STATO LIQUIDO. Si definisce tensione superficiale (γ) il lavoro che bisogna fare per aumentare di 1 cm 2 la superficie del liquido.

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1 STTO LIQUIDO Una sostanza liquida è formata da particelle in continuo movimento casuale, come in un gas, tuttavia le particelle restano a contatto le une alle altre e risentono sempre delle notevoli forze di interazione con quelle adiacenti. resenta un volume proprio. Non ha forma propria perchè l energia potenziale delle forze di coesione è contrastata dall energia cinetica traslazionale E incomprimibile

2 STTO LIQUIDO Menisco convesso Menisco concavo Un liquido non vincolato ad un contenitore assume forma sferica poichè la sfera è il solido geometrico che a parità di volume presenta la minore superficie La tendenza a contrarre la superficie è definita quantitativamente dalla tensione superficiale γhe(l) = 0,35 dine/cm Si definisce tensione superficiale (γ) il lavoro che bisogna fare per aumentare di 1 cm 2 la superficie del liquido. γh 2 O(l) = 72,8 dine/cm γhg= 489,0 dine/cm

3 La viscosità esprime la resistenza allo scorrimento di uno strato di liquido su uno adiacente STTO LIQUIDO La viscosità aumenta all aumentare della forza di coesione. CH 3 OH HOCH 2 -CH 2 OH HOCH 2 -CH 2 (OH)-CH 2 OH 0,597 oise 19,9 oise 1490 oise La viscosità dipende dalle dimensioni delle molecole. C 6 H 14 (8) C 8 H 18 (11 ) C 10 H 22 (14 ) 0,326 oise 0,542 oise 0,926 oise

4 T = cost STTO LIQUIDO vapore Si osserva un aumento di fino ad un valore che rimane costante nel tempo (condizione di equilibrio) liquido ll equilibrio la velocità di evaporazione e la velocità di condensazione sono uguali La tensione di vapore di un liquido è la RESSIONE del vapore in equilibrio con il liquido ed è solo funzione della temperatura.

5 STTO LIQUIDO La tensione di vapore aumenta con la temperatura est ressione (atm) 2 1 T 1 T 2 Teboll Temperatura (C) (Legge di Clausius-Clapeyron) ln ln = H RT H = R evap + costante 1 evap T 1 T La temperatura alla quale il liquido ha una tensione di vapore uguale alla ressione esterna rappresenta la T di ebollizione 2

6 SOLUZIONI Sistemi omogenei costituiti da più di una sostanza con composizione variabile con continuità entro limiti più o meno ampi Soluzioni solide quando tutti i componenti sono solidi (leghe) Soluzioni liquide quando si presentano come liquidi e possono essere formate da due o più liquidi, liquido e solido, liquido e gas Miscugli gassosi sono sempre delle soluzioni I componenti delle soluzioni non danno reazioni fra di loro e possono essere recuperati inalterati, mediante opportune operazioni, dalla soluzione

7 SOLUZIONI Nel caso delle soluzioni liquide ottenute da liquido e solido il liquido si definisce solvente ed il solido il soluto Nel caso di soluzioni fra due liquidi si definisce comunemente solvente il componente più abbondante.

8 SOLUZIONI er caratterizzare una soluzione è necessario conoscere oltre alla formula chimica dei componenti, il rapporto quantitativo che ne determina le proporzioni ovvero la concentrazione. % vv = Vsoluto 100 Vsoluzione eso soluto % pv = 100 Vsoluzione eso soluto % pp= 100 eso soluzione M N = = moli soluto Vsoluzione ( l ) eq soluto Vsoluzione ( l ) m = moli soluto peso del solvente( Kg) X = moli soluto moli totali

9 SOLUZIONI La massima quantità di soluto che si può sciogliere in una quantità definita di solvente è detta solubilità del soluto s= g soluto /100 g di solvente Nel caso di un soluto solido la solubilità è costante a T costante Nel caso di un soluto gassoso la solubilità è costante a T e costante (Legge di Henry)

10 SOLUZIONI Una soluzione in cui il soluto non abbia raggiunto il valore di solubilità è detta insatura Corpo di fondo Una soluzione in cui il soluto abbia raggiunto o superato il valore di solubilità è detta satura o sovrasatura

11 Energia del processo di solubilizzazione Hret >0 S>0 G sol = Ηsol T Ssol <0 Soluzioni ideali (interazione solutosolvente uguali a soluto-soluto e solvente-solvente) H=0 perciò l aumento di entropia è l effetto trainante della spontaneità del processo. Soluzioni non ideali H 0 occorre tenere conto anche del fattore entalpico che se grande e positivo può determinare la non spontaneità della solubilizzazione Ηsolvatazione <0 Hsol = Hret + Hsolvatazione

12 rocesso di solubilizzazione dei composti ionici Solvatazione o idratazione Cl- Na+ Hsol>0

13 Effetto della temperatura sulla solubilità dei composti ionici Hsol>0 (prevale il Hret) quindi l aumento della T aumenta la solubilità

14 rocesso di solubilizzazione dei composti molecolari E dovuta all effetto delle interazioni di Van der Waals o delle interazioni a ponte di idrogeno fra le molecole del solvente e del soluto. Si scioglie in toluene Non si scioglie in acqua

15 Effetto della temperatura sulla solubilità dei gas in un liquido (a costante) Hsol<0 soprattutto grazie all effetto di solvatazione quindi l aumento della T diminuisce la solubilità

16 Tensione di vapore delle soluzioni ideali Si definisce ideale una soluzione in cui la forza di interazione fra le molecole di soluto è uguale alla forza di interazione delle molecole del solvente Hsol=0 Data una soluzione ideale di in la tensione di vapore della soluzione ad una data T sarà: = + Legge di Raoult

17 Tensione di vapore delle soluzioni ideali

18 Soluzioni reali: deviazioni dalla legge di Raoult Deviazioni negative : si verificano quando le forze di interazione soluto solvente sono più forti rispetto a quelle soluto-soluto e solvente - solvente ( Η Ηsol<0) Si verificano quando le forze di interazione soluto solvente sono più deboli rispetto a quelle soluto-soluto e solvente solvente ( Hsol>0)

19 Composizione del vapore (soluzioni ideali) Data la tensione di vapore di una soluzione di in : = + Dalla legge di Dalton la esercitata dal vapore in equilibrio con la soluzione sarà: (1) = + (2) dove: e Sono rispettivamente le pressioni parziali dei componenti in fase vapore

20 Composizione del vapore ' ' + = La (2) si può anche scrivere come segue Eguagliando la (1) e la (3) (3) Da cui + = + ' ' Dove X e X sono rispettivemente le frazioni molari di e in fase vapore Da cui oichè Sostituendo alla (4) (4) + + = ' ' ' = + + = ' (5)

21 Composizione del vapore = + + = X X X X X ' X (6) Inoltre Sostituendo alla (5) + = ' Dividendo numeratore e denominatore per Quando >>> <<< Quando = = Quando <<< 1 + = '

22 Composizione del vapore Con un procedimento analogo si arriva a definire la composizione di in fase vapore che sarà: ' = + Quando >>> <<< Quando = = Quando <<< 1