Una miscela ha composizione variabile. Se le proprietà di una miscela nonsono uniformi (fasi diverse), la miscela è eterogenea.

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1 Le Miscele Una miscela ha composizione variabile. Se le proprietà di una miscela nonsono uniformi (fasi diverse), la miscela è eterogenea. Se le proprietà sono uniformi, la miscela è una miscela omogenea o soluzione.

2 Soluzioni e Dispersioni Soluzione: miscela omogenea di soluto in un solvente. Soluto: sostanza presente in una miscela omogenea in quantità relativamente piccole. Solvente: sostanza presente in una miscela omogenea in quantità relativamente grandi. In una soluzione, le dimensioni delle specie chimiche che rappresentano il soluto sono piccole (1-10 Å). In una dispersione, le dimensioni delle specie chimiche che rappresentano il soluto sono grandi (10 Å Å, oppure 1 nm nm). Le dispersioni si chiamano anche sospensioni o colloidi.

3 Soluzioni e Dispersioni La formazione di una soluzione presenta sempre una variazione del contenuto energetico dovuto alla rottura (energia acquisita) e alla formazione (energia liberata) di legami: il sistema tende alla minor energia potenziale possibile. Energia

4 Soluzioni e Dispersioni I composti ionici in acqua si dissociano, ovvero liberano ioni: le molecole d acqua separano gli ioni di carica opposta già presenti nel composto. NaCl (s) Na + (aq) + Cl - (aq) Queste soluzioni conducono elettricità.

5 Soluzioni e Dispersioni I composti polari (come gli acidi) in acqua si ionizzano: Le molecole dipolari dell acqua spezzano i legami covalenti polari della molecola con conseguente formazione di ioni: HCl (g) + H 2 O (l) H 3 O + (aq) + Cl (aq) Queste soluzioni conducono elettricità.

6 Soluzioni e Dispersioni I composti molecolari formano soluzioni per dispersione nell acqua delle molecole elettricamente neutre L acqua rompe i deboli legami intermolecolari. Queste soluzioni non conducono elettricità.

7 Soluzioni e Dispersioni Tutti i composti che in soluzione producono ioni per dissociazione o per ionizzazione prendono il nome di elettroliti. Un elettrolita è una sostanza che rende elettricamente conduttrice la soluzione acquosa in cui è disciolto. Soluzioni con alta conducibilità elettrica contengono soluti detti elettroliti forti. Soluzioni con modesta conducibilità elettrica contengono soluti detti elettroliti deboli. Soluzioni che non presentano conducibilità elettrica contengono soluti detti non elettroliti.

8 Soluzioni e Dispersioni

9 Soluzioni e Dispersioni La concentrazione di una soluzione è il rapporto tra la quantità di soluto e la quantità di solvente in cui il soluto è disciolto. È possibile esprimere questo rapporto in funzione di diverse grandezze.

10 Unità di Concentrazione La concentrazione percentuale in massa (% / ) indica la quantità in grammi di soluto sciolta in 100 grammi di soluzione. % / = ( ) ( ) La concentrazione percentuale massa su volume (% / ) indica la quantità in grammi di soluto sciolta in 100 ml di soluzione. % / = ( ) ( )

11 Unità di Concentrazione La concentrazione percentuale in volume (% / ) indica il volume in millilitri di soluto sciolto in 100 ml di soluzione. % / = ( ) ( ) Questo è il metodo usato in generale quando il soluto è un liquido (esempio: grado alcolico di una bevanda).

12 Unità di Concentrazione Per soluzioni molto diluite si può usare concentrazione in parti per milione (ppm), che indica il numero di parti di soluto presenti in un milione di parti di soluzione. = oppure = Parti per miliardo(ppb, part per bilion): parti di soluto presenti un miliardo (10 9 ) di parti di soluzione.

13 Unità di Concentrazione La concentrazione molare ( ) o molaritàindica il rapporto fra le moli di soluto e il volume in litri della soluzione. = ( ) La concentrazione molale( o ) o molalitàè il rapporto tra le moli di soluto e la massa del solvente espressa in kilogrammi. = ( )

14 Unità di Concentrazione La frazione molare ( ) di un componente di una soluzione è il rapporto fra il suo numero di moli di quel componente e il numero totale di moli di tutti i componenti. = + + +

15 Unità di Concentrazione Preparazione di una soluzione acquosa 1,00 M di NaCl

16 Unità di Concentrazione

17 Conversione da %( / )a Molarità = ( )= ( ) ( ) ( )= ( ) ( )= ( ) %( / ) = ( ).. ( ) = ( ) ( ) = ( ) %( / ).. ( ) ( ) = %( / ).. ( ) = %( / ).. ( )

18 Conversione da Molarità a Molalità = ( )= ( ) ( ) = = ( ) =.. ( ) = = =

19 Diluizione Diluizione: riduzione della concentrazione di una soluzione tramite l aggiunta di solvente. La quantità di soluto non cambia. Nel caso della molarità: = = è il volume della soluzione a concentrazione da diluire al volume per ottenere una soluzione di concentrazione.

20 Le Proprietà Colligative La presenza di soluto influenza le proprietà del solvente. Innalzamento ebullioscopico: aumento della temperatura di ebollizione. Abbassamento crioscopico: diminuzione della temperatura di congelamento. = = La costante ebulioscopica( ) e la costante crioscopica ( ) dipendono solo dal solvente e non dal soluto.

21 Le Proprietà Colligative Le costanti e sono da considerare come misura della suscettibilità del solvente al cambiamento delle sue proprietà chimico-fisiche.

22 Le Proprietà Colligative

23 L Osmosi Osmosi: flusso netto di solvente fra due soluzioni di concentrazione differente separate da una membrana semipermeabile. Il solvente passa dalla soluzione più diluita a quella più concentrata. Esempi di membrane semipermeabili: cellofan pelle membrane delle cellule

24 L Osmosi

25 La Pressione Osmotica La pressione osmotica è la pressione idrostatica che si deve esercitare sulla soluzione più concentrata separata da una meno concentrata (o dal solvente puro) da una membrana semipermeabile, perché in essa non entri altro solvente. Le soluzioni che presentano uguale pressione osmotica si dicono isotoniche. Se due soluzioni hanno diversa pressione osmotica, si dice ipotonica quella a concentrazione minore, ipertonica quella a concentrazione maggiore.

26 La Pressione Osmotica = =

27 La Pressione Osmotica Grazie all osmosi si attua il trasporto dei fluidi nel nostro organismo o il trasferimento della linfa dalle radici alle foglie nelle piante. Le pareti delle cellule animali e vegetali sono membrane semipermeabili.

28 La Solubilità dei Gas in Acqua Legge di Henry: [C] = kx P Dove: P = pressione del gas sull acqua k= costante di Henry C = concentrazione del gas k(o 2 ) = 1,3 x 10-3 moldm -3 atm -1 k(n 2 ) = 6,1 x 10-5 moldm -3 atm -1 k(co 2 ) = 3,4 x 10-2 moldm -3 atm -1 La solubilità di un gas in acqua diminuisce con l aumentare della temperatura.

29 I Colloidi Fase dispersa Mezzo disperdente Nome tecnico Esempio Solido Gas Aerosol Fumo (smoke) Liquido Gas Aerosol Nebbia (fog) Solido+Liquido Gas Aerosol Smog Solido Liquido Sol Vernici Solido Solido Sol Leghe metalliche Gas Solido Schiuma Zeoliti Gas Liquido Schiuma Schiuma Liquido Liquido Emulsione Latte, maionese

30 Soluzioni e Dispersioni

31 Problemi da «Stechiometria» (BLM) Problemi sulle soluzioni: 7.1.1, 7.1.2, 7.1.3, 7.1.5, 7.1.6, 7.1.7, 7.1.8, 7.1.9, , , , , 8.2.2, 8.2.3, 8.3.1, 8.3.2

32 Reazioni Chimiche H ICl I HCl

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