Una soluzione è una miscela

fisicamente omogenea, cioè

un insieme di due o più

componenti che costituiscono

un’unica fase

Caso di soluzione ottenuta da una reazione chimica col solvente

Un soluto si scioglie in un solvente liquido se le forze di interazione tra le molecole di soluto e le molecole di solvente sono dello stesso tipo

I solventi polari sciolgono soluti polari (sali)

I solventi apolari sciolgono soluti apolari

Solubilizzazione di un composto ionico ad opera dell’acquaLa variazione di energia si chiama Hdissoluzione

Alcuni solidi si sciolgono nei liquidi

con un processo endotermico

altri con un processo esotermico .

Nelle borse per freddo istantaneo una busta interna di cristalli di NH4NO3 è contenuta in una borsa di acqua. Quando la busta interna si rompe, il sale si scioglie nell’acqua con assorbimento di calore e la busta si raffredda

Nelle borse da caldo

istantaneo nella busta

interna è contenuto

CaCl2 o MgSO4

Solubilità = massima concentrazione di soluto ottenibile a una certa T o concentrazione della soluzione in presenza di un corpo di fondo

Solubiltà di un solido in un

liquido.

La dissoluzione di solidi

contenenti ioni a carica elevata

(es. AlF3, Cr2O3) è troppo

endotermica (elevata Ereticolare)

perché tali solidi possano

essere molto solubili in acqua.

Preparazione di un litro di CuSO4 per diluizione

Effetto dell’aumento di temperatura sulla solubilità di alcuni sali

SOLUBILITA’ DI GAS

Processo diverso da quello dei soluti

solidi. La solubilità di un gas in un

liquido comporta il passaggio da uno

stato di deboli interazioni tra le

particelle (gas) a uno stato di

interazioni più forti (liquido). Il

processo è esotermico.

LA SOLUBILITA’ DI UN GAS IN UN LIQUIDO DIPENDE DALLA T E DALLA P.

Aumenta all’aumentare

della pressione

Diminuisce all’aumentare della temperatura

Solubilità dell’ossigeno

Legge di Henry: la solubilità di un gas a T costante è direttamente proporzionale alla pressione parziale del gas sopra la soluzione

S = k Pgas

Dove P è la pressione parziale del gas e S la solubilità del

gas disciolto nel liquido.

TENSIONE DI VAPORE DELLE SOLUZIONI

Le soluzioni liquide sono dette ideali quando le pressioni parziali dei costituenti volatili della soluzione sono proporzionali alla loro frazione molare nella miscela liquida secondo la legge di Raoult

Pi= χi P°i

Pi= pressione parziale della miscela gassosa

P°i = tensione di vapore del componente puro

Χi = frazione molare della soluzione

La pressione parziale di ciascun componente volatile della miscela è minore della tensione di vapore che eserciterebbe allo stato puro ed è tanto minore quanto minore è la sua concentrazione nella miscela liquida

Nel caso di una soluzione ideale costituita da due componenti volatili A e B, la pressione totale della miscela gassosa in equilibrio con la soluzione, cioè la tensione di vapor della soluzione è:

P = PA + PB

P = xAP°A + xBP°B

Soluzioni ideali

Deviazione positiva della legge di Raoult : la formazione della soluzione è accompagnata da assorbimento di calore

Massimo di tensione di vapore e minima T di eb.

Deviazione negativa della legge di Raoult : la formazione della soluzione è accompagnata da sviluppo di calore

Minimo di tensione di vapore e massima T di eb.

P = xA P°A + xB P°B

Nel caso in cui B è un soluto non volatile

P = xA P°A

quindi P < P°

Cioè la tensione di vapore della soluzione è sempre minore di quella del solvente puro

Legge di Raoult

Abbassamento della tensione di vapore

Abbassamento crioscopico e innalzamento ebullioscopico di una soluzione

ΔTc= Kcm ΔTe=Kem

Π = pressione osmotica

Effetti dell’osmosi

Le proprietà colligative dipendono dal numero di

particelle presenti. Nel caso di soluti che si dissociano,

le formule vanno moltiplicate per il coefficiente i detto

coefficiente di van’t Hoff che rappresenta il numero

totale effettivo di particelle presenti in soluzione

ΔTc = i Kcm

ΔTe = i Kem

Π = i CRT

Per gli elettroliti parzialmente dissociati

i = 1 + α (ν – 1)

dove α è il grado di dissociazione e ν è il numero di

particelle

Dispersioni colloidali

Fase disperdente (simile a un solvente)

Fase dispersa (simile a un soluto)Il colloide è la fase dispersa (= 1-1000 nm).

Sistemi intermedi fra le soluzioni (omogenee) e le sospensioni (particelle separabili meccanicamente)

Le particelle colloidali presentano un’elevata area superficiale e presentano, solitamente, un’elevata carica.

La presenza di cariche dello stesso segno sulla superficie delle particelle fa’ si che queste si respingano fra loro e ne impedisce l’aggregazione e quindi la precipitazione.L’aggiunta di elettroliti ne facilita l’aggregazione e la precipitazione (coagulazione o flocculazione).

Colloidi idrofili: affinità tra le particelle disperse e la fase disperdente (acqua). Presenza di gruppi polari come –OH, –NH2, =CO che possono interagire con il mezzo disperdente (es. ione-dipolo, legame idrogeno) e stabilizzare il colloide.Es. gelatine, budini, proteine, amido.

Colloidi idrofobi: scarsa affinità tra le particelle disperse e la fase disperdente (acqua). Stabilità dovuta alle repulsioni tra le particelle o con la fase disperdente.Es. dispersioni di grassi in acqua (latte) o di acqua nei grassi (maionese).

sol (es., sali poco solubili dispersi in acqua): dispersione in forma liquida

gel (es., idrossidi di Fe e Al, gelatina di brodo, gel di silice): si forma una struttura rigida in cui viene catturata la fase disperdente.

Il riscaldamento, aumentando la velocità e la frequenza degli urti fra le particelle, può favorire l’aggregazione.

gel solT

(non vale per l’albume dell’uovo, irreversibile)

Tecniche di separazione dalla fase disperdente: ultrafiltrazione, ultracentrifugazione

Le particelle disperse hanno dimensioni simili a quella della lunghezza d’onda della luce, quindi sono in grado di diffondere la luce (effetto Tyndall)

Particelle colloidali nel suolo