Appunti esame di Chimica

Cap 13: Proprietà delle soluzioni

Processo di dissoluzione

Dissoluzione: è un processo spontaneo (avviene senza bisogno di energia) che comporta un aumento delle proprietà termodinamiche, come l'entropia. La formazione delle soluzioni è favorita da un aumento dell'entropia che accompagna il dissolvimento. Il mescolamento avviene probabilmente a meno che esso non sia fortemente ostacolato. Tale evento può bloccare questo processo.

Effetto delle forze intermolecolari

Sono tre i tipi di interazione intermolecolare fondamentali nella formazione di una soluzione:

• Interazioni soluto-soluto devono essere vinte affinché la particella di soluto si disperda nel solvente.
• Interazioni solvente-solvente devono essere vinte per far spazio alla particella di soluto nel solvente.
• Forze o effetti (Pepper's): interazioni solvente-soluto per aumentare il mescolamento.

Solvatazione: interazione tra soluto e solvente che porta le singole molecole disciolte a circondarsi di molecole di solvente. Idratazione: quando il solvente è l'acqua.

Energetica della formazione di una soluzione

ΔH_soluzione = ΔH_soluto + ΔH_solvente + ΔH_miscela (ΔS_entropia spontanea per favore)

Proprietà delle soluzioni

Il mescolamento è un processo spontaneo (avviene senza bisogno di energia): aumento di quesito termodinamico = entropia. La formazione delle soluzioni è favorita da un aumento dell'entropia che accompagna il mescolamento. Il mescolamento avviene principalmente a meno che esso non sia reso economicamente sfavorevole. Le forze intermolecolari favoriscono o bloccano questo processo.

L'effetto delle forze intermolecolari

Sono tre i tipi di interazione intermolecolari che sono fondamentali nella formazione di una soluzione:

1. Interazioni soluto-soluto devono essere sufficienti a permettere ai soluti di disperdersi nel solvente.
2. Interazioni solvente-solvente devono essere sufficienti per fare spazio alla rottura di soluto nel solvente.
3. Devono esserci (però) interazioni solvente-soluto per far avvenire il mescolamento.

Solvatazione: interazione tra soluto e solvente che porta le singole molecole circondate e affaccendate molecole solvate. Idratazione: quando il solvente è l'acqua.

Energetica della formazione di una soluzione

DeltaH_soln = DeltaH_soluto + DeltaH_solvente + DeltaH_mix

Solvatate soluto: DeltaH_istruzione DeltaH_{istruzione del soluto} DeltaH_delluomo – DeltaH_{istruzione del solvente} Soluzione: DeltaH_{istruzione del solvente} Molti+molti solvore (solvente).

Soluzioni, saturi e solubilità (23.2)

Soluzione Satura: Si definisce la massima concentrazione di soluto disciolto. Solubilità: È la massima quantità di soluto che può sciogliersi in una certa quantità di solvente ad una data temperatura. Soluzione Insatura (più soluto): Se aggiungiamo ulteriore soluto, si discioglie per lasciar dissolto l'iniziale. Soluzione Sovrasatura: Quando contiene già più soluto della solubilità possibile.

Fattori che influenzano la solubilità (23.3)

Interazioni del Solvente: Forti sono le attrazioni tra molecole di soluto e solvente → Solubilità le interazioni dipolo-dipolo I liquidi polari si sciolgono preferibilmente in solventi polari.

Liquidi Miscibili Liquidi Immiscibili: La solubilità può essere migliorata aumentando il numero di gruppi idrofobici → Sostanze con forze attrattive intermolecolari simili tendono a essere solubili una nell'altra “Il simile scioglie il simile”

Effetti della pressione

+ Pressione → Solubilità di un gas in un solvente Questo rapporto è espresso nella Legge di Henry. Solubilità del gas S_g = k_H P_g Pressione parziale del gas Costante della Legge di Henry (dipende dalla coppia soluto-solvente e dalla temperatura)

Effetti della temperatura (in H₂O)

Nei Solidi → Temperatura ↑ → ↑ Solubilità Nei Gas → Temperatura ↑ → ↓ Solubilità

Modi di esprimere la concentrazione (13.4)

• % in massa, ppm e ppb
• % in massa: massa del componente / massa totale della soluzione × 100
• ppm (parti per milione): massa del componente / massa totale della soluzione × 10⁶
• ppb (parti per miliardo): massa del componente / massa totale della soluzione × 10⁹
• Frazione molare, molarità e molalità

Frazione molare: mol del componente / mol totale.