Chimica generale - il sistema disperso

Soluzioni e sistemi dispersi

Sistemi eterogenei e soluzioni

In un sistema disperso vi sono dei componenti dispersi ed un componente disperdente che è presente in maggiore quantità e si trova nello stato fisico del sistema.

Definizione di soluzioni

Una soluzione è una miscela omogenea di più composti chimici che conservano la propria identità chimica. Il mescolamento dei componenti deve essere a livello molecolare, cioè le particelle presenti devono essere di grandezza atomica o molecolare. Prelevando una aliquota in più punti della soluzione avremo sempre la stessa composizione.

Tipi di soluzioni

• Soluzioni gassose: Le miscele gassose sono sempre omogenee e quindi formano sempre una soluzione.
• Soluzioni liquide: Si possono formare sciogliendo in un liquido gas, solidi o altri liquidi.
• Soluzioni solide: Sono abbastanza comuni; per esempio, le leghe metalliche sono una miscela omogenea solida di più metalli.

Componenti delle soluzioni

Solvente: Componente predominante.

Soluti: Componenti presenti in quantità minori.

Interazioni e calore di soluzione

La dissoluzione comporta una variazione delle interazioni tra le molecole di soluto e solvente. Ci possono essere interazioni tra A e B, interazioni A-A, e interazioni B-B. Il calore di soluzione (o di dissoluzione) è il risultato del bilancio energetico derivante dalla rottura di legami intermolecolari tra molecole di solvente e soluto e dalla formazione di nuovi legami intermolecolari tra le stesse.

Variazioni termiche nei processi di dissoluzione

Generalmente nella formazione delle soluzioni si hanno variazioni termiche (ΔH):

• Si ha cessione di calore verso l’ambiente, il processo viene definito esotermico: l’energia necessaria a rompere le interazioni tra le molecole del soluto e tra le molecole del solvente puro è minore di quella liberata dalle interazioni soluto-solvente.
• Si ha assorbimento di calore dall’ambiente, il processo viene definito endotermico.

Processi esotermici ed endotermici

Soluzioni di solidi nei liquidi:

• ΔH < 0 esotermica: CaCl₂(s) → Ca²⁺(aq) + 2 Cl^-(aq)
• ΔH > 0 endotermica: NH₄NO₃(s) → NH₄⁺(aq) + NO₃^-(aq)

Calore di dissoluzione

L’attitudine di un solido ad andare in soluzione dipende fortemente dalla sua energia reticolare, ossia dalle forze di attrazione tra le particelle che formano il solido (processo endotermico) e dall’energia necessaria ad allontanare le molecole.