative dell’acqua non dipende dalle proprietà chimiche del soluto, ma solo dal numero delle particelle (molecole o ioni) presenti in una certa quantità di acqua.

INNALZAMENTO EBULLIOSCOPICO

Consiste nell’aumento della temperatura di ebollizione di una soluzione rispetto al solvente puro.

Δteb = Keb · m (molalità)

Se il soluto dissocia o ionizza si ha

Δteb =i· Keb · m (molalità)

dove i è il numero di ioni prodotti.

ABBASSAMENTO CRIOSCOPICO

Consiste nella diminuzione della temperatura di fusione di una soluzione rispetto al solvente puro.

Δtcr = Kcr · m (molalità)

Se il soluto dissocia o ionizza si ha

Δtcr =i· Kcr · m (molalità)

dove i è il numero di ioni prodotti.

Solo acqua Con soluto

Abbassamento crioscopico

PRESSIONE OSMOTICA

Se ci sono due soluzioni a concentrazione diversa, separate de un membrana permeabile, le molecole del soluto diffonderanno dalla soluzione più concentrata a quella meno concentrata; mentre le molecole del solvente migreranno dalla soluzione meno concentrata a quella più concentrata fino ad avere la stessa concentrazione(diffusione passiva su gradiente di concentrazione).

Se invece le due soluzioni sono separate da una membrana semipermeabile, le sole molecole di acqua diffonderanno verso la soluzione più concentrata (osmosi) producendo una pressione osmotica.

Questa pressione Π è espressa come pressione da applicare per bloccare il movimento dell’acqua :

Π = i·c (mol/litro)·RT

https://www.youtube.com/watch?v=w3_8FSrqc-I

IMPORTANTE:

1)UN COMPOSTO COME NaCl CHE TENDE A DISSOCIARSI HA UN EFFETTO DOPPIO SULLA PRESSIONE OSMOTICA DI UN UGUALE QUANTITA’ DI MOLI DI GLUCOSIO, CHE INVECE NON DISSOCIA.

2)TUTTE LE SOSTANZE CHE SI SOLUBILIZZANO IN ACQUA ,COMPRESE LE PROTEINE GLOBULARI, SONO ATTIVE OSMOTICAMENTE.

OSMOSI INVERSA NELLA DEPURAZIONE DELLE ACQUE

Rispetto all’OSMOSI (movimenti dell’acqua attraverso una membrana semipermeabile dovuti alla differenza di pressione osmotica) le soluzioni possono essere:

• ISOTONICHE

• IPERTONICHE

• IPOTONICHE

EFFETTI DELL’OSMOSI SULLA CELLULA

VISCOSITA’ E TENSIONE SUPERFICIALE

Sono due proprietà dei liquidi, compresa l’acqua , che il soluto modifica.

La VISCOSITA’ è la resistenza di un liquido allo

scorrimento. La TENSIONE SUPERFICIALE è la forza esercitata

dalle molecole, poste all’interfaccia del liquido con un corpo (solido o liquido) di altra natura, sulle molecole più interne.

TENSIONE SUPERFICIALE

• Le soluzioni acquose di macromolecole, es.polisaccaridi, sono molto viscose (soluzioni colloidali).

• I tensioattivi (tra cui i saponi) sciolti in acqua abbassano la tensione superficiale all’interfaccia acqua/aria o acqua /olio.

Vengono usati come detergenti, stabilizzatori di sospensioni ed emulsioni, disinfettanti.

La schiuma si è prodotta perché si è abbassata la tensione superficiale dell’acqua.