SOLUZIONI MISCELE FISICAMENTE OMOGENEE SOLIDE, LIQUIDE, GASSOSE

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Taddeo Puglisi
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1 SOLUZIONI MISCELE FISICAMENTE OMOGENEE SOLIDE, LIQUIDE, GASSOSE SOLUZIONE SOLVENTE (Liquido) POLARE (es. H 2 O) APOLARE (solventi organici) ELETTROLITA (es. NaCl) SOLUTO (Solido, liquido, gas) NON ELETTROLITA (es. C 6 H 12 O 6 ) ELETTROLITI FORTI (TOTALMENTE DISSOCIATI) SALI, ACIDI E BASI FORTI DEBOLI (PARZIALMENTE DISSOCIATI) ACIDI E BASI DEBOLI NaCl (s) Na + (aq) + Cl- (aq) FORTI HCl (g) H + (aq) + Cl- (aq) CH 3 COOH D CH 3 COO - +H + DEBOLE

2 SOLIDO SOLVATAZIONE SOLUZIONE - + ENERGIA RETICOLARE ENERGIA di SOLVATAZIONE (IDRATAZIONE) FORMAZIONE DELLA ENDOTERMICA ΔH sol > 0 SOLUZIONE ESOTERMICA ΔH sol < 0 ENDOTERMICA E reticolare > E solvatazione INTERAZIONI soluto-soluto, > INTERAZIONI soluto-solvente solvente-solvente ESOTERMICA E reticolare < E solvatazione INTERAZIONI soluto-soluto, < INTERAZIONI soluto-solvente solvente-solvente

3 CONCENTRAZIONE % in peso % i = w i x100 = w i x100 w tot Σ i w i % in volume % i = V i x100 = V i x100 V tot Σ i V i Massa su volume = m i V tot ppm = parti per milione ppm = parti di soluto a 10 6 parti di soluzione Frazione molare x i = n i = n i a n tot Σ i n i MOLI SOLUTO/PESO SOLVENTE MOLALITA m m i = n i moli soluto 1000 g solvente

4 MOLI SOLUTO/VOLUME MOLARITA M M i = n i moli di soluto V volume di soluzione NORMALITA N M i = n i = g i n i = g i a V PM i. V PM i N i = neq i equivalenti di soluto V volume di soluzione N i = neq i = g i = g i. z = M i. z neq i = g i a Peq i = PM i V Peq i. V PM i. V Peq i z z acidi e basi n. di protoni scambiati Z ossidanti o riducenti n. di elettroni scambiati H 2 SO 4 2H + + SO 4 2-1mole/l = 1 M = 2 eq/l = 2 N HCl H + + Cl - 1mole/l = 1 M = 1 eq/l = 1 N SOLUBILITA = concentrazione massima Gas S=k. P

5 Peso equivalente (P.E.) e grammoequivalente (g.e.) Il PE di un elemento in una reazione esprime quanti grammi dell elemento possono combinarsi o sostituire, direttamente o indirettamente, un grammo atomo di idrogeno. Es in H 2 O 1 ga di O (16g) e legato con 2 ga di H e quindi il PE dell ossigeno sara = 8. Il PE di un elemento puo variare in funzione della reazione. - Cl 2 +H 2 2HCl (PE cloro= p. a.= 35,45; g.e.= 35,45g) - 2Fe + 3Cl 2 2FeCl 3 (PE ferro=p.a./3=18,62; g.e.=18,62g) - Fe+H 2 SO 4 FeSO 4 +H 2 (PE ferro=p.a./2=27,92; g.e.=27,92g) -Il PE di un elettrolita= PM/ Numero totale cariche cat + o an -. -Il PE di un oss. o rid. e = PM/Numero di e - scambiati per molecola. Le specie chimiche reagiscono con ugual numero di equivalenti.

6 TENSIONE DI VAPORE P i = tensione di vapore del componente i P i = tensione di vapore del liquido puro P i = x i. P i Soluz. A, B P A = x A. P A P B = x B. P B P tot = P A + P B = x A. P A + x B. P B Legge di Raoult Soluz. Ideale ΔH Sol = 0

7 DEVIAZIONI POSITIVE DEVIAZIONI NEGATIVE P tot >P teor P A > P A. x A P B > P B. Xb ΔH sol > 0 Soluto-soluto > soluto-solvente Solvente-solvente P tot < P teor P A < P A. x A P B < P B. Xb ΔH sol < 0 Soluto-soluto < soluto-solvente Solvente-solvente

8 PROPRIETA COLLIGATIVE - DIPENDONO DAL N DI PARTICELLE IN SOLUZIONE - NON DIPENDONO DALLA LORO NATURA 1) ABBASSAMENTO DELLA TENSIONE DI VAPORE Soluto non volatile P solvente = P P soluto = 0 P tot = P solvente = P. x solvente = P P = x solvente =1- x soluto P ΔP = P-P = P -P = P - P. x solvente = = P (1- x solvente ) = P. x soluto = ΔP solvente soluto ΔP = x soluto P

9 2) INNALZAMENTO EBULLIOSCOPICO ΔT EB = k EB. m 3) ABBASSAMENTO CRIOSCOPICO ΔT CR = k CR. m T EB, T CR DIPENDONO DAL SOLVENTE NON DIPENDONO DAL SOLUTO T F SOLUZ < T F SOLVENTE T EB SOLUZ > T EB SOLVENTE

10 4) PRESSIONE OSMOTICA soluzione solvente Δh soluz H 2 O soluz MEMBRANA SEMIPERMEABILE H 2 O solvente soluto ΔP = F = m. g = Δh. S. ρ. g = ρ. g. Δh S S S ΔP = ρ. g. Δh ρ = densità dell acqua g = accelerazione di gravità Π = c R T = M R T = n RT = ΔP ΠV = n RT V

11 PROPRIETA COLLIGATIVE - DIPENDONO DAL N DI PARTICELLE IN SOLUZIONE - NON DIPENDONO DALLA LORO NATURA - POSSONO ESSERE USATE PER DETERMINARE IL PESO MOLECOLARE DI UN COMPOSTO Π = M R T M= n = w n = w [ Π = M R T = w RT V PM. V PM PM. V [ PM = w RT Π. V

12 Π = M R T M = Molarità ΔT EB = k EB. m m = molità ΔT CR = k CR. m ΔP = x soluto P = P. x solvente P Deviazioni dalla idealità: - soluzioni reali (ΔH sol 0) piccole - elettroliti grandi P P SOLUZIONI REALI P = P. x solvente = P. (1-x soluto ) ΔH sol = 0 Soluto-soluto = soluto-solvente Solvente-solvente ΔH sol < 0 ΔH sol > 0 ΔH sol = 0 ΔH sol > 0 Soluto-soluto > soluto-solvente Solvente-solvente ΔH sol < 0 Soluto-soluto < soluto-solvente Solvente-solvente x soluto

13 SOLUZIONI DI ELETTROLITI NaCl (s) Na + (aq) + Cl- (aq) SALI NaOH (s) Na + (aq) + OH- (aq) BASI HCl (g) H + (aq) + Cl- (aq) ACIDI Al(OH) 3(s) Al +3 (aq) + 3 OH- (aq) Na 2 SO 4 (s) 2Na + (aq) + SO 4-2 (aq) NaCl Na + + Cl - ELETTROLITI FORTI HCl H + + Cl - totalmente dissociati HA D H + + A - ELETTROLITI DEBOLI HNO 2 D H + + NO - 2 parzialmente dissociati Grado di dissociazione α = n. dissociate 0 < α <1 n. iniziali

14 HA D H + + A - 1-α α α tot 1+α C 0 (1-α) C 0 α C 0 α tot C 0 (1+α) C 0 = concentrazione analitica A D ν B 1-α να tot [1-α+να = 1 +α(ν-1)] c tot = c A +c B C 0 (1-α) C 0 να tot {C 0 (1-α) + C 0 να = C 0 (1-α+να) = C 0 [1+α(ν-1)] } Π = M [1+α(ν-1)] R T Binomio di Van t Hoff ΔT EB = k EB. m [1+α(ν-1)] ΔT CR = k CR. m [1+α(ν-1)] ΔP = x SOLUTO [1+α(ν-1)] P

15 NaCl Na + + Cl - α = 1 ν=2 [1+α(ν-1)] = 2 Al(OH) 3 Al OH - α = 1 ν=4 [1+α(ν-1)] = 4 Na 2 SO 4 2 Na + + SO -2 4 α = 1 ν=3 [1+α(ν-1)] = 3 HNO 2 D H + + NO < α <1 ν=2 [1+α(ν-1)] = 1+ α

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