Utente:Thomas.Zanesco/Sandbox

Soluzioni (chimica)

Esempio di una soluzione (NaCl è il soluto, l'acqua è il solvente)

Una soluzione, in chimica, è un miscuglio omogeneo composto da due o più sostanze che si mescolano uniformemente tra loro.

Una soluzione si forma quando le particelle di soluto e solvente si mescolano rapidamente a livello molecolare per creare un'unica fase omogenea. Il solvente è il componente presente in proporzione maggiore, il soluto è quello presente in quantità minore. Possono esserci più soluti, ma un solo solvente. Le molecole di solvente circondano le molecole di soluto grazie alle attrazioni intermolecolari tra di essi, in un processo chiamato solvatazione. Quando il solvente coinvolto è l'acqua, la solvatazione assume il nome di idratazione. Fattori come la temperatura, la pressione e l'agitazione possono influenzare la velocità di formazione di una soluzione in breve tempo.

Le soluzioni possono essere solide, come la maggior parte delle leghe metalliche, liquide, come le bevande alcoliche, o aeriformi, come l'aria.

Elettroliti

Gli elettroliti sono composti che in acqua formano ioni e rendono elettricamente conduttrice la soluzione, solitamente acquosa, in cui sono disciolti. Questo avviene tramite due processi: la ionizzazione e la dissociazione.

Ionizzazione

• La ionizzazione è uno dei due processi con cui si possono creare soluzioni elettrolitiche. Avviene unendo acqua e composti molecolari ionizzabili

Nel caso sottostante viene messo acido cloridrico in acqua. Il dipolo dell’acqua riesce a rompere il legame covalente tra l’idrogeno e il cloro. Di conseguenza si formano ioni che rendono la soluzione in grado di condurre elettricità.

${\ce {HCl{(g)}->[H2O] H^+{(aq)}+ Cl^- {(aq)}}}$

Dissociazione

• La dissociazione avviene unendo mettendo un composto ionico in acqua. Questo processo ha lo stesso risultato della ionizzazione

Se si mette NaCl in acqua, le molecole d’acqua separano gli ioni di carica opposta presenti nel sale. Attraverso questo processo si creano ioni che permettono la conduzione elettrica.

${\ce {NaCl{(g)}->[H2O] Na^+{(aq)}+ Cl^- {(aq)}}}$

Soluzioni elettrolitiche

Gli acidi sono elettroliti che in acqua formano una soluzione elettrolitica liberando ioni H+, mentre le basi invece liberano ioni OH‐.

L'acido nitrico in acqua forma una soluzione acida.

${\ce {HNO3{(l)}->[H2O] H^+{(aq)}+ NO^- {(aq)}}}$

L'idrossido di sodio in acqua forma una soluzione basica.

${\ce {NaOH{(s)}->[H2O] Na^+{(aq)}+ OH^- {(aq)}}}$

pH

Scala pH.

Il pH, è una grandezza fisica che indica l'acidità (e quindi la basicità) in soluzioni gassose e liquide. Il valore dipende dalla quantità di ioni H+ presenti nella soluzione. Maggiore è la concentrazione degli ioni, più basso è il valore del pH, è quindi più acida è la soluzione. Invece meno protoni sono presenti, più la soluzione è basica. La soluzione è neutra se il valore del pH è pari a 7.

Solubilità

La solubilità rappresenta la massima quantità di soluto che può essere sciolta in un solvente.

Quando invece tentiamo di sciogliere più soluto in un solvente di quanto indicato dalla solubilità, il soluto non si scioglie più e si forma un corpo di fondo. In questo caso si parla di una soluzione satura.

Solubilità e temperatura

Grafico solubilità.

La solubilità di una determinata sostanza dipende dalla temperatura. Nella maggior parte delle volte aumenta in prodotti proporzionale alla temperatura. Le soluzioni che si comportano in questo modo sono dette endotermiche o a solubilità diretta. Le soluzioni che quando vengono scaldate diminuiscono la loro solubilità si chiamano esotermiche o a solubilità inversa (per esempio soluzioni gassose come NH3).

Solubilità e pressione

A differenza di solidi e liquidi, la solubilità dei gas dipende anche dalla pressione. Aumentando la pressione di un gas sopra una soluzione liquida, in genere aumenta la solubilità del gas nella soluzione. Questo principio è noto come legge di Henry. La legge di Henry afferma che, a temperatura costante, la quantità di gas dissolto in una soluzione è direttamente proporzionale alla pressione parziale del gas sopra la soluzione. Quindi, se aumenti la pressione sopra una soluzione liquida, la quantità di gas che può essere dissolta in quella soluzione aumenterà di conseguenza.

$\operatorname {C} =kP$

dove P è la pressione del gas sulla soluzione, C è la concentrazione del gas nella soluzione e k è una costante tipica di ciascun gas che correla la pressione del gas sulla soluzione e la sua concentrazione.