Soluzioni unità 3, modulo D del libro

Transcript

1 Soluzioni unità 3, modulo D del libro

2 SOLUZIONE: miscela omogenea di 2 o più sostanze Particelle dei componenti di dimensioni molecolari Componenti distribuiti in maniera caotica Se manca uno di questi requisiti si tratta di una sospensione Sono possibili soluzioni in tutti gli stati della materia gas: tutti miscibili (es: aria) solidi: molte leghe (es: ottone = zinco + rame) liquidi (es: acqua + alcool) Il solvente è il componente presente in quantità maggiore, il soluto quello in quantità minore Una soluzione viene definita satura o insatura in base alla quantità di soluto rispetto al solvente: se è satura il soluto ulteriormente aggiunto non si scioglie più

3 La quantità di soluto in una soluzione rappresenta la concentrazione della soluzione Esistono molti modi di esprimere la concentrazione, usati in ambiti chimici diversi, in funzione dello scopo. La concentrazione si può esprimere come: 1. Percentuale 2. Parti per milione 3. Frazione molare 4. Molarità 5. Molalità 6. Normalità FRAZIONE MOLARE (X A ): mol del componente A mol di tutti i componenti MOLARITA (M): mol di soluto L di soluzione PERCENTUALE peso/volume: g di soluto ml di soluzione PERCENTUALE peso/peso: g di soluto g di soluzione PARTI PER MILIONE (ppm): mg di soluto L di soluzione NORMALITA (N): equivalenti di soluto L di soluzione Nel caso della normalità compare una nuova grandezza, l equivalente, cioè la quantità di una sostanza che è in grado di reagire con una quantità unitaria di un altra. E una grandezza che dipende quindi dalla reazione chimica. Ad esempio, sappiamo che tramite formazione di un legame ionico una mole di Ca reagisce con due moli di Cl per dare cloruro di calcio. Una mole di calcio contiene quindi 2 equivalenti perché è in grado di reagire con 2 moli di Cl. Nel cloruro di sodio, una mole di sodio contiene invece solo 1 equivalente perché reagisce solo con 1 mole di cloro.

4 PROPRIETA COLLIGATIVE DELLE SOLUZIONI Le proprietà colligative sono quelle proprietà delle soluzioni che dipendono dal numero di molecole di soluto, ma non dalla sua natura. Noi ne ricordiamo due: l ABBASSAMENTO RELATIVO DELLA TENSIONE DI VAPORE, ovvero la LEGGE DI RAOULT, e la PRESSIONE OSMOTICA. LEGGE DI RAOULT P 1 = X 1 P 1 Frazione molare del solvente Tensione di vapore del solvente puro 1) LEGGE DI RAOULT La tensione di vapore di una soluzione (P 1 ) è più bassa di quella del solvente puro (P 1 0 ) ed è direttamente proporzionale alla frazione molare del solvente (X 1 ). Tensione di vapore della soluzione

5 Molarità (mol/l) n π =---- RT V π = M R T Temperatura (K) Costante dei gas ( L atm K -1 mole -1 ) 2) PRESSIONE OSMOTICA π: l acqua si muove per OSMOSI da una zona in cui la sua frazione molare è più alta ad una in cui è più bassa, cioè da soluzioni più ricche di H 2 O a soluzioni più povere di H 2 O. La pressione che è necessario esercitare per impedire l osmosi è la pressione osmotica. Come si può notare, la legge che la descrive è derivata direttamente dalla Legge di Stato dei Gas Perfetti. PV = nrt πv = nrt

6 Esercizi riassuntivi 45) Calcolare la pressione osmotica esercitata da una soluzione di glucosio M alla temperatura di 20.0 C. R= atm L mol -1 K -1 a) 1.59 atm b) 15.9 atm c) 1.59 torr d) 159 torr 46) Quanti mg di solfato di potassio bisogna utilizzare per preparare 200 ml di una soluzione M di tale sale? a) 34.8 mg b) 348 g c) 348 mg d) 34.8 g 47) Quanti mg di cloruro di sodio bisogna pesare per avere 1 kg di una soluzione del sale al 10 % p/p? a) mg b) 100 mg c) g d) mg 48) In quale delle seguenti soluzioni è contenuta una maggior massa di nitrato di sodio? a) L di soluzione 1.0 M di NaNO 3 b) 100 ml di soluzione 0.50 M di NaNO 3 c) L di soluzione 1.5 M di NaNO 3 d) 100 ml di soluzione 1.2 M da NaNO 3

7 Esercizi riassuntivi 49) In quale delle seguenti soluzioni è contenuta una maggior quantità di alcol etilico? a) 1500 ml di soluzione al 2 % v/v b) ml di soluzione al 3 % v/v c) 100 ml di soluzione al 5 % v/v d) ml di soluzione al 2 % v/v 50) Una soluzione è stata preparata sciogliendo 0.35 mol di CaCl 2 in 0.56 mol di acqua. Qual è la frazione molare del soluto? a) 0.38 b) 3.8 c) 38 d) ) Quanti mg di idrogeno carbonato di sodio bisogna utilizzare per preparare 100 ml di una soluzione 0.10 M di tale sale? a) 84.0 mg b) 840 g c) 840 mg d) 84.0 g 52) Se si pesano 100 mg di solfato di bario in 2 L di acqua, a quanto ammonta la concentrazione in ppm della soluzione? a) 500 ppm b) 10 ppm c) 100 ppm d) 50 ppm