Le soluzioni e il loro comportamento

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Carmela Parisi
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A. A. 2016 2017 1 CCS Scienze geologiche CCS Biologia Le soluzioni e il loro comportamento PERCENTUALE IN peso (% p/p) PERCENTUALE IN volume (% v/v) PERCENTUALE IN

1 A. A CCS Scienze geologiche CCS Biologia Le soluzioni e il loro comportamento PERCENTUALE IN peso (% p/p) PERCENTUALE IN volume (% v/v) PERCENTUALE IN peso/volume (% p/v) MOLARITA (M) moli soluto / volume soluzione MOLALITA (m) moli soluto / massa solvente FRAZIONE MOLARE (x) Cap , 13, 15-20, 45-48, 69, 72

2 SOLUZIONI 2 Una soluzione è una miscela omogenea contenente particelle di dimensione atomiche o molecolari SOLVENTE : è il mezzo in cui le altre sostanze vengono miscelate o disciolte. SOLUTO : è la sostanza disciolta nel solvente; può essere solido, liquido, gassoso. Il solvente non cambia stato di aggregazione durante il miscelamento Il soluto può cambiare stato di aggregazione durante il miscelamento

3 SOLUZIONI 3 Soluto Solvente esempio Gas Gas aria Gas Liquido ossigeno in acqua Liquido Liquido etanolo e acqua Solido * Liquido NaCl e acqua Gas Solido idrogeno in palladio * Liquido Solido mercurio in oro Solido Solido leghe

4 Solubilità dei composti ionici 4

C gas in soluzione (mol/l) = k H x P gas k H = coefficiente di solubilità è inversamente proporzionale alla temperatura e

5 Legge di Henry 5 La concentrazione di un gas disciolto in un liquido, ad una data temperatura, è proporzionale alla pressione parziale del gas sulla soluzione. C gas in soluzione (mol/l) = k H x P gas k H = coefficiente di solubilità è inversamente proporzionale alla temperatura e diventa uguale a 0 alla temperatura di ebollizione del liquido. Pgas A 37 C k H (CO 2 ) = 0,032 k H (O 2 ) = 0,0013 A parità di pressione parziale, la quantità di CO 2 disciolta sarà maggiore La CO 2. è 24 volte più solubile di O 2.

6 Proprietà Colligative 6 Si definiscono proprietà colligative delle soluzioni quelle proprietà che non dipendono dalla natura chimica del soluto ma solo dalla concentrazione delle particelle di soluto presenti nel solvente. NaCl --> Na + + Cl (2 ioni) Na 2 SO 4 --> 2Na + + SO (3 ioni) Abbassamento della Pressione di Vapore (o Tensione di Vapore) Abbassamento Crioscopico Innalzamento Ebullioscopico Pressione Osmotica

7 In un recipiente chiuso, le molecole che evaporano esercitano una pressione che

7 Per comprendere le proprietà colligative, esaminiamo l EQUILIBRIO LIQUIDO-VAPORE in un liquido puro. 7 In un recipiente chiuso, le molecole che evaporano esercitano una pressione che rimane costante quando la velocità di evaporazione e di condensazione diventano uguali Liquido puro Curve di tensione di vapore per alcuni liquidi P mmhg T C

Liquido puro A parità di temperatura, la Pressione di Vapore del solvente in

8 L EQUILIBRIO LIQUIDO-VAPORE Aggiungendo un soluto ad un solvente, le proprietà del solvente si modificano. Liquido puro A parità di temperatura, la Pressione di Vapore del solvente in una soluzione (Psolv) è inferiore alla pressione di vapore riscontrabile nel liquido puro (P solv). Soluzione 8 (P solv). (Psolv)

9 Variazione del Punto di Ebollizione del Solvente 9 P VP Pure solvent 1 atm VP solvent afte r adding solute P solv < P o solv. puro BP solution BP pure solvent T See Figure 14.12

10 10 LEGGE di RAOULT P solvente = X solvente x P o solvente puro frazione molare del solvente (<1) La pressione di vapore del solvente presente nella soluzione è minore della pressione di vapore del solvente puro. Poichè la frazione molare del solvente, X solv, è sempre minore di 1, allora P solv < P o solv. puro

11 Diagramma di stato dell acqua Variazioni dei Punti di Congelamento ed Ebollizione del Solvente 11 Diagramma di stato dell acqua

congelamento di una soluzione è INFERIORE a quello

12 Variazione del Punto di Congelamento 12 Acqua pura Soluzione glicol etilenico/acqua Il punto di congelamento di una soluzione è INFERIORE a quello del solvente puro. Abbassamento del Punto di Fusione: T PF = K PF m

13 13

14 14 Osmosi See Figure 14.17

15 PRESSIONE OSMOTICA 15 SOLVENTE SOLUZIONE P idrostatica

16 Composto Valore Teorico di i glicol 1 NaCl 2 CaCl

17 17 plasmolisi emolisi

18 18 72 pg 652 L acqua a 25 C ha una densità di 0,997 g/ml. Calcolare la molarità e la molalità a questa temperatura. Considerazioni: 1 L di acqua pesa 997 g e contiene (997 g / 18 g/mol) moli. Quindi M = 55,3 mol /L Dalla definizione di molalità m = mol soluto / massa solv. (kg) Si ha: m = 55,3 mol / 0,997 kg = 55,5

19 48 pg 651 Calcolare la pressione osmotica di una soluzione 0,0120 M di NaCl in acqua a 0 C. Assumere che il coefficiente di van t Hoff, i, per questa soluzione, sia 1,94 19 Scriviamo la relazione che lega la pressione osmotica alla concentrazione della soluzione = i C R T i C = conc. ioni soluz. = 1,94 x 0,0120 M x 0,082 x 273,1 K = 0,522 atm FINE

20 20 Sia l eroina che il lattosio essendo sostanze non-ioniche hanno un coefficiente di van t Hoff pari a 1. Applicando l espressione = i C R T si trova la concentrazione della miscela in soluzione: C = 539/760 (mm Hg) / 0,082 x 298 K = 0,029 M pari a 0,029 M x 0,1 L = 0,0029 mol di eroina + lattosio. 1 a relazione: X g eroina + Y g lattosio = 1,00g 2 a relazione: X g eroina / 369,4 (g/mol) + Y g lattosio / 342,3 (g/mol) = 0,0029 mol g eroina = 0,1 g lattosio = 0,9

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