Concetti Chiave
- Le soluzioni sono miscugli omogenei composti da un soluto e un solvente, con proprietà simili, e possono essere gassose, liquide o solide.
- La solubilità dei solidi generalmente aumenta con la temperatura, mentre nei gas diminuisce; il processo di dissoluzione può essere endotermico o esotermico.
- La concentrazione delle soluzioni è espressa in termini di quantità di soluto rispetto alla soluzione o al solvente, con soluzioni concentrate o diluite.
- La concentrazione in percentuale può essere espressa come %m/m, %V/V o %m/V, con esempi di calcolo specifici per ciascun caso.
- La diluizione delle soluzioni comporta la riduzione della molarità mantenendo costante il numero di moli del soluto; gli elettroliti possono essere forti o deboli in base alla loro solubilità.
Indice
Soluzioni (livello molecolare)
Le soluzioni sono un miscuglio omogeneo in cui la luce non viene dispersa, sono formate da:
-soluto: sostanza che viene sciolta, è presente in minor quantità
-solvente: sostanza che scioglie (generalmente è l'H2O), è presente in maggior quantità
Il soluto e il solvente devono avere delle proprietà simili.
Le soluzioni possono essere:
Gassose=aria
Liquide=solido+liquido(acqua salata),liquido+liquido(acqua e alcool),gas+liquido(acqua gassata)
Solide=leghe(bronzo,ottone,ghisa,acciaio)
Nei solidi aumentando la temperatura è più facile sciogliere, il contrario avviene nei gas.
Le sostanze polari e quelle costituite da ioni si sciolgono nei solventi polari e le sostanze non polari si sciolgono nei solventi non polari.
Soluzioni colloidali (intermedi tra soluzioni e miscugli eterogenei)
colloidi: effetto Tyndall( diffusione della luce). Particelle intermedie che non si vedono ma che interagiscono con la luce. ( es. gelatina)
La solubilità dei solidi
E' la quantità massima di una sostanza che può sciogliersi in una determinata quantità di solvente.
Per i solidi,generalmente, la solubilità aumenta con la t.
La dissoluzione(capacità di sciogliersi) richiede il processe endotermico (assorbe calore).
Per i solidi in cui la solubilità diminuisce con l'aumentare dell temperatura, devo abbassare la t. perchè è una soluzione esotermica(libera calore).
Una soluzione è satura (piena) quando raggiungo il limite della solubilità e continuo a mettere il soluto, ma esso non si scioglie più e rimane come corpo di fondo o precipitato.
La solubilità dei gas
La solubilità di un gas in un liquido diminuisce con l'aumentare della temperatura.La quantità di gas che si scioglie in un dato volume di liquido, a una data t., è direttamente proporzionale alla pressione di quello stesso gas presente sopra la superficie del liquido.
Concentrazione delle soluzioni
E' la quantità di soluto presente in una data quantità di soluzione o di solvente.Soluzione concentrata: contiene una quantità di soluto relativamente grande rispetto al solvente.
Soluzione diluita: contiene una quantità di soluto relativamente piccola rispetto al solvente.
Concentrazione in percentuale
%m/m=(msoluto/msoluzione)x100
m soluzione=m soluto+ m solvente
es. soluzione di NaCl 15%m/m, 15 g di NaCl in 100 g di soluzione. m H2O=?
100-15= 85g (msolvente=m soluzione- msoluto)
%V/V=(V soluto/Vsoluzione)x100
i volumi se non è specificato non sono aditivi( non si possono sommare) e non posso dire quanta acqua ci ho messo.
es.L'aria è una soluzione gassosa al 21% V/V di ossigeno in azoto. Se un individuo in condizioni normali respira circa 8L di aria al min, quanti mL di ossigeno introduce al s?
8L=8000mL 30 s si consumano 4000mL di aria Vossigeno=(21x4000)/100=840 mL
%m/V=(m soluto/V soluzione)x100
es. un buon latte intero contiene il 3,5% di grassi. Se un bambino beve una tazza di latte, di V 250 mL, quanti g di grasso assume?
G grasso= (250x3,5)/100=8,8g
MOLARITA' numero di n di una sostanzasciolte in un L di soluzione
M=n soluto(mol)/ V soluzione(L)
n=m/MM n=M xV
Diluizione delle soluzioni
ppm=parti per milione = 1mg/1L
Le soluzioni che possono condurre l'elettricità sono i sali, gli acidi, ossiacidi.. perchè il legame è covalente polare. I sali più solubili conducono meglio.
Na2SO4 → 2 Na+ + SO42-
0,1 M (0,1x2)M 0,1M
Nella diluizione le moli del soluto rimangono uguali
ni=nf Mi xVi=Mf xVf ( per %V/V o %m/V)
Dopo la diluizione la molarità diminuisce.
Per diluire una soluzione posso prendere una parte della mia soluzione iniziale, mettere in un matraccio vuoto e portarlo a Volume aggiungendo acqua.
Elettroliti
-forti: sali solubili ( sali con Me del I,II gruppo molto solubili), acidi forti
-deboli: sali poco solubili, acidi deboli
N.B. Prendere cifre significative quanto il numero che ne ha meno.
ES
Hcl %m/m=36,23% d=1,18g/ml
MM=36,47g/mol
msoluto=(%m/m x msoluzione)/100= (36,23 x 100)/ 100= 36,23g fisso la soluzione a 100 g
V=msoluzione/d= 100g/1,18g/ml=84,7 ml
n=msoluto/MM= 36,23g/36,46 g/mol=0.993mol
M= n/V=0,993/0,0847=11,8M
Posso fissare la m soluzione a 100g o il Volume a 1L perchè qualsiasi quantità io prendo avrò quella densità e quella concentrazione.
Domande da interrogazione
- Quali sono le componenti principali di una soluzione a livello molecolare?
- Come varia la solubilità dei solidi e dei gas con la temperatura?
- Cosa si intende per concentrazione di una soluzione e come può essere espressa?
- Cosa succede durante la diluizione di una soluzione?
- Quali sono le caratteristiche degli elettroliti forti e deboli?
Le soluzioni sono composte da un soluto, la sostanza che viene sciolta, e un solvente, la sostanza che scioglie, generalmente l'acqua. Il soluto è presente in minor quantità rispetto al solvente.
La solubilità dei solidi generalmente aumenta con l'aumento della temperatura, mentre la solubilità dei gas diminuisce con l'aumento della temperatura.
La concentrazione di una soluzione è la quantità di soluto presente in una data quantità di soluzione o solvente. Può essere espressa in percentuale massa/massa, volume/volume, massa/volume, o in molarità.
Durante la diluizione, le moli del soluto rimangono costanti, ma la molarità della soluzione diminuisce. Si può diluire una soluzione aggiungendo solvente, mantenendo costante il numero di moli del soluto.
Gli elettroliti forti, come i sali solubili e gli acidi forti, conducono bene l'elettricità grazie ai legami covalenti polari. Gli elettroliti deboli, come i sali poco solubili e gli acidi deboli, conducono meno efficacemente.
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