Soluzioni. Flashcards
SISTEMI ETEROGENEI ED OMOGENEI
- Eterogenei: quando ci sono più fasi. Esistono delle superfici di separazione (Es. sabbia + acqua). Le sospensioni e i colloidi sono esempi di sistemi eterogenei.
- Sospensione: in una sostanza liquida o gassosa, si hanno tante particelle grandi (sabbia e acqua, smog ecc.). Per gravità le particelle cadono.
- Colloidi: sostanza con particelle di medie dimensioni, ma le particelle non tendono a cadere/separarsi tra di loro. Sono presenti nei sistemi biologici. - Omogenei: quando c’è una sola fase. Non ci sono superfici di separazione all’interno del recipiente. Es. le SOLUZIONI (solvente + soluto)
FATTORI CHE INFLUENZANO LA SOLUBILITÀ
- Simile scioglie simile: polare con polare e apolare con apolare.
- Agitazione: più si agita e più velocemente si scioglie.
- Grandezza particelle: più sono piccole e più sarà veloce la solubilizzazione.
- Temperatura: perché sono processi endotermici
SOLUBILITÀ
Se indicassimo con:
C (concentrazione) -> quantità si soluto in un 1L di solvente
S (solubilità) -> quantità max di soluto che si può dissolvere in 1L di solvente
3 casi:
- C «_space;S -> soluzione INSATURA
- C = S -> soluzione SATURA
- C»_space; S -> soluzione SOVRASATURA
Se aggiungiamo soluto:
- si dissolve
- si trova in equilibrio, formerà precipitato
- Precipita
PREPARAZIONE SOLUZIONE SOVRASATURA
[sistema eterogeneo]
- Aggiungiamo una quantità di soluto al solvente che si possa sciogliere ad alte temperature;
- Abbassiamo la temperatura;
- Ora abbiamo la soluzione satura.
LEGGE DI HENRY
[solubilità dei gas nei liquidi]
Ci permette di calcolare la concentrazione di gas in un liquido all’equilibrio: c = k x P dove: c - concentrazione k - cost. di Henry P - pressione parziale
Le molecole del gas interagiscono con la parete e con le molecole di liquido. Se aumento la pressione, aumenta il numero di urti, aumenta la concentrazione del gas nel liquido.
Quindi, la CONCENTRAZIONE è DIRETTAMENTE PROPORZIONALE alla PRESSIONE PARZIALE esercitata sul liquido.
k: costante di Henry, dipende:
- dal tipo di gas e
- dalla temperatura.
Più la temperatura è bassa e più il gas si scioglie facilmente nel liquido
N.B. La legge di Henry si applica PERFETTAMENTE ai gas che NON reagiscono col solvente.
Es: O2, N2, H2, ecc.
Al contrario di CO2, NH3, ecc. che reagiscono con l’acqua. La quantità di gas che si scioglie è maggiore.
SOLVATAZIONE / DISSOLUZIONE
Processo di dispersione delle particelle di soluto tra le molecole del solvente.
Alla fine del processo:
- Tutte le particelle di soluto sono state separate le une dalle altre;
- Sono state circondate dalle molecole del solvente.
Si dice che le molecole sono SOLVATATE.
*IDRATAZIONE, se il solvente è l’H2O -> molecole IDRATATE
TIPI DI CONCENTRAZIONE
Concentrazione: esprime il RAPPORTO tra quantità di un componente rispetto alla quantità totale di tutti i componenti della miscela.
Unità fisiche:
1. PERCENTUALE in MASSA:
%m/m = [m soluto (g) / m soluzione (g)] x 100 %
- PERCENTUALE in VOLUME:
%v/v = [v soluto (mL) / v soluzione (mL)] x 100% - PERCENTUALE MASSA su VOLUME:
%m/v = [m soluto (g) / v soluzione (mL)] x 100%
- %m/m x densità soluzione = %m/v
- PARTI per MILIONE (ppm = mg / L)
Quanti mg di soluto sono presenti in 1 L di soluzione - PARTI per MILIARDO (ppb = μg / L)
Quanti μg di soluto sono presenti in 1 L di soluzione
Unità chimiche:
1. MOLARITÀ (moli / L)
M = n soluto / V soluzione
- MOLALITÀ (moli / kg)
m = n soluto / m solvente
- MolaLità NON dipende dalla temperatura, la molaRità invece sì (poiché il volume dipende dalla temperatura)
- FRAZIONE MOLARE
X = n soluto / n totale
n totale = n soluzione = n soluto + n solvente
PROPRIETÀ COLLIGATIVE
- Proprietà FISICHE di una soluzione che descrivono gli EFFETTI esercitati di un SOLUTO SUL SOLVENTE.
- Proprietà che dipendono ESCLUSIVAMENTE dal NUMERO di PARTICELLE e
NON dalla struttura delle stesse
Proprietà colligative sono:
- Abbassamento della tensione di vapore
- Innalzamento ebullioscopico
- Abbassamento crioscopico
- Pressione osmotica
ABBASSAMENTO DELLA TENSIONE DI VAPORE
[Legge di Raoult]
Legge di Raoult: in una soluzione costituita da solvente + soluto NON VOLATILE, la tensione di vapore è SEMPRE INFERIORE a quella del solvente puro, in quanto X È SEMPRE <1
Dimostrazione della legge:
P soluzione = Pa + Pb = Xa x P°a + Xb x P°b
P° -> tensione di vapore dei componenti allo stato puro
Se B -> NON volatile -> P°b = 0
Quindi, P soluzione = P°a x Xa
- Abbassamento della t. di vapore:
ΔP = P° solvente - P soluzione
Ricordiamo che: P soluzione = P° solvente x X solvente
ΔP = P° solvente - P° solvente x X solvente
ΔP = (1 - X solvente) x P° solvente
MA sappiamo che: 1 - X solvente = X soluto
CONCLUSIONE: ΔP = X soluto x P° solvente
L’abbassamento della t. di vapore è PROPORZIONALE alla concentrazione (X) del soluto non volatile.
⚠️ Se mischio soluto e solvente che tendono a evaporare, come alcool e acqua, la pressione totale è definita dalla legge di Dalton:
P soluzione = P tot = Pa + Pb
*Dopo correzione con i (coefficiente di Van’t Hoff):
a - solvente
b - soluto
Xa = na / na + inb -> si usa solo questa se il soluto è non volatile
Xb = inb / na + inb
P tot = Pa + Pb = (P°a x na + P°b x inb) / na + inb
INNALZAMENTO EBULLIOSCOPICO
Variazione della temperatura di ebollizione.
Diretta conseguenza dell’abbassamento della tensione di vapore.
Liquido bolle quando la sua pressione di vapore = pressione esterna.
Es. un’ustione con la marmellata è più grave rispetto a quella dell’acqua, perché la prima bolle a temperatura più alta.
ΔTeb: ΔT ebullioscopico -> SEMPRE (+)
ΔTeb = Teb - Teb° (punto di ebollizione del solvente puro)
ΔTeb = Keb x m x i
ΔTeb: NON è la temperatura di ebollizione, è una DIFFERENZA
Keb: costante molale dell’aumento della temperatura di ebollizione.
m: molaLità
i: coefficiente di Van’t Hoff
ABBASSAMENTO CRIOSCOPICO
Variazione della temperatura di congelamento.
Diretta conseguenza dell’abbassamento della tensione di vapore.
Se ho una soluzione, il soluto si mette in mezzo quando il cristallo si forma e impedisce la sua cristallizzazione. Bisogna ridurre l’E cinetica delle molecole d’acqua, quindi bisogna scendere di temperatura.
Es. viene usata per evitare che le strade si ghiaccino buttando il sale. Sale + l’acqua formano una soluzione molto concentrata con una temperatura di congelamento bassa.
ΔTcr: ΔT crioscopico -> SEMPRE (+)
⚠️ La temperatura di congelamento del solvente è MINORE di quella della soluzione:
ΔTcr = Tcr° - Tcr (punto di congelamento del solvente puro)
ΔTcr = Kcr x m x i -> Kcr ≠ Keb.
ΔTcr: NON è la temperatura di congelazione, è una DIFFERENZA
PRESSIONE OSMOTICA / ONCOTICA
Osmosi: processo SPONTANEO in cui l’H2O passa ATTRAVERSO una MEMBRANA SEMIPERMEABILE da una soluzione DILUITA -> CONCENTRATA.
Il punto fondamentale è la membrana semipermeabile, può essere attraversata selettivamente da alcune molecole e non da altre.
La selettività dipende da:
- la membrana, può essere fatta da pori attraverso i quali passano sostanze
- come sono fatti i pori: possono avere cariche, particolari forme, con dimensioni definite ecc.
PRESSIONE OSMOTICA: pressione applicata per impedire all’acqua di passare dalla soluzione diluita -> concentrata.
π = M x R x T x i M= molaRità R = 0,0821
PRESSIONE ONCOTICA: pressione osmotica esercitata dalle proteine del sangue.
Soluzione isotonica con il sangue: 280 - 300 mOsm / L
- Osm = OSMOLE = i x n
Osmolarità = Osm / V
1 mole Glucosio -> 1 Osm
1 mole Cl2 -> Cl- + Cl- = 2 Osm
Si hanno diversi tipi di soluzione:
- Isotonica: stessa pressione osmotica dentro e fuori. Le classiche soluzioni sono:
a) soluzione fisiologica: 0,9% (m/v) di NaCl
b) soluzione glucosata: 5% (m/v) di glucosio. - Ipotonica: fuori c’è pressione osmotica minore.
Es. acqua rubinetto vs. sangue -> acqua rubinetto è ipotonica. - Ipertonica: fuori c’è pressione osmotica maggiore.
Es. acqua di mare vs. sangue -> acqua di mare è ipertonica.
Globuli rossi nei 3 tipi di soluzioni:
- Globulo rosso nella soluzione ISOTONICA: non succede nulla.
- Globulo rosso nella soluzione IPOTONICA: EMOLISI = il globulo rosso esplode.
- Globulo rosso nella soluzione IPERTONICA: CRENAZIONE = forma che assume il globulo rosso perché ha perso acqua, si disidrata.
Es. mi taglio con ferro sporco di terra e pulisco la ferita con acqua di rubinetto: la ferita brucia. Perché? Metto in contatto acqua con delle cellule che hanno una certa pressione osmotica. L’acqua del rubinetto entra nelle cellule e le fa esplodere.
PRESSIONE IDROSTATICA vs. PRESSIONE ONCOTICA
PI: P idrostatica»_space;> P oncotica: fluido FUORIESCE dal capillare (reni: filtrazione)
PO: P idrostatica «< P oncotica: fluido RIENTRA nel capillare (reni: riassorbimento)
PI: Pressione esercitata dalle PROTEINE -> sul PLASMA del SANGUE / FLUIDI INTERSTIZIALI
PO: Forza generata dalla pressione del fluido, sulle PARETI dei CAPILLARI
