Soluzioni chimiche: definizione, classificazione e calcolo della concentrazione

SOLUZIONI

Miscela fisicamente omogenea, cioè un insieme di due o più componenti che costituiscono un'unica fase. Componente in eccesso: solvente Componente in minore quantità: soluto

+ = SOLVENTE SOLUTO SOLUZIONE

Solvente Soluto Soluzione

soluto solvente soluzione

SOLUZIONI

Una soluzione è una miscela omogenea di più composti chimici

SOLUZIONI GASSOSE

le miscele gassose sono sempre omogenee e quindi formano sempre una soluzione

SOLUZIONI LIQUIDE

si possono formare sciogliendo in un liquido, chiamato solvente, gas, solidi o altri liquidi.

SOLUZIONI SOLIDE

sono abbastanza comuni: per esempio le leghe metalliche sono una miscela omogenea solida di più metalli.Soluzioni gassose, liquide e solide

Tipi di Soluzione

Soluzione	Descrizione	Tipo di soluzione
Aria	Og e altri gas in N2	Gassosa
Acqua di mare	NaCl e altri sali solidi in acqua	Liquida
Soluzione alcolica	Alcol liquido in acqua	Liquida
Acqua di seltz	CO2 gassosa in acqua	Liquida
Amalgama odontoiatrico	Hg liquido in Ag solido	Solida
Ottone	Zn solido in Cu solido	Solida
Catalizzatori	H2 gassoso in Pd solido	Solida

Solventi e Soluti Polari e Non Polari

Dobbiamo distinguere tra solventi e soluti polari e non polari. Se le loro molecole presentano una polarizzazione elettrica si definiscono POLARI, altrimenti APOLARI.

8+ 8- H CI

+ - K CI

8+ 8- H H B H H 8+ 104,45° H S+ 8 95,84 pm

CI C CI CI CI

Geometria Molecolare e Polarità

IMPORTANTE !!

1 + o C O > + S × p =5,3 - 10-30 Cm == 0

1 |F| I 1 B N H μ= 0 X F/ X + H 1 ĮCII 1 + × C > 1 + p = 6,2. 10-30 Cm == 0 CI CI/ + 1 7 H H 1 H p =4,9 - 10-30 Cm E 1 ISolventi polari Solventi apolari

SIMILE SCIOGLIE IL SIMILE

Soluzioni elettrolitiche Solvatazione/idratazione

+ loni idratati

SIMILE SCIOGLIE SIMILE

Solventi polari sciolgono soluti polari mentre solventi apolari sciolgono soluti apolari. Le interazioni soluto-soluto devono essere simili alle interazioni soluto-solvente. Se nel soluto ci sono interazioni a legame ad idrogeno (NH3 ed alcol etilico) e nel solvente pure si ha possibilità di dissoluzione.

Soluzione acqua + ammoniaca

Solvente Water (H2O) 8- 8+ H O : Hydrogen bond 6+ H 8+ ..... o 6+. .. 6- H 8+ a+ 6+ H 8+ 8+ H 8+ Ammonia (NH3)

Soluzione acqua + alcol etilico

Ethanol - Water Hydrogen Bonding water hydrogen bond ethanol C. Ophardt, o. 2003

Legami a idrogeno H Hydrogen bond 8- NI soluti ionici in acqua si comportano in modo particolare: i legami tra gli ioni si rompono a causa dell'attrazione delle molecole d'acqua. Quando mettiamo il sale (NaCl) in acqua, le molecole di acqua circondano gli ioni Na+ e gli ioni CI -. Il polo positivo delle molecole d'acqua si orienta verso gli ioni CI-, mentre quello negativo si orienta gli ioni Na+. In questo modo i legami si rompono e il sale si scioglie nell'acqua.

lone cloruro (CI-) Cloruro di sodio (NaCl) lone sodio (Na+)

- + + Molecola d'acqua (H2O)

+ + 8+ Solvente + Soluto Soluzione

Solubilità

Solubilità: quantità massima di sostanza che, a una certa T, si scioglie in una certa quantità di solvente dando origine ad un sistema stabile (concentrazione di una soluzione satura)

Soluzione Supernatante Sospensione Precipitato

Concentrazione

Diluito Concentrato

CONCENTRAZIONE

soluto/soluzione

• a/a + b a a + b ma % peso · 100 Ma + mb

no Frazione molare na + np

Molarità M (mol/l) na ma 1 V PM. V

Normalità N (eq/l) nea Ze na Ze ma 1 = V V PMa V

V. 100 Va + Vb

Osmolarità (osmol/l) na ia ma la 1 = V PM. V = a = ze

% volume

Calcolare la Concentrazione Molare

• M = n/V
• Lavorare con una soluzione a molarità nota permette di misurare un numero di moli desiderate semplicemente misurando un volume di soluzione.
• Per trovare il volume di soluzione che contiene un certo numero di moli, basta scrivere:
• volume della soluzione = moli di soluto / molarità
• V = n/M
• Per trovare il numero di moli contenute in un certo volume, invece:
• moli di soluto = molarità · volume della soluzione
• n = M·V

Esercizio 1: Calcolo Grammi Zucchero e ml Acqua

1. Calcolare i gr di zucchero e i ml di acqua necessari a preparare 480,0 g di una soluzione al 3,5 % m/m di zucchero in acqua. [16,8 g, 463,2 mL]

Esercizio 3: Calcolo c% v/v

3. A 125,0 ml di etanolo si aggiunge acqua fino a 450,0 mL. Calcolare la c% v/v della soluzione ottenuta. [27,8%]

Esercizio 6: Gradazione Alcolica

6. A 40 ml di una grappa con un 45 % di alcool, un barman aggiunge acqua fino a 60 mL. Quale sarà la nuova gradazione alcolica ? [30 %]

Esercizio 1: Concentrazione Percentuale Massa/Massa

Calcola la concentrazione percentuale massa/massa (% m/m) di una soluzione ottenuta sciogliendo 15,00 g di K2SO4 (soluto) in 180,00 g di acqua (solvente).

Esercizio 2: Quantità di NaHCO3

Calcola la quantità di NaHCO3 contenuto in 600,00 g di una soluzione al 25 % m/m.

Esercizio 3: Concentrazione Percentuale m/m

Una soluzione si ottiene sciogliendo 2,50 moli di HNO3 (MM = 63,02) in 600,00 g di acqua. Calcola la concentrazione percentuale % m/m.

Esercizio 4: Concentrazione Percentuale m/V

Calcola la concentrazione percentuale in volume (% m/V) ottenuta sciogliendo 20,00 g di NaCl in 170 mL di soluzione.

FORMULARIO ESSENZIALE

m ="St. 100 m rappresenta la massa di soluto (in grammi) sciolta in 100g di soluzione

%m / V = = 'St . St . 100 SZ V V rappresenta la massa di soluto (in grammi) sciolta in 100ml di soluzione

%V /V = = St . 100 SZ rappresenta il volume di soluto (in mL) sciolto in 100ml di soluzione

MOLARITA' -> CM = n rappresenta il numero di moli di soluto sciolto in 1L di soluzione V SZ m V