Concetti Chiave
- La pressione non influisce sulla solubilità di liquidi e solidi, ma ha un impatto significativo sulla solubilità dei gas.
- La legge di Henry descrive la relazione tra la solubilità dei gas e la pressione, affermando che la solubilità aumenta con l'aumento della pressione.
- La temperatura ha effetti diversi sulla solubilità: nei gas, solitamente diminuisce con l'aumento della temperatura, mentre nei solidi tende ad aumentare.
- Per i gas nobili, la solubilità diminuisce con l'aumento della temperatura fino a un minimo, poi aumenta nuovamente.
- Ci sono eccezioni nella solubilità dei solidi; ad esempio, il cloruro di sodio aumenta di solubilità con la temperatura, mentre il carbonato di litio diminuisce.
Solubilità e pressione
È bene sottolineare che la pressione non influenza in alcun modo la solubilità di liquidi e solidi (ovvero di fasi incomprimibili). Ha grande influenza invece sulla solubilità dei gas, i quali sono altamente comprimibili. Come vedremo più avanti, anche la temperatura influenza la solubilità, ma la pressione è decisamente più influente. Il chimico inglese William Henry trovò che la solubilità di un gas aumenta all’aumentare della pressione cui il gas è sottoposto. La legge di Henry afferma che “a temperatura costante la quantità di un gas poco solubile disciolta in un dato volume di liquido è proporzionale alla pressione (P) del gas nella fase gassosa sovrastante la soluzione”. Oppure: “a temperatura costante un gas poco solubile passa in soluzione fino a raggiungere l’equilibrio tra il gas disciolto e il gas presente nella fase gassosa sovrastante la soluzione”. La rappresentazione matematica della legge di Henry è la seguente:
C=k×P_gas
Dove C è la solubilità di un gas in un particolare solvente, Pgas è la pressione parziale del gas sopra la soluzione e k una costante di proporzionalità.
Solubilità e temperatura
La temperatura influenza la solubilità di gas, liquidi e solidi. - Gas in liquidi: la solubilità diminuisce al crescere della temperatura (questo spiega perché i pesci vivono meglio in acque fredde). Inoltre, alla temperatura d’ebollizione del liquido, la solubilità del gas è nulla. Non si possono però fare generalizzazioni sull'effetto della temperatura sulla solubilità dei gas nei solventi. Per soluzioni di gas in solventi organici la situazione spesso l'inverso di quella appena descritta, ovvero i gas aumentano di solubilità con l'aumentare della temperatura.
La solubilità dei gas nobili è ancora più complessa. La solubilità di ogni gas cala aumentando la temperatura, raggiunge un minimo ad una certa temperatura; quindi inverti direzione, diventa più solubile all'aumentare della temperatura;
- Solidi in liquidi: in genere la solubilità aumenta al crescere della temperatura, ma ci sono eccezioni. Ad esempio il cloruro di sodio (solido) ha solubilità diretta in acqua, mentre il carbonato di litio (solido) in acqua ha solubilità inversa.
Domande da interrogazione
- Qual è l'influenza della pressione sulla solubilità dei gas?
- Come influisce la temperatura sulla solubilità dei gas in liquidi?
- La solubilità dei solidi in liquidi è sempre influenzata dalla temperatura nello stesso modo?
La pressione ha una grande influenza sulla solubilità dei gas, aumentando la solubilità all'aumentare della pressione, come descritto dalla legge di Henry.
La solubilità dei gas in liquidi generalmente diminuisce con l'aumento della temperatura, ma ci sono eccezioni, come nei solventi organici dove la solubilità può aumentare.
No, in genere la solubilità dei solidi in liquidi aumenta con la temperatura, ma ci sono eccezioni come il cloruro di sodio e il carbonato di litio che mostrano comportamenti diversi.
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