Appunti parziali Chimica generale e inorganica

LE SOLUZIONI

Il termine soluzioni è generale che significa sistema omogeneo costituito da almeno due

componenti. Il componente maggioritario è chiamato solvente, (solitamente liquido) e il

componente in quantità minore è chiamato soluto (e si trova per lo più allo stato liquido o gassoso).

Un parametro qualificante per caratterizzare una soluzione è la. concentrazione che serve per

specificare la quantità dei componenti. La concentrazione può essere espressa in vari modi: molarità

(moli di soluto/ 1dm3 di soluzione), molalità (moli di soluto/1kg di solvente), frazione molare

x1=n1/(n1+n2) e infine con la massa percentuale (parti di soluto in massa presenti in 100 parti di

soluzione). Quest’ultimo modo rende la creazione della soluzione particolarmente facile. (Esercizi

per calcolare le moli e la densità di una soluzione)

PROPRIETÀ DELLE SOLUZIONI

proprietà colligative che dipendono solo dal numero di particelle di soluto presenti nella soluzione

ma non dalla loro natura

Tensione di vapore di una soluzione di un soluto poco volatile.

P=x1P1+x2P2= x2P2. La tensione di vapore decresce secondo il valore di x2 che a sua volta

decresce quando decresce anche x1

l’abbassamento relativo di tensione di vapore del solvente nella soluzione rispetto al solvente puro è

dato dalla legge di Raoult: P2-P/P2=x1

DIAGRAMMA TI STATO DELL’ACQUA DI UNA SOLUZIONE DI UN SOLUTO POCO VALATILE

innalzamento ebullioscopio (punto di ebollizione del solvente della soluzione) DTeb= Keb (costante

ebullioscopica)•Cm e abbassamento crioscopico (punto di congelamento) DTct= Kct (costante

crioscopica molale)•Cm. Non dipendono dalla natura del soluto ma solo dal numero di particelle

presente in una massa di solvente

PRESSIONE OSMOTICA

la pressione osmotica di una soluzione è la pressione che si deve applicare sulla superficie della

soluzione stessa quando essa in contatto con il solvente puro attraverso una membrana

semipermeabile affinché non si abbia passaggio netto di molecole di solvente puro nella soluzione.

Il dislivello che si forma tra la camera di destra e quella di sinistra prende il nome di pressione

osmotica. Le membrane cellulari si possono comportare da membrane semimpermeabili.

Un globulo rosso in una soluzione ad elevata osmolarità

quindi in una soluzione ipotonica o anche ipertonica,

situazione di crenazione cioe un ringrinzimento dei globuli

rossi in una soluzione ipertonica, se al contrario si mettono

in una soluzione a bassa osmolarità i soluti nella cellula del

globulorosso richiamano liquidi dall’esterno fin’ anche alla

loro rottura.

I SISTEMI DISPERSI

• la sospensione di una sostanza insolubile in un dato solvente ottenuta per agitazione è un sistema

eterogeneo

• I colloidi sono sospensioni nelle quali le paarticelle sospese sono più grandi delle molecole ma

troppo piccole per uscire dalle sospensioni grazie alla gravità. Le dimensioni delle particelle si

aggirno attorno ai 10-200 A. È presente anche un’effetto : l’efetto Tyndall che riguarda l’abilità di

un colloide di spargere luce. Il fascio di luce può essere visto attraverso il colloide.

• Una soluzione è un sistema omogeneo

• Il passaggio da sospensione eterogenea a soluzione è un processo continuo in cui le particelle

disperse diventano via via più piccola

• Ci saranno situazioni intermedie in cui il sistema sembra omogeneo ma alcune delle sue proprietà

sono tipiche eterogenei.

Se le dimensione delle particelle sono comprese tra uno a mille nanometri abbiamo una situazione

borderline che prende il nome di sistema disperso che può assumere caratteristiche particolari.

Alcuni esempi sono i fumi (solidi dispersi in gas), le nebbie e aerosol (liquidi dispersi in gas),

emulsione (liquidi dispersi in liquidi), schiume (gas dispersi in liquidi), sol (sostanze solide disperse

in liquidi). Il motivo che consente alle particelle di un sol di rimanere isolate e non aggregarsi è la

carica superficiale. Se si sala un sol accade che le particelle si scarichino e avviene la flocculazione o

precipitazione della fare dispersa. Altre volte le particelle fanno luogo ad una struttura rigida che

occupa tutto il volume prima occupato dal sol e la fase disperdente rimane imprigionato in questa

struttura che prende il nome di gel.

• Il termine solubilità è la quantità massima di una certa sostanza che si può sciogliere in un certo

solvente ad una certa temperatura.

• Saturazione soluzione che contiene la massima quantità possibile di soluto.

Per avere un processo di solubilizzazione si può suddividere il processo generale in alcuni passaggi

il primo riguarda la separazione degli ioni del soluto nel secondo passaggio si separano le molecole

del solvente e nell’ultimo si formano le interazioni tra soluto e solvente (l’energia impiegata in

questo processo è esotermica in alcuni casi in altri endotermico).

Si possono distinguere due condizioni: liquidi miscibili (La miscibilità è la capacità di un liquido di

solubilizzarsi in un altro liquido dando origine ad un sistema completamente omogeneo) o

immiscibili (Due liquidi immiscibili in ogni rapporto danno origine ad un sistema liquido bifasico(2

fasi liquide) in cui i due liquidi si stratificano in funzione della loro densità.)

PROCESSO di DILUIZIONE

In questo processo il numero di moli non cambia ma è uguale alla molarita della soluzione diluita

con il volume della soluzione diluita uguale alla mole della soluzione concentrata per il volume

della soluzione concentrata.

PROPRIETÀ ELETTROLITICHE

• Sono elettroliti forti tutti i sali alcuni acidi e alcune basi (indicati come acidi forti e basi forti)

• gli elettroliti deboli sono soltanto acidi e basi (indicati come acidi deboli e

basi deboli).

• Sono sostanze non elettrolitiche tutte le sostanze che sciolte in acqua, non si dissociano in ioni

di carica opposta. Sono esempi di non elettroliti l'alcool etilico e il glucosio. Il termine "non-

elettrolita" indica l'impossibilità per le soluzioni che contengono questo tipo di soluti di condurre

la corrente elettrica.

REAZIONI DI PRECIPIAZIONI

Si basano su Reazioni di scambio o di metatesi. Avendo due sali ad esempio il nitrato di argento e lo

ioduro di sodio. Il nitrato è un sale solubile che si scioglie bene in acqua, lo ioduro è anch’esso

solubile; finche le due soluzioni sono separate sono stabili nel tempo. Se si mescolano le due

soluzioni si forma un precipitato bianco che sta in sospensione e diventa quindi un sistema

eterogeneo.

Fattori che influenzano la solubilità.

• Forze intermolecolari

• Pressione: se ho un gas sciolto in una soluzione acqosa questo sarà

in parte disciolto e in parte gassoso; se si aumenta la pressione la

quantità di molecole del gasdisciolte nel soluto aumenti in modo

direttamente proporzionale alla pressione. Questa è una delle

legge di Henry: un gas che esercita una pressione sulla superficie

di un liquido vi entra in soluzione fnchè avrà raggiunto in quel

liquido la stessa pressione che esercita sopra di esso.

• Temperatura: generalmente più aumenta la temperatura aumenta la solubilità di un solido.

Esiste un eccezione il Ce 3, un sale con solubilità che diminuisce quando la temperatura

aumenta. Per essere sicuri che il sale si sia sciolto tutto si può usare il concetto di soluzione

satura

Al contrario dei sali i gas tendono a diventare meno solubili via via che la temperatura aumenta.

Questo fatto ha anche un imatto ambientale:inquinamento termico (se i laghi diventano troppo

caldi CO2 e O2 diventano meno solubili, di conseguenza i laghi non sono pi