soluzioni
Miscela omogenea di due o più sostanze
solvente (preponderante) + soluto
In genere solvente liquido (es.acqua)
E soluto solido, liquido, aeriforme
Tipi di soluzioni
• Solvente liquido e soluto solido
es.acqua + sale
• Solvente liquido e soluto liquido
es.acqua + alcool
• Solvente liquido e soluto gassoso
es.acqua e anidride carbonica
Soluto , solido
Solvente, liquido
Soluto , liquido
Solvente, liquido
Soluto , gassoso
Solvente, liquido
• Una soluzione è satura quando contiene
la massima quantità di soluto consentito
ad una determinata temperatura
• Aggiungendo altro soluto, rimane come
corpo di fondo
• Aumentando la temperatura di una
soluzione satura è possibile aggiungere
altro soluto fino a raggiungere un nuovo
stato di saturazione
• Raffreddando una soluzione insatura
si può provocare la comparsa di corpo
di fondo, perché parte del soluto non
può esistere come tale alla nuova temperatura
10°C
satura
10°C
50°C
Sovrasatura+corpo di fondo insatura
50°C
satura
Soluzione satura ad una certa temperatura quando contiene la massima
quantità di soluto consentita a quella temperatura
40°C
10°C
10°C
satura
Se parte del solvente evapora , parte
del soluto precipita a formare corpo di
fondo
Se la temperatura diminuisce, parte del
soluto precipita a formare corpo di fondo
concentrazione
• Esprime rapporto tra quantità di soluto
e quantità di soluzione (o solvente)
• Le quantità possono essere espresse
in varie modalità:
soluto (grammi,volumi,moli,equivalenti)
solvente (grammi,volumi)
• Mole = grammi / peso molecolare
NaOH :
peso molecolare 40
1 mole pesa 40 grammi
(80 g di NaOH) / (40 g/mole) = 2 moli
• Equivalente acido = peso molecolare/nH+
• H2SO4 (98 g/m) : Eq = (98 g/m) /2 = 49 g/m
• Equivalente base = peso molecolare/nOHNaOH (40 g/m) : Eq = (40 g/m) /1 = 40 g/m
• Percentuale in peso
grammi soluto/100 grammi soluzione
• Percentuale in volume
ml soluto / 100 ml soluzione
• Molarità
moli soluto / litro soluzione
• Normalità
• Equivalenti soluto / litro soluzione
• Molalità
moli soluto / 1 Kg solvente
• Frazione molare
moli componente / moli totali(soluto+solvente)
Soluto 30 grammi
solvente 70 grammi
soluzione 100 grammi
% peso = 30 g / 100 g = 0.3 = 30%
Percentuale in peso
Soluto 70 ml alcool
solvente 30 ml acqua
soluzione 100 ml
% volume = 70 ml / 100 ml = 0.7 = 70%
Percentuale in volume
Soluto = 1 mole
molarità
Soluto = 1 equivalente
normalità
Soluzione = 1 litro
Introdurre 1 mole , 1 equivalente e poi
aggiungere solvente per un volume totale
della soluzione uguale a 1 litro
Soluto = 1 mole
molalità
Solvente = 1 Kg
Introdurre 1 mole di soluto in 1 Kg
di solvente
Frazione molare
Xsoluto = moli soluto/moli totali=4/10=0.4
Xsolvente=moli solvente/moli totali=6/10=0.6
Somma frazioni molari = 1
4 moli di soluto
6 moli di solvente
Moli totali = 10
solubilità
• La solubilità delle varie sostanze varia
in funzione della loro natura e della
temperatura
• In generale soluti polari si solubilizzano
in solventi polari e soluti non polari in
solventi non polari
• In generale la solubilità aumenta con
la temperatura
Sale,polare
Iodio,non polare
acqua,polare
Sale,polare
Iodio,non polare
Benzolo,non polare
Velocità di solubilizzazione
• Aumenta con il grado di suddivisione
dei costituenti la soluzione
• Aumenta con il rimescolamento
• Aumenta con la temperatura
10°C
10°C
X grammi dello stesso soluto
sotto forma compatta e
suddivisa
10°C
50°C
X grammi dello stesso soluto
a diversa temperatura
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
• Reazione esotermica se prevale
liberazione su assorbimento
Esempio con composto ionico
Le molecole polari dell’acqua si
avvicinano al solido ionico :la parte
negativa, ossigeno, attirata da parte
positiva (catione) e quella positiva
(idrogeno) attirata dalla parte negativa
(anione):la interazione separa gli ioni
rompendo il loro legame:gli ioni liberati
vengono avvolti da molecole di acqua
con liberazione di energia dovuta alla
formazione dei legami di idratazione
Composto polare, ionico, in solvente polare (acqua)
Catione +
Rottura legame, assorbe energia
- +
Anione -
Acqua
Composto polare, ionico, in solvente polare (acqua)
Catione e anione idratati si attirano elettrostaticamente
Ioni avvolti da molecole di acqua con liberazione di energia
per formazione di legami di idratazione
Catione +
Rottura legame, assorbe energia
- +
Anione -
Acqua
Acido solforico
Aumento di temperatura
Nitrato di sodio
Diminuzione di temperatura
La solubilizzazione avviene con assorbimento o emissione di calore
in funzione della natura del solvente e del soluto
Soluzione e miscuglio
• Soluzione:miscela omogenea
• Miscuglio:miscela eterogenea
• Sospensione:particelle solide ,disperse
sedimentano molto lentamente
• Emulsione:particelle liquide frammiste
a solvente
solido
Solido,liquido
Miscela omogenea
soluzione
solido
Miscuglio
sospensione
Miscela eterogenea
miscuglio
liquido
Miscuglio
emulsione
Preparazione di soluzione M
•
•
•
•
•
250 cc 0.5 M di NaOH
Soluto = M*V = 0.5 m/l *0.250 l =0.125 moli
Grammi = moli*pm = 0.125 m*40 g/m=5 g
Pesare 5 g di NaOH e versare in bicchiere
Aggiungere acqua fino a 250 cc di volume
250 cc
250 cc di soluzione di NaOH 0.5 M
Preparazione di soluzione N
•
•
•
•
•
250 cc 0.5 N di NaOH
Soluto = N*V = 0.5 eq/l *0.250 l =0.125 eq
Grammi = eq*pge = 0.125 eq *40 g/eq=5 g
Pesare 5 g di NaOH e versare in bicchiere
Aggiungere acqua fino a 250 cc di volume
250 cc
250 cc di soluzione di NaOH 0.5 N
Preparazione di soluzione N
•
•
•
•
250 cc 0.5 N di H2SO4
Soluto = N*V = 0.5 eq/l *0.250 l =0.125 eq
Grammi = eq*pge = 0.125 eq *49 g/eq=6.12 g
versare 6.12 g di H2SO4 in bicchiere
contenente circa 200 cc di acqua
• Completare riempimento con acqua fino
a 250 cc
250 cc
250 cc di soluzione di H2SO4 0.5 N
Soluto A :40 g (Pm=20) :moli = 2
Soluto B :60 g (Pm=30) :moli = 2
Solvente S :360 g (Pm=18) :moli = 20
Calcolo frazione molare di A,B,S
Xa = 2 / 24 = 0,083
Xb = 2 / 24 = 0,083
Xs = 20 / 24 = 0,83
0.083 + 0.083 + 0.83 = 0.996 =…1
Esempio di preparazione di soluzione mediante
diluizione di soluzione a titolo noto:
la quantità di soluto presente nei due volumi
non cambia: cambia la quantità di solvente che
viene aggiunto:si calcola la nuova
concentrazione
con la formula ricavata da
M1*V1 = M2*V2
M2 = M1*V1/V2
1 litro 0.4 M
Aggiunto 1 litro di acqua > 2 litri 0.2 M
M1*V1 = M2*V2
>>> M2 = M1*V1/V2
0.1 litro di acqua
0.1 litro di 0.4 M
Soluzione a titolo noto 0.4 M
Per ottenere 200 cc di soluzione 0.2 M calcolare cc di soluzione 0.4 M
necessari e acqua da aggiungere
In 200 cc dovranno essere presenti M2*V2 moli
M2*V2 = 0.2 moli/litro * 0.2 litri = 0.04 moli da prelevare
0.04 moli sono contenute in Vx litri di soluzione 0.4 M
Vx = moli / M1 = 0.04 moli / 0.4 moli/litro = 0.1 litri