Le Miscele - bioinorg.agrsci.unibo.itbioinorg.agrsci.unibo.it/muso/ChimGen/Lezione12.pdf · dissociazione o per ionizzazione prendono il nome di ... La Solubilità dei Gas in Acqua

Le Miscele

• Una miscela ha composizione variabile.

• Se le proprietà di una miscela non sono uniformi (fasi diverse), la miscela è eterogenea.

• Se le proprietà sono uniformi, la miscela è una miscela omogenea o soluzione.

Soluzioni e Dispersioni

• Soluzione: miscela omogenea di soluto in un solvente.

• Soluto: sostanza presente in una miscela omogenea in quantità relativamente piccole.

• Solvente: sostanza presente in una miscela omogenea in quantità relativamente grandi.

• In una soluzione, le dimensioni delle specie chimiche che rappresentano il soluto sono piccole (1 - 10 Å).

• In una dispersione, le dimensioni delle specie chimiche che rappresentano il soluto sono grandi (10 Å - 10000 Å, oppure 1 nm - 1000 nm).

• Le dispersioni si chiamano anche sospensioni o colloidi.


• La formazione di una soluzione presenta sempreuna variazione del contenuto energetico dovuto alla rottura (energia acquisita) e alla formazione(energia liberata) di legami: il sistema tende alla minor energia potenziale possibile.

Ener

gia


• I composti ionici in acqua si dissociano, ovvero liberano ioni: le molecole d’acqua separano gli ioni di carica opposta già presenti nel composto.

NaCl(s) �� Na+(aq) + Cl-

(aq)

• Queste soluzioni conducono elettricità.


• I composti polari (come gli acidi) in acqua si ionizzano:

• Le molecole dipolari dell’acqua spezzano i legami covalenti polari della molecola con conseguente formazione di ioni:

HCl(g) + H2O(l) �� H3O+(aq) + Cl–

(aq)

• Queste soluzioni conducono elettricità.


• I composti molecolari formano soluzioni per dispersione nell’acqua delle molecole elettricamente neutre

• L’acqua rompe i deboli legami intermolecolari.

• Queste soluzioni non conducono elettricità.


• Tutti i composti che in soluzione producono ioni per dissociazione o per ionizzazione prendono il nome di elettroliti.

• Un elettrolita è una sostanza che rende elettricamente conduttrice la soluzione acquosa in cui è disciolto.

• Soluzioni con alta conducibilità elettrica contengono soluti detti elettroliti forti.

• Soluzioni con modesta conducibilità elettrica contengono soluti detti elettroliti deboli.

• Soluzioni che non presentano conducibilità elettrica contengono soluti detti non elettroliti.



• La concentrazione di una soluzione è il rapporto trala quantità di soluto e la quantità di solvente in cuiil soluto è disciolto.

• È possibile esprimere questo rapporto in funzionedi diverse grandezze.

Unità di Concentrazione

• La concentrazione percentuale in massa (% �/�) indicala quantità in grammi di soluto sciolta in 100 grammidi soluzione.

%�/� =�� (�)

�� (�)× ��

• La concentrazione percentuale massa su volume (% �/�) indica la quantità in grammi di soluto sciolta in 100 mLdi soluzione.

%�/� =�� (�)

�� (��)× ��


• La concentrazione percentuale in volume (% �/�) indica il volume in millilitri di soluto sciolto in 100 mL di soluzione.

%�/� =�� (��)

�� (��)× ��

• Questo è il metodo usato in generale quando il solutoè un liquido (esempio: grado alcolico di una bevanda).


• Per soluzioni molto diluite si può usare concentrazionein parti per milione (ppm), che indica il numero di partidi soluto presenti in un milione di parti di soluzione.

�� =��

�� × ��

oppure

�� =��

�� × ��

• Parti per miliardo (ppb, part per bilion): parti di soluto presenti un miliardo (109) di parti di soluzione.


• La concentrazione molare (�) o molarità indica il rapportofra le moli di soluto e il volume in litri della soluzione.

� =��

�� (�)

• La concentrazione molale (� o �) o molalità è il rapportotra le moli di soluto e la massa del solvente espressain kilogrammi.

� =��

�� (��)


• La frazione molare (�) di un componente di una soluzione è il rapporto fra il suo numero di moli di quel componente e il numero totale di moli di tutti i componenti.

� =�

� + �" + �# + ⋯


Preparazione di una soluzione acquosa 1,00 M di NaCl


Conversione da %(�/�) a Molarità

��% = (� �&�) =�� (�)

�� (�)

�� (�) = � �&� × �� (�)

�� (�) =�� (�) × %(�/�)

��

�� =�� (�)

�. �. �� (� ��&�)

� =�� (��)

�� (�)=

� �&� × �� (�) × %(�/�)

�� × �. �. �� (� ��&�) × �� (�)

= � �&� × %(�/�)

�� × �. �. �� (� ��&�)=

� ��&� × %(�/�) × ��

�. �. �� (� ��&�)

Conversione da Molarità a Molalità

��% = (� �&�) =�� (�)

�� (�)

�� = � �&� × ��

�� = � (�� &�) × ��

�� = �� × �. �. �� (� ��&�)

�� = �� − ��

� �� &� =��

�� =

�� × ��

��

Diluizione

• Diluizione: riduzione della concentrazione di una soluzione tramite l’aggiunta di solvente.

• La quantità di soluto non cambia.

• Nel caso della molarità:

�� = � × ��

�� × �� = �) × �)

• �� è il volume della soluzione a concentrazione ��

da diluire al volume �) per ottenere una soluzione di concentrazione �).

Le Proprietà Colligative

• La presenza di soluto influenza le proprietà del solvente.

• Innalzamento ebullioscopico: aumento della temperatura di ebollizione.

• Abbassamento crioscopico: diminuzione della temperatura di congelamento.

∆+� = �� × ��′

∆+-. = �-. × ��′

• La costante ebulioscopica (��) e la costante crioscopica (�-.) dipendono solo dal solvente e non dal soluto.


• Le costanti �� e �-. sono da considerare come misura della suscettibilità del solvente al cambiamento delle sue proprietà chimico-fisiche.


L’Osmosi

• Osmosi: flusso netto di solvente fra due soluzioni di concentrazione differente separate da una membrana semipermeabile.

• Il solvente passa dalla soluzione più diluita a quella più concentrata.

• Esempi di membrane semipermeabili:� cellofan� pelle� membrane delle cellule

L’Osmosi

• La pressione osmotica è la pressione idrostatica che si deve esercitare sulla soluzione più concentrata separata da una meno concentrata (o dal solvente puro) da una membrana semipermeabile, perché in essa non entri altro solvente.

• Le soluzioni che presentano uguale pressione osmoticasi dicono isotoniche.

• Se due soluzioni hanno diversa pressione osmotica,si dice ipotonica quella a concentrazione minore,ipertonica quella a concentrazione maggiore.

La Pressione Osmotica

/ =�

�0+ = �0+


• Grazie all’osmosi si attua il trasporto dei fluidi nel nostro organismo o il trasferimento della linfa dalle radici alle foglie nelle piante.

• Le pareti delle cellule animali e vegetali sono membrane semipermeabili.


La Solubilità dei Gas in Acqua

Legge di Henry:

[C] = k x P

Dove:P = pressione del gas sull’acquak = costante di HenryC = concentrazione del gas

k(O2) = 1,3 x 10-3 mol dm-3 atm-1

k(N2) = 6,1 x 10-5 mol dm-3 atm-1

k(CO2) = 3,4 x 10-2 mol dm-3 atm-1

La solubilità di un gas in acqua diminuisce con l’aumentare della temperatura.

I Colloidi

Fase dispersaMezzo disperdente Nome tecnico Esempio

Solido Gas Aerosol Fumo (smoke)

Liquido Gas Aerosol Nebbia (fog)

Solido+Liquido Gas Aerosol Smog

Solido Liquido Sol Vernici

Solido Solido Sol Leghe metalliche

Gas Solido Schiuma Zeoliti

Gas Liquido Schiuma Schiuma

Liquido Liquido Emulsione Latte, maionese


Problemi da «Stechiometria» (BLM)

Problemi sulle soluzioni:

7.1.1, 7.1.2, 7.1.3, 7.1.5, 7.1.6, 7.1.7, 7.1.8, 7.1.9, 7.1.11, 7.1.12, 7.1.13, 7.1.14

8.2.1, 8.2.2, 8.2.3, 8.3.1, 8.3.2

Reazioni Chimiche

H2 + 2 ICl ⇄ I2 + 2 HCl

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