una soluzione è una miscela fisicamente omogenea, cioè un insieme di due o più componenti che...
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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