Lezione 4: Soluzioni, Solubilità, Concentrazioni E Proprietà Colligative

Question 1

Quando si formano le soluzioni?

Answer 1

Quando c’è un vantaggio energetico nel formare la soluzione

Question 2

Cos’è una soluzione?

Answer 2

Una miscela omogenea in tutti gli stati di aggregazione

Question 3

In che condizioni mi trovo se la soluzione è satura?

Answer 3

In equilibrio dinamico (la velocità diretta è uguale alla velocità inversa di reazione)

Question 4

Cos’è il corpo di fondo e quando si forma?

Answer 4

È la quantità di soluto che si deposita sul fondo di una soluzione, quando quest’ultima è satura (quindi quando ci troviamo in equilibrio dinamico (ossia la velocità con cui il soluto diventa corpo di fondo è uguale alla velocità con cui il corpo di fondo ritorna ad essere soluto)

Question 5

Qual è la differenza tra entalpia ed entropia e cosa indicano?

Answer 5

Entalpia: è l’energia legata alla formazione di interazioni tra le molecole di soluto-soluto, solvente solvente, solvente-soluto.
Ci dice se si forma o meno la soluzione

Entropia: è la naturale tendenza al mescolamento.
È l’unica forza che spinge alla formazione della soluzione

Question 6

Qual è l’unica forza che spinge alla formazione di una soluzione?

Answer 6

Entropia (S)

Question 7

Quali sono i tre casi in cui la soluzione si potrebbe formare?

Answer 7

Interazioni solvente-soluto> interazioni soluto-soluto e solvente-solvente—-> la soluzione si forma

Interazioni solvente-soluto = (simili) interazioni soluto-soluto e solvente-solvente—-> la soluzione si forma (grazie all’entropia, perchè il termine entalpico è lo stesso)

Interazioni solvente-soluto < interazioni soluto-soluto e solvente-solvente—-> non è detto che la soluzione si formi: se c’è poca differenza di energia, la soluzione si forma, altrimenti no

Question 8

Dimmi un’ eccezione alla regola “il simile scioglie il simile”?

Answer 8

Carbonato di calcio in acqua.
Il carbonato di calcio (nonostante sia un sale e quindi sia polare come l’acqua) non si scioglie in acqua infatti le molecole di carbonato di calcio possiedono un legame intramolecolare più forte (ionico), quindi potrebbero richiedere molta energia per romperlo e allo stesso modo le molecole d’acqua che sono legate tramite legami a ponte di idrogeno potrebbero richiedere molte energie per la rottura del loro legame. In questo modo, se l’energia di queste legami vengono sommate insieme, si nota che viene richiesta più energia per la rottura del legame rispetto all’energia liberata dalla rottura del legame. Questo non si forma la soluzione.

Question 9

Dimmi due modi per sciogliere sostanze apolari in solventi polari

Answer 9

Saponi e liposomi

Question 10

Dimmi 3 cose sui saponi (cosa sono, cosa fanno, come funzionano)

Answer 10

-sono lunghe catene di acidi grassi liberi
-Possono trasformare sostanze insolubili in sostanze parzialmente solubili
-i saponi si combinano tra loro andando a formare le micelle (hanno il core idrofobo e la superficie idrofila). Così quando ci laviamo le mani, lo sporco (a polare) interagisce con il core e viene intrappolato, mentre l’acqua interagisce con la superficie della micella. Così si forma la soluzione (acqua + micelle) e le micelle vengono portate via con lo sporco che racchiudono.

Question 11

Qual è la differenza tra micelle e liposomi?

Answer 11

Micelle: Sono date dall’associazione di saponi e presentano il cuore idrofobo (code) è la superficie idrofila (teste).

Liposomi: presentano (dall’interno verso l’esterno) teste (idrofilo) , code (idrofobo) , teste (idrofilo)

Question 12

A cosa servono i liposomi?

Answer 12

Es. Se hai un farmaco idrofilo che deve entrare nelle cellule, normalmente non può farlo perché la membrana cellulare a polare. Invece il liposoma racchiude il farmaco al suo interno (perchè ha un core idrofilo) e poi si fonde con la membrana plasmatica

Question 13

Qual è l’utilità dell’immiscibilità in laboratorio?

Answer 13

Serve per separare le sostanze polari da quelle non polari.
Es. Immaginiamo di essere in laboratorio e di dover analizzare un campione dove ci sono DNA e lipidi. Dal momento che il DNA è una molecola polare e i lipidi sono apolari, possiamo usare questa differenza per separarli.
Prendiamo una sorta di bicchiere e mettiamoci dentro due solventi uno polare e uno non polare,es. acqua e olio. Dopodichè li mescoliamo assieme e osserviamo che si formano due fasi (una polare e una non polare). Adesso se ci metto dentro il campione da analizzare, noto che il DNA si scioglieràin acqua andando a comporre la fase polare, mentre le particelle apolari andranno a comporre la fase apolare con l’olio. A questo punto o apro il rubinetto, posto sotto al bicchierino o aspiro da sopra con una pipetta per osservare le molecole divise.
Quindi ho separato le sostanze polari da quelle apolari, le prime si sono posizionate nella fase acquosa mentre quelle apolari nella fase cosiddetta organica con l’olio.

Question 14

Quali sono le variazioni di entalpia nei tre passaggi dalla formazione di una soluzione?

Answer 14

Question 15

Quali sono le variazioni di entalpia nei tre passaggi dalla formazione di una soluzione?

Answer 15

Question 16

Qual è la formula dell’entalpia di soluzione?

Answer 16

Question 17

Come può variare il segno dell’entalpia di soluzione?

Answer 17

Question 18

Cos’è l’entalpia di idratazione?

Answer 18

La somma tra l’entalpia del solvente e l’entalpia mix (soluto+solvente)

Question 19

Dimmi il tipo di solvatazione (endotermica o esotermica) e se si forma la soluzione in questi tre casi

Answer 19

Question 20

Cos’è la solubilità di una soluzione?

Answer 20

È la quantità di sostanza che si può sciogliere nel solvente (varia da sostanza sostanza)

Question 21

Cosa vuol dire se aumento la solubilità di una soluzione?

Answer 21

Se aumenta la solubilità aumenta la QUANTITà di soluto che si può sciogliere nel solvente e non la VELOCITÀ con cui il soluto si può sciogliere nel solvente
(RICORDA: La solubilità e la velocità con cui si scioglie una sostanza in un solvente sono la stessa cosa!)

Question 22

Cosa afferma la legge di Henry?

Answer 22

A temperatura costante, la solubilità di un gas è direttamente proporzionale alla pressione che il gas esercita sulla soluzione

Question 23

Dimmi l’applicazione della legge di Harry nella respirazione

Answer 23

Question 24

Dimmi l’applicazione della legge di Harry nella respirazione

Answer 24

Question 25

Come viene trasportata maggiormente la CO2 nel nostro corpo?

Answer 25

Per l’’85% sottoforma di ione HCO3- (ione bicarbonato)

Question 26

Perché quando riemergiamo da un’immersione, dobbiamo farlo gradatamente?

Answer 26

Quando ci immergiamo la pressione atmosferica aumenta, quindi i gas nella bombola( ossia O2 e N2) si disciolgono più velocemente (secondo la legge di Henry).
Se si scioglie più ossigeno, non ci sono problemi. Invece, se si scioglie più azoto ci sono problemi perché questo è un gas che noi non consumiamo e quindi si accumula nel sangue: in particolare l’azoto è meno solubile dell’ossigeno in acqua e per questo se noi torniamo velocemente in superficie diminuisce la pressione dell’azoto, quindi diminuisce anche la sua solubilità nel sangue. Dal momento che l’azoto è poco solubile, nacque si formano dalle bolle nel sangue (embolia)

Question 27

Cos’è l’embolia gassosa?

Answer 27

Quando delle bolle di gas entra nella

Question 28

Come la temperatura può influenzare la solubilità di una soluzione?

Answer 28

Non è detto che se aumenta la temperatura aumenta la solubilità della soluzione, questo dipende se il soluto si scioglie con assorbimento o rilasciò di calore.
In particolare,
-se la solvatazione è endo termica—-> la solubilità aumenta se aumenta la temperatura (es. solidi)
-Se la solfatazione è esotermica—-> la solubilità aumenta se diminuisce la temperatura (es. Gas)

Question 29

Dimmi due fattori che influenzano la solubilità di una soluzione

Answer 29

-pressione (solo nel caso dei gas)
- temperatura

Question 30

Dimmi un altro fattore, oltre a temperatura e pressione, che può influenzare la solubilità di un gas

Answer 30

La capacità di un gas di reagire con l’acqua o le altre molecole in soluzione
Es. Il prodotto di scarto del nostro metabolismo è la CO2.
La CO2 che produciamo non si scioglie bene nel sangue: come facciamo a trasportarla? L’anidride carbonica è molto solubile in acqua e per questo reagisce con l’H2O a formare acido carbonico H2CO3, che si può scindere in ioni H+ e in ioni bicarbonato (leggera variazione pH). Lo ione H+ che si accumula nei tessuti, si può legare all’emoglobina che cambierà la sua carica e la sua forma rilasciando più ossigeno. L’emoglobina quindi farà da tampone, tamponando il rilascio di ioni H+.

Question 31

Cosa indica la concentrazione di una soluzione?

Answer 31

Indica quanto soluto in soluzione

Question 32

A cosa corrisponde 1L?

Answer 32

1 dm^3
1 Kg (solo se il solvente è l’acqua)

Question 33

Dimmi le corrispondenze tra L, del e cl e le misure in metri

Answer 33

Question 34

Cosa sono le proprietà collegative?

Answer 34

Sono quelle proprietà che dipendono SOLO dalla concentrazione del soluto in soluzione e NON dalla sua natura

Question 35

Come deve essere il soluto di una soluzione affinché possano essere applicate le proprietà collegative?

Answer 35

Deve essere molto diluito

Question 36

Le proprietà colligative si possono applicare alle soluzioni reali?

Answer 36

Sì ma solo alle soluzioni con concentrazioni fino a 10^-1 o 10^-3 (infatti in questo modo le soluzioni sono molto diluite e quindi le particelle di soluto interagiscono poco proprio come negassi ideali)

Question 37

Dimmi le proprietà colligative

Answer 37

1)abbassamento tensione di vapore
2)innalzamento punto di ebollizione (o innalzamento ebullioscopico) e abbassamento del punto di congelamento (o abbassamento crioscopico)
3) pressione osmotica

Question 38

Cos’è la tensione di vapore?

Answer 38

Per la pressione esercitata dal vapore di una sostanza sulla fase condensata della stessa sostanza quando sono in equilibrio dinamico (ossia la velocità di evaporazione è uguale alla velocità di condensazione)

Question 39

In cosa consiste l’abbassamento della tensione di vapore?

Answer 39

Se si aggiunge soluto non volatile ad una soluzione (quindi il soluto interagisce come il solvente), diminuisce la velocità di evaporazione (perché è come se diminuisce la superficie disponibile all’evaporazione) ma la velocità di condensazione resta costante. Per questo aumenta il livello della soluzione ma diminuisce il livello del solvente puro

Question 40

Cosa afferma la legge di Raoult?

Answer 40

La tensione di vapore di una soluzione diluita è uguale alla somma delle tensioni di vapore parziali di ciascun componente

Question 41

Dimmi le due deviazioni della legge di raoult

Answer 41

Quindi il primo caso descrive l’abbassamento della tensione di vapore

Question 42

A quali temperature avviene l’abbassamento della pressione di vapore?

Answer 42

A tutte le temperature

Question 43

Come calcolo Teb e Tc?

Answer 43

Question 44

Fammi tre esempi relativi all’innalzamento ebullioscopico e l’abbassamento crioscopico

Answer 44

Question 45

Cos’è la pressione osmotica?

Answer 45

È la pressione che si crea quando due soluzioni con diversa concentrazione di soluto vengono messe a contatto tramite una membrana semi permeabile. In particolare, quando avviene l’osmosi, si alza il livello del solvente dal lato della membrana dove si ha più soluto in questo modo si crea una pressione su tale lato della membrana per impedire che avvenga l’osmosi (quindi fa in modo che il solvente ritorni dall’altro lato della membrana)

Question 46

Qual è la differenza tra osmosi e diffusione?

Answer 46

-OSMOSI: concentrazione minore—-> concentrazione maggiore
- DIFFUSIONE: concentrazione maggiore—-> concentrazione minore

Question 47

Da cosa dipende la pressione osmotica?

Answer 47

• dalla differenza di concentrazione tra le due soluzioni (in particolare più c’è differenza di concentrazione più alta la pressione osmotica)
• Dalla temperatura (parametro che non possiamo cambiare nel nostro organismo

Question 48

Cosa succede se inserisco un globulo rosso in una soluzione
Isotonica
Ipotonica
Ipertonica

Answer 48

Soluzioni isotonica—-> non succede niente
Soluzione ipotonica —-> lisi Cellulare
Soluzione ipertonica—-> globulo rosso raggrinzisce

Question 49

Perché l’uomo non ingrassa con lo zucchero?

Answer 49

Lo zucchero attira acqua nelle cellule (per ogni grammo di zucchero se ne assorbono due di acqua), quindi se l’uomo in ingrassasse a causa dello zucchero le cellule sarebbero riempite di acqua e si creerebbe uno squilibrio osmotico dovuto all’eccessiva diluizione dei sali presenti all’interno delle cellule del . Invece i trigliceridi si accumulano perché non assorbono acqua, per questo l’uomo ingrassa a causa dei trigliceridi

Question 50

Cos’è l’osmosi inversa (RO) o iper filtrazione (IF)?

Answer 50

Si ottiene il passaggio delle molecole di solvente da una zona concentrazione maggiore a una zona concentrazione minore, applicando alla soluzione più concentrata una pressione maggiore della pressione osmotica. (Quindi bisogna compiere un lavoro meccanico per annullare la pressione osmotica)

Question 51

Fammi due esempi di osmosi inversa

Answer 51

-eliminazione acqua sporca: l’osmosi inversa consente l’eliminazione di
piccolissime particelle inquinanti grazie a una membrana osmotica. Infatti Applicando una forte pressione,
l’acqua non pura viene spinta c o n t r o l a m e m b r a n a semipermeabile, le particelle inquinanti non riescono a passare e dall’altra parte viene così prodotta acqua pura.

-dialisi

Question 52

Dimmi 3 forme di dialisi

Answer 52

Nell’emodialisi l’obiettivo è quello di purificare il sangue di un paziente attraverso una serie di pompe che permettono al flusso di sangue di uscire dal corpo del paziente, di passare attraverso un sistema di filtraggio, in grado di rimuovere le sostanze dannose dal sangue, e infine di rientrare in circolo nel corpo del paziente.

Question 53

Quando ottengo una solvatazione a guida entropica?

Answer 53

Quando il delta H del soluto é simile al delta H di idratazione

Question 54

Qual è la differenza tra concentrazione e densità?

Answer 54

La concentrazione si riferisce alla quantità di
sostanza presente nel volume di una miscela
nella sua totalità
• La densità si riferisce alla quantità di sostanza
per unità di volume di quella sostanza