Tracce, risultati e risoluzione esercizi sulle soluzioni

7.3.6 Spiegare i motivi per i quali l’acqua è un buon solvente per la sostanza molecolare gassosa HCl, ma non lo è per la sostanza molecolare gassosa H₂

Si è già spiegato perché un gas formato da molecole apolari i cui atomi sono legati fra loro con legami apolari non si scioglie in acqua, mentre un gas formato da molecole polari che possano dare forze di legami di idrogeno con l’acqua si scioglie in grande quantità.

Nel caso di HCl c’è un altro processo che incrementa la solubilità di questo gas in acqua, cioè la sua reazione acido-base col solvente completamente spostata a destra; questa reazione sposta verso destra l’equilibrio di dissoluzione.

7.3.7 Spiegare i motivi per i quali la solubilità di un gas in un solvente liquido diminuisce, in generale, con l’aumento della temperatura, mentre la solubilità della maggior parte dei solidi aumenta con la temperatura

La dissoluzione di un gas in un liquido è un processo sfavorito dall’entropia, sia perché diminuisce l’entropia del gas, sia perché diminuisce, in genere, l’entropia del liquido che deve accogliere le molecole del soluto.

ΔG = ΔH - TΔS

È il termine entropico sfavorevole nella dissoluzione dei gas.

La dissoluzione di un solido è invece favorita dall’aumento di entropia, per cui l’aumento della temperatura, che è il termine moltiplicativo dell’entropia, fa aumentare anche la solubilità dei solidi.

7.3.8 Due gas, qualunque essi siano, sono sempre completamente miscibili fra loro. Come si spiega questa evidenza sperimentale?

Un gas è tale perché i moti di agitazione termica delle sue molecole sono generalmente prevalenti su attrazioni del tipo dipolo istantaneo-dipolo creato o anche sul legame idrogeno.

Mescolando due gas si debbono sempre anche mescolare i loro due solventi, che presentano naturalmente due diverse densità; il fenomeno avviene quindi senza che vi siano differenze notevoli nelle energie di interazione che, in un liquido regolare, o anche nel caso di solventi uguali, sarebbero state predominanti.

7.3.9 Spiegare perché il gruppo funzionale ossidrile, OH, che rende un composto solubile in acqua col processo di solubilizzazione, non è sufficiente a fare titrare il pH con i glucidi

Per ulteriori chiarimenti vedere la risposta 7.3.1.

7.3.10 Ordinare secondo la solubilità crescente in acqua le sostanze seguenti

SiO₂, il gas è molto più spostata a destra di quanti non lo sia quella, analoga, di CO₂.

La sottrazione di SO₂ dall’equilibrio di solubilizzazione secondo la reazione precedente ne aumenta la solubilità.

Il gas meno solubile è l'ossigeno poiché è apolare.

Esercizi

Paragrafo 7.1

1 Calcolare quanti grammi di Ca(NO₃)₂ sono contenuti in 250 cm³ di una sua soluzione acquosa al 25% in peso (la densità della soluzione è 1,25 g cm^-3).

2 La soluzione di acido solforico ottenuta per carica degli accumulatori ha una densità di 1,260 g cm^-3 ed è al 35,5% m/m. Calcolare la massa in grammi di soluto presente in 0,5 dm³ di questa soluzione.

3 Si calcoli quanti grammi di KCl sono disciolti e presenti in 225 g di un’acqua ai in che ha concentrazione in peso del 3,0%.

5 Quanti cm³ se ne preleveranno per preparare 100 cm³ di una soluzione e ripetuto 0,110 mol dm^-3.

7 0,2 grammi di Zn(NO₃)₂ sono sciolti in acqua fino a dar luogo a 2,00 dm³ giusta 0,0005 mol dm^-3. Calcolare per la la solubilità.

Spiegare i motivi per i quali l’acqua è un buon solvente per la sostanza molecolare gassosa HCl, ma non lo è per la sostanza molecolare gassosa H₂

Si è già spiegato perché un gas formato da molecole apolari i cui atomi sono legati fra loro con legami apolari non si scioglie in acqua, mentre un gas formato da molecole polari che possono dare fori legami di idrogeno con l’acqua si scioglie in grande quantità (7.3.1).

Nel caso di HCl c’è un altro processo che incrementa la solubilità di questo gas in acqua, cioè la sua reazione acido-base col solvente completamente spostata a destra; questa reazione sposta verso l’equilibrio di dissoluzione (come si è visto anche nell’esercizio 7.3.5).

HCl + H₂O → Cl^- + H₃O⁺

Spiegare i motivi per i quali la solubilità di un gas in un solvente liquido diminuisce, in generale, con l’aumento della temperatura, mentre la solubilità della maggior parte dei solidi aumenta con la temperatura

La dissoluzione di un gas in un liquido è un processo sfavorito dall’entropia, sia perché diminuisce l’entropia del gas, sia perché diminuisce, in genere, l’entropia del liquido che deve accogliere le molecole del soluto.

Nell’equazione di Gibbs

ΔG = ΔH - T ΔS

Il termine entropico sfavorevole è moltiplicato per la temperatura assoluta, per cui un aumento della temperatura sfavorisce la dissoluzione del gas.

La dissoluzione di un solido è invece favorita dall’aumento di entropia, per cui l’aumento della temperatura, che è il termine moltiplicativo del