Le soluzioni e il loro comportamento

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1 A. A CCS Scienze geologiche CCS Biologia Le soluzioni e il loro comportamento PERCENTUALE IN peso (% p/p) PERCENTUALE IN volume (% v/v) PERCENTUALE IN peso/volume (% p/v) MOLARITA (M) moli soluto / volume soluzione MOLALITA (m) moli soluto / massa solvente FRAZIONE MOLARE (x) Cap , 13, 15-20, 45-48, 69, 72

2 SOLUZIONI 2 Una soluzione è una miscela omogenea contenente particelle di dimensione atomiche o molecolari SOLVENTE : è il mezzo in cui le altre sostanze vengono miscelate o disciolte. SOLUTO : è la sostanza disciolta nel solvente; può essere solido, liquido, gassoso. Il solvente non cambia stato di aggregazione durante il miscelamento Il soluto può cambiare stato di aggregazione durante il miscelamento

3 SOLUZIONI 3 Soluto Solvente esempio Gas Gas aria Gas Liquido ossigeno in acqua Liquido Liquido etanolo e acqua Solido * Liquido NaCl e acqua Gas Solido idrogeno in palladio * Liquido Solido mercurio in oro Solido Solido leghe

4 Solubilità dei composti ionici 4

5 Legge di Henry 5 La concentrazione di un gas disciolto in un liquido, ad una data temperatura, è proporzionale alla pressione parziale del gas sulla soluzione. C gas in soluzione (mol/l) = k H x P gas k H = coefficiente di solubilità è inversamente proporzionale alla temperatura e diventa uguale a 0 alla temperatura di ebollizione del liquido. Pgas A 37 C k H (CO 2 ) = 0,032 k H (O 2 ) = 0,0013 A parità di pressione parziale, la quantità di CO 2 disciolta sarà maggiore La CO 2. è 24 volte più solubile di O 2.

6 Proprietà Colligative 6 Si definiscono proprietà colligative delle soluzioni quelle proprietà che non dipendono dalla natura chimica del soluto ma solo dalla concentrazione delle particelle di soluto presenti nel solvente. NaCl --> Na + + Cl (2 ioni) Na 2 SO 4 --> 2Na + + SO (3 ioni) Abbassamento della Pressione di Vapore (o Tensione di Vapore) Abbassamento Crioscopico Innalzamento Ebullioscopico Pressione Osmotica

7 Per comprendere le proprietà colligative, esaminiamo l EQUILIBRIO LIQUIDO-VAPORE in un liquido puro. 7 In un recipiente chiuso, le molecole che evaporano esercitano una pressione che rimane costante quando la velocità di evaporazione e di condensazione diventano uguali Liquido puro Curve di tensione di vapore per alcuni liquidi P mmhg T C

8 L EQUILIBRIO LIQUIDO-VAPORE Aggiungendo un soluto ad un solvente, le proprietà del solvente si modificano. Liquido puro A parità di temperatura, la Pressione di Vapore del solvente in una soluzione (Psolv) è inferiore alla pressione di vapore riscontrabile nel liquido puro (P solv). Soluzione 8 (P solv). (Psolv)

9 Variazione del Punto di Ebollizione del Solvente 9 P VP Pure solvent 1 atm VP solvent afte r adding solute P solv < P o solv. puro BP solution BP pure solvent T See Figure 14.12

10 10 LEGGE di RAOULT P solvente = X solvente x P o solvente puro frazione molare del solvente (<1) La pressione di vapore del solvente presente nella soluzione è minore della pressione di vapore del solvente puro. Poichè la frazione molare del solvente, X solv, è sempre minore di 1, allora P solv < P o solv. puro

11 Diagramma di stato dell acqua Variazioni dei Punti di Congelamento ed Ebollizione del Solvente 11 Diagramma di stato dell acqua

12 Variazione del Punto di Congelamento 12 Acqua pura Soluzione glicol etilenico/acqua Il punto di congelamento di una soluzione è INFERIORE a quello del solvente puro. Abbassamento del Punto di Fusione: T PF = K PF m

13 13

14 14 Osmosi See Figure 14.17

15 PRESSIONE OSMOTICA 15 SOLVENTE SOLUZIONE P idrostatica

16 Composto Valore Teorico di i glicol 1 NaCl 2 CaCl

17 17 plasmolisi emolisi

18 18 72 pg 652 L acqua a 25 C ha una densità di 0,997 g/ml. Calcolare la molarità e la molalità a questa temperatura. Considerazioni: 1 L di acqua pesa 997 g e contiene (997 g / 18 g/mol) moli. Quindi M = 55,3 mol /L Dalla definizione di molalità m = mol soluto / massa solv. (kg) Si ha: m = 55,3 mol / 0,997 kg = 55,5

19 48 pg 651 Calcolare la pressione osmotica di una soluzione 0,0120 M di NaCl in acqua a 0 C. Assumere che il coefficiente di van t Hoff, i, per questa soluzione, sia 1,94 19 Scriviamo la relazione che lega la pressione osmotica alla concentrazione della soluzione = i C R T i C = conc. ioni soluz. = 1,94 x 0,0120 M x 0,082 x 273,1 K = 0,522 atm FINE

20 20 Sia l eroina che il lattosio essendo sostanze non-ioniche hanno un coefficiente di van t Hoff pari a 1. Applicando l espressione = i C R T si trova la concentrazione della miscela in soluzione: C = 539/760 (mm Hg) / 0,082 x 298 K = 0,029 M pari a 0,029 M x 0,1 L = 0,0029 mol di eroina + lattosio. 1 a relazione: X g eroina + Y g lattosio = 1,00g 2 a relazione: X g eroina / 369,4 (g/mol) + Y g lattosio / 342,3 (g/mol) = 0,0029 mol g eroina = 0,1 g lattosio = 0,9

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