i sistemi a più componenti sistemi omogenei liquidi costituiti da più di una sostanza con...
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I sistemi a più componenti
Sistemi omogenei liquidi costituiti da più di una sostanza con
composizione variabile con continuità entro certi limiti più o
meno ampi sono detti soluzioni
Sistemi omogenei solidi, analoghi a quelli liquidi, si chiamano
soluzioni solide
Es. due liquidi se miscibili in certi rapporti danno un sistema omogeneo e quidi soluzione, se sempre immiscibili danno un sistema etereogeneo.
Gas sono miscibili in tutte le loro proporzioni e sono quindi sistemi sempre omogenei
Soluti: uno o più componenti solidi o gassosi sciolti in un liquido detto solvente. Se soluzione formata da due o più componenti liquidi, in genere il solvente è considerato quello in quantità maggiori.
La composizione delle soluzioni liquide
Massa del soluto e del solvente.Se i componenti sono liquidi si può avere volume del soluto e solvente.Dividendo massa, o volume, del soluto per la massa, o volume, della soluzione e moltiplicando per 100 si ha la percentuale in massa, o volume, del soluto nella soluzione.
Es. NaCl al 5% in peso, 5 g di NaCl per 100 g di soluzione CH3OH al 10% in volume, 10 dm3 di alcol per ogni 100 dm3 di soluzione
Frazione molare:
n1 x1 =
n1 + n2 x2 =
n1 + n2
n2
La concentrazione
quantità di sostanza
volume di soluzioneCM =
quantità di sostanza
massa di solventeCm =
Dipende da T
Interconversione tra CM e Cm
Per farlo è necessario conoscere la densità della soluzione, d = massa /volume:
Cm =1
dCM
- M1
1000
CM =d
1Cm
+ M1
1000
Solubilità = la massima quantità di soluto che si scioglie in una quantità definita di solvente o soluzione. E’ costante a T costante; se soluto è gas, è costante a P e T costante
Dipende dalla natura chimica del solvente e del soluto
Soluzione satura = il soluto ha raggiunto il suo valore di solubilità. Quindi il soluto disciolto in una sua soluzione satura è in equilibrio con il soluto puro n fase separata, ossia presente come corpo di fondo.
In genere espressa in g/dm3 o in molarità
di
Processo di solubilizzazione di composti ionici
Dipolo elettrico
Solvatazione o idratazione
Processo di solubilizzazione di composti ionici
Termodinamica di dissoluzione di prodotto ionico
Hsol = Hret + HidrEntalpia di solubilizzazione
In genere, il contributo entalpico alla solubilizzazione di composti ionici risulta contrario al processo di dissoluzione, perché il contributo di entapia di idratazione non è abbastaza negativo da compensare il contributo positivo dell’entalpia reticolare
Termine positivo
Termine negativo
Termodinamica di dissoluzione di prodotto ionico
S > HEntropia di solubilizzazione contributo sempre favorevole
Man mano che il processo di solubilizzazione va avanti, la conc. della soluzione aumenta, S diminuisce e puo’ diventare anche negativo.
All’equilibrio Hsol – TS = 0 e la soluzione è satura.
Da questo punto in poi pur aggiungendo sale la concentrazione del sale non aumenta più, ma il solido rimane come corpo di fondo.
La solubilità è costante a T costante una volta stabilito il soluto e il solvente, perche’ dipnende solo dalla loro natura chimica.
Solubilità di Sali in acqua
Solubilità di Sali in diversi solventi
Dissoluzione di composti molecolari liquidi e solidi
Principio di Mitscherlich: similia similibus solvuntur (i simili sono sciolti da simili)
L’interazione tra composto molecolare, soluto, e solvente è di tipo di Van der Waals
Hsol piccolo, se interazione soluto-solvente e solvente-solvente sono delle stesso ordine di grandezza e dello steso tipo.
Entropia di mescolamento determina completa solubilità in tutte le proporzioni.
Es. completamente miscibili in tutte le proporzioni sono
Dissoluzione di composti molecolari liquidi e solidi
Principio di Mitscherlich: similia similibus solvuntur (i simili sono sciolti da simili)
Se i due liquidi sono strutturalmente molto diversi, per es. acqua e benzene, sono praticamente immiscibili.
Temine entalpico è infatti sfavorevole alla dissoluzione e predomina su quello entropico.
Se il soluto è solido, vale lo stesso criterio del soluto liquido.
Insolubilità di solidi covalenti polimeri e metalli per elevata entalpia reticolare, ad eccezione del solvente Mercurio che
porta in soluzione i metalli, amalgama
Solubilità di composti con legame a idrogeno
Hsol piccola -> poca solubilità del gas
Qundi, S sfavoritonel processo di solubilizzazione,maHsol < 0 è favorita perché gas non ha forze rilevanti di interazione
Solubilità dei gas
Legge di Henry:
Solubilità del gas proporzionale alla pressione parziale del gas (per moderate pressioni)
CO2 più solubile di O2, perche’ ho legame polare C=O
Principio di Le Chatelier-BraunSe si esercita un’azione su un sistema all’equilibrio che tenda a cambiare uno dei parametri da cui l’equilibrio dipende, il sistema reagisce in modo tale da rendere minore quel cambiamento, o comunque da opporvisi.
Aumento la P, diminuendo il V o aumentando il numero di particelle in fase gassosa.
Il principio mi dice che il sistema evolverà in modo tale da minimizzare l’aumento di P e quindi ciò avviene se piu’ gas si scioglie nel solvente, aumentando di fatto la sua solubilità
Principio di Le Chatelier-Braun
Per soluti solidi e liquidi, la temperatura è il parametro che determina lo stato di eq.
Per soluti gassosi, la temperatura e la pressione sono i parametri che determinano lo stato di eq.
Solubilizzazione è endoentalpica Solubilizzazione è esoentalpica