Concetti Chiave
- La pressione non influisce sulla solubilità di liquidi e solidi, ma ha un forte impatto sulla solubilità dei gas, come dimostra la legge di Henry.
- Secondo la legge di Henry, la solubilità di un gas in un liquido aumenta proporzionalmente all'aumento della pressione del gas sovrastante.
- La temperatura influisce sulla solubilità dei gas: in genere, la solubilità diminuisce con l'aumento della temperatura nei liquidi, ma può variare nei solventi organici.
- Per i gas nobili, la solubilità varia con la temperatura, mostrando un comportamento complesso che può includere un minimo di solubilità prima di aumentare nuovamente.
- In generale, la solubilità dei solidi in liquidi aumenta con l'aumento della temperatura, ma ci sono eccezioni significative come il cloruro di sodio e il carbonato di litio.
Qual è l'influenza della pressione sulla solubilità?
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.
Effetti della temperatura sulla solubilità
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'effetto della pressione sulla solubilità dei gas?
- Come influisce la temperatura sulla solubilità dei gas nei liquidi?
- Qual è l'effetto della temperatura sulla solubilità dei solidi nei liquidi?
La pressione ha un'influenza significativa sulla solubilità dei gas, aumentando la loro solubilità all'aumentare della pressione, come descritto dalla legge di Henry. Questa legge stabilisce che la quantità di gas disciolto in un liquido è proporzionale alla pressione del gas sopra la soluzione.
La solubilità dei gas nei liquidi diminuisce con l'aumento della temperatura, il che spiega perché i pesci prosperano in acque fredde. Tuttavia, per i gas in solventi organici, la solubilità può aumentare con l'aumento della temperatura.
In generale, la solubilità dei solidi nei liquidi aumenta con l'aumento della temperatura, ma ci sono eccezioni, come nel caso del cloruro di sodio e del carbonato di litio, dove la solubilità può comportarsi in modo opposto.
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