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SOLUZIONI E CONCENTRAZIONE

Miscela omogenea di due o più sostanze:

solvente (presente in maggiore quantità) + soluto

In genere il solvente è liquido (es.acqua) mentre il soluto può essere solido, liquido, aeriforme

La miscela omogenea risultante è nota come soluzione.

Tipi di soluzioni

Solvente liquido e soluto solidoes.acqua + sale

Solvente liquido e soluto liquidoes.acqua + alcool

Solvente liquido e soluto gassosoes.acqua e anidride carbonica

Una soluzione è satura quando contiene la massimaquantità di soluto consentito ad una determinatatemperatura

Aggiungendo altro soluto, rimane come corpo di fondo

Aumentando la temperatura di una soluzione satura èpossibile aggiungere altro soluto fino a raggiungere unnuovo stato di saturazione

Raffreddando una soluzione insatura si può provocare lacomparsa di corpo di fondo, perché parte del soluto

nonpuò esistere come tale alla nuova temperatura

4Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore 2010

1. Perché le sostanze si sciolgono?

Nella formazione di una soluzione le molecole di solvente circondano le molecole di soluto. Tale fenomeno è chiamato solvatazione ed è dovuto alle attrazioni che si esercitano fra solvente e soluto.

Quando il solvente è l’acqua la solvatazione prende il nome di idratazione.


I composti polari (come gli acidi) in acqua si ionizzano: le molecole dipolari dell’acqua spezzano i legami covalenti polari della molecola con conseguente formazione di ioni

HCl(g) ⇄ H+(aq) + Cl–(aq)


I composti ionici in acqua si dissociano, ovvero liberano ioni: le molecole d’acqua separano gli ioni di carica opposta già presenti nel composto. Questo processo viene chiamato dissociazione.

NaCl(s) ⇄ Na+(aq) + Cl-(aq)

Queste soluzioni conducono elettricità.



Le sostanze non polari non si miscelano con l’acqua ma solo con i solventi non polari.


Processo di solubilizzazione

Si devono rompere dei legami assorbendo energia

Si stabiliscono nuove interazioni, solvatazione, idratazione, con liberazione di energia

Reazione endotermica se prevale assorbimento su liberazione (la soluzione si riscalda)

Reazione esotermica se prevale liberazione su assorbimento (la soluzione si raffredda)

La solubilizzazione avviene con assorbimento o emissione di calore

in funzione della natura del solvente e del soluto

Nitrato di sodioAcido solforico

Aumento di

temperatura

Diminuzione di temperatura


2. La solubilità

La solubilità è la quantità massima di soluto che si può

sciogliere in una determinata quantità di solvente.

Per la maggior parte delle sostanze solide, la solubilità

cresce all’aumentare della temperatura.

Per tutti i soluti gassosi la solubilità diminuisce

all’aumentare della temperatura.


3. La concentrazione delle soluzioni

La concentrazione di una soluzione è il rapporto tra la

quantità di soluto e la quantità di solvente in cui il soluto è

disciolto.



La concentrazione percentuale in massa (% m/m)

indica la quantità in grammi di soluto sciolta in 100

grammi di soluzione.

Es: sciogliere 10 gr di NaCl in 100 gr di acqua



La concentrazione percentuale massa su volume (% m/V) indica la

quantità in grammi di soluto sciolta in 100 mL di soluzione.

Es: sciogliere 10 gr di NaCl in 100 ml di acqua



La concentrazione percentuale in volume (% V/V) indica il volume in

millilitri di soluto sciolto in 100 mL di soluzione.

Il grado alcolico di una bevanda corrisponde ai millilitri di alcol

disciolti in 100 mL di bevanda.

Es: sciogliere 10 ml di alcol in 100 ml di acqua



La concentrazione in parti per milione (ppm) indica il numero di parti

di soluto presenti in un milione di parti di soluzione.

Es: sciogliere 1 gr di NaCl in 1000000 gr di acqua

Es: sciogliere 1 ml di alcol in 1000000 di ml di acqua



La concentrazione molare (M) o molarità indica il rapporto fra le

moli di soluto e il volume in litri della soluzione.

Soluto 30 grammisolvente 70 grammisoluzione 100 grammi

% peso = 30 g / 100 g = 0.3 = 30%

Soluto 70 ml alcoolsolvente 30 ml acquasoluzione 100 ml

% volume = 70 ml / 100 ml = 0.7 = 70%

Percentuale in peso Percentuale in volume


4. Le soluzioni elettrolitiche e il pH

Le soluzioni che contengono ioni conducono elettricità e vengono

dette elettrolitiche.

Gli acidi sono gli elettroliti che in acqua liberano ioni H+; le basi

invece liberano ioni OH-.



Le soluzioni acide che si usano nella vita quotidiana

sono numerose: il limone, l’aceto e l’acido muriatico.

Le soluzioni basiche, invece, sono il detersivo e il

bicarbonato.



Il pH è un numero che misura il grado di acidità (o di

basicità) di una soluzione.

Il valore del pH dipende dalla concentrazione degli ioni

H3O+ (o come in passato H+ ) presenti nella soluzione.



Maggiore è la concentrazione degli ioni, più basso è il

valore del pH. Una soluzione può essere

• neutra: il pH è uguale a 7,00;

• acida: il pH è minore di 7,00;

• basica: il pH è maggiore di 7,00.

Suddividere la scala del pH

La suddivisione della scala del pH è data dalle seguenti relazioni

[H3O+] = [OH-] il pH del sistema è neutro

[H3O+] > [OH-] il pH del sistema è acido

[H3O+] < [OH-] il pH del sistema è basico

33

neutro

7

acido

1

basico

14


5. Le proprietà colligative

Quando un soluto si scioglie in un solvente, le particelle

del soluto si legano con le particelle del solvente.

Questi legami modificano il comportamento della

soluzione.


5. Le proprietà colligative

La tensione di vapore, cioè la pressione di vapore della

soluzione, è più bassa della pressione di vapore del

solvente puro, alla stesa temperatura. Ci sono due efffetti

visibili

• il punto di ebollizione si innalza (innalzamento

ebulloscopico);

• il punto di congelamento si abbassa (innalzamento

crioscopico).

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