Lezione n. 12. Proprietà colligative Variazione del punto crioscopico. Pressione osmotica. 02/03/2008 Antonino Polimeno 1

Dimensione: px

Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "Lezione n. 12. Proprietà colligative Variazione del punto crioscopico. Pressione osmotica. 02/03/2008 Antonino Polimeno 1"

Ilaria Bernasconi
6 anni fa
Visualizzazioni

1 Chimica Fisica - Chimica e Tecnologia Farmaceutiche Lezione n. 12 Proprietà colligative Variazione del punto ebullioscopico Variazione del punto crioscopico Pressione osmotica 02/03/2008 Antonino Polimeno 1

2 Proprietà colligative - Proprietà fisiche di una soluzione che dipendono in modo diretto dalla composizione - Sono una conseguenza del fatto che il potenziale chimico del solvente diminuisce in presenza di soluti, almeno in soluzioni ideali (cioè in soluzioni reali diluite) - Le proprietà colligative propriamente dette sono - l'abbassamento del punto di congelamento - l'innalzamento del punto di ebollizione - la pressione osmotica Antonino Polimeno 2

3 Antonino Polimeno 3

4 Antonino Polimeno 4

5 Abbassamento del punto crioscopico - Per soluzioni diluite, l'abbassamento del punto di congelamento ad un pressione data, (T F = temperatura di di fusione del liquido puro, e T = temperatura effettiva di congelamento della soluzione), vale la relazione T = T T = K x N F F i i=1 Antonino Polimeno 5

6 Antonino Polimeno 6

7 Antonino Polimeno 7

8 Composizione vs. temperatura (1) * solido µ µ µ µ + + solido = RT lnx ln x = i i RT RT i i i i liquido H solido H mi, mi, 2 2 ln x H i = = T RT RT p Antonino Polimeno 8

9 Composizione vs. temperatura (2) H = pm, F pm, T p c H H c T H c T 1 1 c T ln x = F p, m p, m ln F 0 + R T T R T F Antonino Polimeno 9

10 Composizione vs. temperatura (3) H ln = F R T T c x pm, T ln x = ln(1 x ) x, N N F 0 i i 2 i=1 i=1 T TF TF T F N T = T T = K x, K = F F i F i=1 RT H 2 F Antonino Polimeno 10 F

11 Innalzamento del punto ebullioscopico - La temperatura di ebollizione della soluzione è maggiore del solvente puro, secondo la relazione empirica, valida per soluzioni diluite: E N = E E i i=1 RT 2 = E T = T T K x K H E Antonino Polimeno 11

12 Antonino Polimeno 12

13 Antonino Polimeno 13

14 Osmosi - Membrana semipermeabile: consente il passaggio di alcuni componenti di una soluzione (cellophane, membrane cellulari). - Pressione osmotica: differenza di pressione tra due soluzioni a diversa concentrazione separate da una membrana semipermeabile. Antonino Polimeno 14

15 La pressione osmotica all equilibrio rende il potenziale chimico del solvente costante nelle due sezioni del sistema Antonino Polimeno 15

16 Interpretazione (1) - Supponiamo di avere un sistema diviso in due sezioni, con una soluzione separata dal solvente puro mediante una membrana semipermeabile, tale cioè da permettere il passaggio del solo solvente - La pressione osmotica pressione osmotica è la pressione che deve essere esercitata sulla sezione contenente la soluzione per impedire il passaggio del solvente dalla sezione contenente solvente puro a quella contenente la soluzione. Antonino Polimeno 16

17 Interpretazione (2) - La pressione osmotica è una proprietà caratteristica di una soluzione, come il suo punto di congelamento od il suo punto di fusione. - La sua causa è la differenza di potenziale chimico del solvente, che è più basso nella soluzione che nel solvente puro, in seguito alla presenza del soluto - Il sistema favorisce la diffusione delle molecole di solvente verso la soluzione, in modo da tendere all'uguaglianza dei potenziali chimici del solvente nelle due sezioni. Antonino Polimeno 17

18 Interpretazione (3) - Siano p e p le pressioni che agiscono sul solvente puro e sulla soluzione in condizioni di equilibrio Π = p p Antonino Polimeno 18

19 Interpretazione (4) * * * * µ ( p )= µ ( p ) + RT ln x 0 RT ln x 0 = µ ( p ) µ ( p )= p V dp m RT RTln x = V Π Π= ln x 0 m 0 Vm N RT = x = V m RT Π N i i=1 Vmn i=1 n i p N Π = RT ci Legge di van t Hoff i=1 Antonino Polimeno 19

20 Esempio: dipendenza dalla concentrazione - Acqua marina: contiene 3.4 g NaCl per litro 1. c = 3.4 g/58.5 g/l = M 2. Π =( mol/l)(0.0821l atm/mol K )(298K) 3. Π = 1.42 atm - 1 atm sostiene una colonna d acqua di m Antonino Polimeno 20

21 10 m Antonino Polimeno 21

22 - Soluzioni isotoniche : soluzioni con la stessa pressione osmotica, separate da una membrana semipermeabile. - Soluzione ipotonica / ipertonica : soluzione con una π minore/maggiore - Esempio: membrane cellulari (globuli rossi). Antonino Polimeno 22

23 Crenazione ed emolisi Antonino Polimeno 23

24 Crenazione di globuli rossi Antonino Polimeno 24

25 Emolisi - Globuli rossi in soluzioni ipotoniche / ipertoniche - Cetriolo in una soluzione di NaCl cetriolino sottaceto - Una carota in acqua aumenta il suo volume - Ritenzione idrica dovuta a cibi salati (edema) - Conservazione della carne mediante salatura: i batteri perdono acqua e muoiono per crenazione - Eliminazione dei rifiuti cellulari Antonino Polimeno 25

26 I naufraghi non devono bere acqua di mare Antonino Polimeno 26

27 Osmosi inversa Antonino Polimeno 27

28 Purificazione dell acqua mediante osmosi inversa Antonino Polimeno 28

29 Antonino Polimeno 29

Documenti analoghi

Il binomio di van t Hoff Le proprietà colligative dipendono dal numero di particelle effettivamente presenti nella soluzione. Nel caso in cui il solut

Il binomio di van t Hoff Le proprietà colligative dipendono dal numero di particelle effettivamente presenti nella soluzione. Nel caso in cui il solut Proprietà colligative di soluzioni ideali Si definiscono proprietà colligative alcune proprietà delle soluzioni indipendenti dalla natura del soluto ma che dipendono soltanto dal numero delle particelle