Corso di Studi di Fisica Corso di Chimica

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Gilda Pesce
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1 Corso di Studi di Fisica Corso di Chimica Luigi Cerruti Lezione

2 Solubilità Diapositiva della prof. Nadia Lotti

3 Solubilità Stabilite le condizioni di equilibrio di una soluzione satura (equilibrio dinamico tra sale indisciolto e sale in soluzione) la concentrazione del sale, che è la massima a quella temperatura, è definita solubilità del sale AgCl (s) + aq Ag + (aq) + Cl - (aq) Si tratta di un equilibrio eterogeneo

4 Solubilità dei sali Sale solubile: concentrazione minima in soluzione 0,1 mol L -1, a temperatura ambiente Sale insolubile: concentrazione minima in soluzione 0,001 mol L -1, a temperatura ambiente I composti ionici coprono un'ampia gamma di solubilità: a un'estremità sta il clorato di litio (LiClO 3 ), che si scioglie fino a 35 moli (3200 g) per litro a 25 C; il solfuro di mercurio(ii) (HgS) è all'estremo opposto, avendo una solubilità a 25 C di mol L-1 Questo significa che 200 litri di soluzione di HgS sono richiesti per contenere un singolo paio di ioni Hg 2+ e S 2-

5 Questioni di solubilità Dipendenza dal solvente. "Il simile scioglie il simile". Benzene e tetracloroetilene sono ottimi solventi per i composti apolari (per esempio, i grassi), e infatti sono usati in lavanderia nel cosiddetto lavaggio a secco; L'acqua è un ottimo solvente per composti ionici e polari. Viceversa lo zucchero o il sale non si sciolgono nel benzene o in olio d'oliva, né la cera si scioglie in acqua. La ragione di questa selettività per i solventi è che, se le forze intermolecolari che agiscono nella soluzione e nel solido sono simili, l'energia che le molecole del soluto hanno in soluzione risulta analoga a quella che possedevano nel solido originale. In caso contrario, il solido tende a mantenere la coesione originaria, in quanto termodinamicamente più favorevole.

6 Preparazione in laboratorio di una soluzione 0,01M di di KMnO 4 0,0025 moli (0,395 g) in 250 ml di acqua Diapositiva della prof. Nadia Lotti

7 Solubilità e temperatura /pubblica/curve_di_solubilit.pdf

8 50 g miscela solida 80% Gly, 20% Ala Gly 40 g, Ala 10 g. sciolte in 100 g acqua Separazione per cristallizzazione Glicina (Gly; (NH 2 )-CH 2 -COOH) ed alanina (Ala; (NH 2 )-CH 2 -CH 2 -COOH) sono due amminoacidi la cui solubilità aumenta con la temperatura secondo i valori riportati in Tabella 1. Il grafico a fianco della Tabella rappresenta come varia la solubilità dei due amminoacidi al variare della temperatura. /pubblica/curve_di_solubilit.pdf

9 Prodotto di solubilità (K ps ) Nelle condizioni di equilibrio della soluzione di un sale poco solubile, l equazione di dissoluzione è: M m X n(solido) mm u+ + nx v- La costante relativa a questo equilibrio è indicata con K ps ed è data da: K ps = [M u+ ] m [X v- ] n La costante è indipendente dalla quantità della fase solida purché essa sia presente Diapositiva della prof. Nadia Lotti

10 Un esercizio: sapendo che K ps del Fe(OH) 2 è 1.6 x 10-14, calcolarne la solubilità espressa in g dm -3 Fe(OH) 2 Fe OH - K ps = [Fe 2+ ] [OH - ] 2 Se x è la concentrazione degli ioni Fe 2+ in soluzione, quella degli ioni OH - risulterà 2x, quindi posso scrivere: K ps = [Fe 2+ ] [ OH - ] 2 = x(2x) 2 = 1.6 x x = 1.6 x 10-5 mol L -1 la solubilità risulterà: 1.6 x 10-5 x 89.87g mol -1 = 1.438x10-3 g dm -3 Diapositiva della prof. Nadia Lotti

11 Un esercizio: Sapendo che la solubilità del CaCO 3 è 9.0 x 10-5 mol/l, determinare il prodotto di solubilità CaCO 3 Ca 2+ + CO 3 2- K ps = [Ca 2+ ] [CO 3 2- ] Dato che da ogni mole di CaCO 3 che si dissocia si formano una mole di ioni Ca 2+ ed una di ioni CO 3 2- avrò: K ps ps = [Ca 2+ ] [CO 2-3 ] = ( ) 2 = Diapositiva della prof. Nadia Lotti

12 Un esercizio: la Kps di Mg(OH) 2 è 1.2 x Calcolare il ph di una soluzione satura di Mg (OH) 2. Mg(OH) 2 Mg OH - K ps = [Mg 2+ ] [OH - ] 2 Per ogni molecola di sostanza disciolta si formano uno ione Mg 2+ e due ioni OH -. Se x è la [OH - ] nella soluzione satura di idrossido di magnesio posso scrivere: K ps ps = (x/2) x 2 = x= mol dm -3 e poh=3.54 ph=10.46 Diapositiva della prof. Nadia Lotti

13 Solubilità dei sali Sono sempre solubili sali di: metalli alcalini e ione NH 4 + nitrati perclorati e acetati Sono per lo più solubili sali di: cloruri, bromuri e ioduri tranne quelli di Ag + e Pb 2+ solfati tranne quelli di Ca 2+, Sr 2+, Ba 2+ e Pb 2+ Sono per lo più insolubili sali di: solfuri e idrossidi tranne che dei gruppi I-II e NH 4 + carbonati e fosfati tranne che del gruppo I e NH 4 +

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