Riassunto esame Chimica, Prof. Eleonaora Laura, libro consigliato Chimica Generale , Petrucci

Esempio di legame dativo

Nell'acido nitroso l'azoto impegna solo i 3 elettroni di legame; nell'acido nitrico, oltre ai 3 elettroni di legame, l'azoto dona altri due elettroni all'ossigeno.

Il legame di tipo elettrostatico che si forma tra una molecola polare e uno ione è alla base, ad esempio, della solubilità dei sali in acqua. Infatti, mettendo in acqua un composto ionico come il NaCl, costituito da ioni Na+ e Cl-, si osserva che gli ioni positivi formano legami con le molecole d'acqua orientandone verso di sé la parte negativa (localizzata sull'ossigeno), mentre gli ioni negativi si legano alla parte positiva (localizzata sugli atomi di idrogeno).

Gli ioni negativi del cloruro (Cl-) vengono avvolti dai poli positivi degli idrogeni dell'acqua. Al contrario, i cationi (Na+) sono circondati dal polo negativo.

dell'acqua (l'os-+sigeno).Acqua Na+Sono legami deboli che si formanoI legami di Van der Waals. dipoloelettricotra molecole elettricamente neutre, ma con caratteristiche – –+ +polari proprie o indotte. Sono dovuti all'attrazione A B A Breciproca che si realizza tra due molecole polari (dipolo-dipolo permanenti), tra due molecole apolari (con due poli interazione dipolo-dipolo(Van der Waals)indotti e non permanenti) oppure tra una molecola polare eun'altra apolare (con la presenza di un dipolo permanente euno temporaneo). 6© 2015 Franco Lucisano Editore • L'Industria agroalimentareLe soluzioniUna può essere definita come una miscela omogenea di due o più composti, cioè un sistemasoluzioneomogeneo, che presenta in ogni sua parte la medesima concentrazione dei costituenti e le stesse carat-teristiche fisiche e chimiche.In una soluzione si chiama il componente quantitativamente più abbondante e (osolvente

solutosoluti se più di uno) il componente presente in minor quantità. La quantità massima di soluto che può sciogliersi in un dato solvente è la ed è funzione della struttura chimica dei due composti solubilità e della temperatura. L'acqua è il solvente più comune in natura e anche nel settore alimentare vengono molto sfruttate le sue proprietà solventi. In essa possono essere sciolti dei gas (si pensi all'acqua minerale o allo spumante), dei liquidi (come avviene nell'aceto, nel vino e nei liquori), oppure dei solidi (es. soluzioni saline o sciroppi zuccherini). Fattori che influenzano la solubilità I fattori che influenzano la solubilità di una sostanza in un liquido sono essenzialmente: • la natura chimica del soluto e del solvente, tanto più una sostanza è solubile quanto maggiore è la sua compatibilità con il solvente, ossia mostrano legami simili tra di loro.loro; somiglianza la dove alzando la temperatura, aumenta la solubilità dei composti in un solvente; temperatura, la secondo cui la solubilità di un gas in un liquido è infatti proporzionale alla pressione pressione, parziale del gas sopra la soluzione (legge di Henry). Formulata da William Henry nel 1803, questa legge regola la solubilità dei gas in un li- Legge di Henry. quido. In particolare essa sostiene che: un gas che esercita una pressione sulla superficie di un liquido, vi entra in soluzione finché avrà raggiunto in quel liquido la stessa pressione che esercita sopra di esso. I vari tipi di soluzioni A seconda dello stato di aggregazione (solido, liquido o gassoso) del soluto e del solvente, possiamo avere diverse tipologie di soluzioni. Vediamo di seguito le principali soluzioni di tipo acquoso che più interessano gli organismi viventi. La quantità massima di gas che può essere sciolta in un certo volume

d'acquaSoluzioni acquose di gas.dipende dalla: che può reagire o meno con l'acqua;• natura chimica del gasin quanto la solubilità dei gas in acqua diminuisce con l'aumentare della tempera-• temperatura,tura; secondo cui un aumento di questa, a parità di temperatura, fa crescere la solubilità dei• pressione,gas in acqua. Perché un solido si sciolga nell'acqua, devono essere rotti i legami che ten-Soluzioni acquose di solidi.gono unite le particelle solide. Si distinguono le soluzioni acquose di (per esempio, il salesolidi ionicida cucina NaCl) da quelle di come il saccarosio.solidi molecolari,Più precisamente la è la quantità massima di soluto che può sciogliersisolubilitàLe soluzioni sature.in un dato solvente.Una soluzione è detta quando contiene la massima quantità di soluto che il solvente è in gradosaturadi sciogliere a quella temperatura; aggiungendo a

Una soluzione satura ulteriore soluto, questo non siscioglie, ma si separa dalla soluzione, precipitando come (se è un solido), formando una nuova fase (se è un liquido) o gorgogliando (se è un gas).

© 2015 Franco Lucisano Editore • L’Industria agroalimentare

Una soluzione è detta quando contiene una quantità di soluto inferiore a quella massima che insatura il solvente è in grado di sciogliere a quella temperatura.

In condizioni particolari, è possibile ottenere soluzioni soprasature, ovvero soluzioni che contengono più soluto di quanto il solvente sia normalmente in grado di sciogliere a quella temperatura; tali soluzioni sono sistemi instabili che in seguito a perturbazioni meccaniche (agitazione, scuotimento, aggiunta di corpi estranei) liberano l’eccesso di soluto trasformandosi in soluzioni sature.

Due liquidi sono detti miscibili quando mescolandoli uno

liquido.nell'altro in qualsiasi proporzione si ottiene sempre una soluzione omogenea. L'acqua e l'alcol etilico, entrambi solventi polari in grado di dare legami a idrogeno, sono perfettamente miscibili tra loro. Due liquidi si dicono invece immiscibili se non sono solubili l'uno nell'altro. Si ha allora la forma-immiscibilizione di due strati di liquido ben distinti, come avviene, per esempio, tentando di sciogliere l'olio nell'acqua.

Metodi per esprimere la concentrazione delle soluzioni:

• La composizione percentuale in peso indica quanti grammi di soluto sono sciolti in 100 grammi di soluzione.
• La composizione percentuale in volume indica quanti grammi di soluto sono disciolti in 100 ml di soluzione (in litri) in un litro di soluzione. Questo metodo si usa, ad esempio, per...

esprime-• volume di solutore la gradazione alcolica della birra. Altri modi per esprimere la concentrazione delle soluzioni sono molarità, molalità e normalità.

• La molarità (simbolo M) è definita come le moli di soluto presenti in un litro di soluzione (concentrazione molare). L'unità di misura è mol/l (moli per litro). Una soluzione 1 M di soluto è definita perciò come una soluzione contenente esattamente una mole di soluto per litro di soluzione: moli soluto M = litri di soluzione

• La molalità (simbolo m) è definita come il rapporto tra le moli di soluto presenti e la massa in kg di solvente, quindi possiamo scrivere: n moli soluto m = kg di solvente. La molalità si esprime, quindi, in mol/kg.

• La normalità (N) in chimica indica il numero di equivalenti di un soluto disciolti in un litro di soluzione. Si calcola con la formula: n eq N = V, dove n è il numero di equivalenti e V è il volume della soluzione.

V è il volume. Il termine molarità è stato oggi sostituito dalla C concentrazione molare di sostanza B B misurata in mol/m³. La molarità è quindi il rapporto tra le moli di soluto presenti (n) e il volume della soluzione (V) espresso in volume o litri; in formula: moli soluto C = volume (o litri) di soluzione. © 2015 Franco Lucisano Editore • L'Industria agroalimentare Le proprietà colligative delle soluzioni Si tratta di proprietà specifiche delle soluzioni che dipendono solo dal numero di particelle distinte che compongono la soluzione e non dalla natura delle particelle stesse. Quando si aggiunge un soluto non volatile a un solvente che può evaporare (come l'acqua), le proprietà fisiche e chimiche della soluzione che si forma sono diverse da quelle del solvente puro. Alcune di queste, per esempio la densità (equivalente in genere al peso specifico) e il pH, dipendono non solo dallaconcentrazione delle particelle di soluto, ma anche dalla natura dei componenti dellasoluzione. Le proprietà colligative invece dipendono esclusivamente dalla concentrazione, ovvero dal numero di particelle di soluto in soluzione (molecole o ioni) e non dalla loro natura. Le principali proprietà colligative sono: - l'innalzamento (l'aggiunta di un soluto a un solvente determina un innalzamento del suo punto di ebollizione); - l'abbassamento (l'aggiunta di un soluto abbassa la temperatura alla quale l'acqua si trasforma in ghiaccio); - la pressione osmotica. Gradiente di concentrazione e osmosi Il gradiente di concentrazione è una differenza di concentrazione di una stessa sostanza in due volumi adiacenti, che si può esercitare nel punto di contatto, per esempio sulle superfici di una membrana semipermeabile. Si tratta di un processo fisico spontaneo che tende a diluire la soluzione più concentrata.e a ridurre la differenza di concentrazione e arrivare all'equilibrio osmotico. L'osmosi indica la diffusione di un solvente attraverso una membrana semipermeabile dalla parte a minore concentrazione di soluto (con più solvente) verso la parte a maggior concentrazione di soluto (con meno solvente), quindi una diffusione secondo il gradiente di concentrazione. La pressione osmotica rappresenta la pressione esercitata dalle molecole di soluto che colpiscono la membrana semipermeabile e che non sono in grado di attraversarla. Questa differente concentrazione di soluto determina il passaggio di solvente dalla parte più diluita verso quella più concentrata in modo da diminuirne la pressione (il fenomeno dell'osmosi).