SOLUZIONI E CONCENTRAZIONE

Транскрипт

1 SOLUZIONI E CONCENTRAZIONE Miscela omogenea di due o più sostanze: solvente (presente in maggiore quantità) + soluto In genere il solvente è liquido (es.acqua) mentre il soluto può essere solido, liquido, aeriforme La miscela omogenea risultante è nota come soluzione.

2 Tipi di soluzioni Solvente liquido e soluto solido es.acqua + sale Solvente liquido e soluto liquido es.acqua + alcool Solvente liquido e soluto gassoso es.acqua e anidride carbonica

3 Una soluzione è satura quando contiene la massima quantità di soluto consentito ad una determinata temperatura Aggiungendo altro soluto, rimane come corpo di fondo Aumentando la temperatura di una soluzione satura è possibile aggiungere altro soluto fino a raggiungere un nuovo stato di saturazione Raffreddando una soluzione insatura si può provocare la comparsa di corpo di fondo, perché parte del soluto non può esistere come tale alla nuova temperatura

4 1. Perché le sostanze si sciolgono? Nella formazione di una soluzione le molecole di solvente circondano le molecole di soluto. Tale fenomeno è chiamato solvatazione ed è dovuto alle attrazioni che si esercitano fra solvente e soluto. Quando il solvente è l acqua la solvatazione prende il nome di idratazione. 4

5 I compostipolari (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 + (aq) + Cl (aq) 7

6 1. Perché le sostanze si sciolgono? I compostiionici in acqua si dissociano, ovvero liberano ioni: le molecole d acqua separano gli ioni di carica opposta già presenti nel composto. Questo processo viene chiamato dissociazione. NaCl (s) Na + (aq) + Cl - (aq) Queste soluzioni conducono elettricità. 8

7 1. Perché le sostanze si sciolgono? 9

8 1. Perché le sostanze si sciolgono? Le sostanze non polari non si miscelano con l acqua ma solo con i solventi non polari. 10

9

10 Processo di solubilizzazione Si devono rompere dei legami assorbendo energia Si stabiliscono nuove interazioni, solvatazione, idratazione, con liberazione di energia Reazione endotermica se prevale assorbimento su liberazione (la soluzione si riscalda) Reazione esotermica se prevale liberazione su assorbimento (la soluzione si raffredda)

11 Acido solforico Nitrato di sodio Aumento di Diminuzione di temperatura temperatura La solubilizzazione avviene con assorbimento o emissione di calore in funzione della natura del solvente e del soluto

12 2. La solubilità La solubilità è la quantità massima di soluto che si può sciogliere in una determinata quantità di solvente. Per la maggior parte delle sostanze solide, la solubilità cresce all aumentare della temperatura. Per tutti i soluti gassosi la solubilità diminuisce all aumentare della temperatura. 18

13 3. La concentrazione delle soluzioni La concentrazione di una soluzione è il rapporto tra la quantità di soluto e la quantità di solvente in cui il soluto è disciolto. 20

14 3. La concentrazione delle soluzioni La concentrazione percentuale in massa (% m/m) indica la quantità in grammi di soluto sciolta in 100 grammi di soluzione. Es: sciogliere 10 gr di NaCl in 100 gr di acqua 21

15 3. La concentrazione delle soluzioni La concentrazione percentuale massa su volume (% m/v) indica la quantità in grammi di soluto sciolta in 100 ml di soluzione. Es: sciogliere 10 gr di NaCl in 100 ml di acqua 22

16 3. La concentrazione delle soluzioni La concentrazione percentuale in volume (% V/V) indica il volume in millilitri di soluto sciolto in 100 ml di soluzione. Il grado alcolico di una bevanda corrisponde ai millilitri di alcol disciolti in 100 ml di bevanda. Es: sciogliere 10 ml di alcol in 100 ml di acqua 23

17 3. La concentrazione delle soluzioni La concentrazione in parti per milione (ppm) indica il numero di parti di soluto presenti in un milione di parti di soluzione. Es: sciogliere 1 gr di NaCl in gr di acqua Es: sciogliere 1 ml di alcol in di ml di acqua 24

18 3. La concentrazione delle soluzioni La concentrazione molare (M) o molarità indica il rapporto fra le moli di soluto e il volume in litri della soluzione. 25

19 Soluto 30 grammi solvente 70 grammi soluzione 100 grammi Soluto 70 ml alcool solvente 30 ml acqua soluzione 100 ml % peso = 30 g / 100 g = 0.3 = 30% % volume = 70 ml / 100 ml = 0.7 = 70% Percentuale in peso Percentuale in volume

20 4. Le soluzioni elettrolitiche e il ph Le soluzioni che contengono ioni conducono elettricità e vengono dette elettrolitiche. Gli acidi sono gli elettroliti che in acqua liberano ioni H + ; le basi invece liberano ioni OH -. 29

21 4. Le soluzioni elettrolitiche e il ph Le soluzioni acide che si usano nella vita quotidiana sono numerose: il limone, l aceto e l acido muriatico. Le soluzioni basiche, invece, sono il detersivo e il bicarbonato. 30

22 4. Le soluzioni elettrolitiche e il ph Il ph è un numero che misura il grado di acidità (o di basicità) di una soluzione. Il valore del ph dipende dalla concentrazione degli ioni H 3 O + (o come in passato H + ) presenti nella soluzione. 31

23 4. Le soluzioni elettrolitiche e il ph Maggiore è la concentrazione degli ioni, più basso è il valore del ph. Una soluzione può essere neutra: il ph è uguale a 7,00; acida: il ph è minore di 7,00; basica: il ph è maggiore di 7,00. 32

24 1 acido Suddividere la scala del ph 7 14 neutro basico La suddivisione della scala del ph è data dalle seguenti relazioni [H 3 O + ] = [OH - ] il ph del sistema è neutro [H 3 O + ] > [OH - ] il ph del sistema è acido [H 3 O + ] < [OH - ] il ph del sistema è basico 33

25 5. Le proprietà colligative Quando un soluto si scioglie in un solvente, le particelle del soluto si legano con le particelle del solvente. Questi legami modificano il comportamento della soluzione. 35

26 5. Le proprietà colligative La tensione di vapore, cioè la pressione di vapore della soluzione, è più bassa della pressione di vapore del solvente puro, alla stesa temperatura. Ci sono due efffetti visibili il punto di ebollizione si innalza (innalzamento ebulloscopico); il punto di congelamento si abbassa (innalzamento crioscopico). 36