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PROPRIETA' FISICHE DELLE SOLUZIONI - Coggle Diagram
PROPRIETA' FISICHE DELLE SOLUZIONI
solidi: solubilità e T°
la solubilità aumenta
con l'aumentare della T°
la solubilità diminuisce
con la diminuzione della T°
concentrazione della soluzione
in generale
la concentrazione
di una soluzione
è una misura
della quantità
di soluto
presente in una
1 more item...
la quantità
di soluto
o solvente,
possono essere espressi
in numero d moli,
massa
o volume
per cui vi sono
diversi modi
di esprimere
1 more item...
T° e solubilità
gas,
solubilità e T:O2
la solubilità
normalmente diminuisce
con l'aumentare della T°
solubilità nel sangue
l'ossigeno
viene consumano
ma l'azoto
rimane nel sangue,
camere iperbariche,
ad alte pressioni
l'azoto e ossigeno
si sciolgono
nel sangue
sangue artificiale
concentrazione % in massa
percentuale in massa/volume
es) calcola conc. %
in massa/ volume,
di 3 x 10 alla 2ml
di soluzione che
contiene 15,0g di glucosio
m/V%= 15,0g glucosio/ 3 x 10 alla 2 ml soluzione x 100=
1 more item...
(m/V)%=g soluto/ ml soluzione x 100
es) calcola g di NaCl
presenti in
5 x 10 alla 2 ml
di una soluzione al 10% (m/V)
10% (m/V)= ? g NaCl / 5 x 10 alla 2 ml di soluzionpe x 100=
?= 50,0 g di NaCl
è quanti g di soluto
sono sciolti
in 100ml di soluzione
percentuale in massa / massa
la più usata,
per miscele solidi,
le cui masse
si ottengono per pesata,
formula:
(m/m)%= g soluto/ g solvente x 100
es)
calcolare la concentrazione
percentuale (m/m)%
di ossigeno presente
in una miscela
gassosa
2 more items...
formula:
concentrazione= quantità soluto/ quantità soluzione (o solvente)
soluzioni ideali
la formazione
della soluzione
è sempre spontanea:
delta G sol <(min) 0
hanno delta H soluzione =0
molalità
esempio,
calcolare la molalità
di una soluzione
ottenuta
sciogliendo 5,67g
di glucosio (C6H12O6)
in 25g di H2O
3 more items...
le unità sono
mol/ Kg,
ma sono generalmente
indicate con m
ad es,
una soluzione
ottenuta
sciogliendo 0,20 moli
di NaCl (cloruro sodio)
in 2000g di H2O
ha molalità:
1 more item...
è il numero
di moli di sulouo
per chilo di solvente:
molalità= moli di soluto/ Kg di solvente
frazione molare
ad esempio
in una soluzione ottenuta
sciogliendo 0,0315 moli di glucosio
in 25,2 g di acqua
la frazione
molare del glucosi
n H2O= 25,2g/ 18,0 g/mol= 1,40 mol H2O
X glucosio= 0,0315 / 0,0315+1,40= 0,022
X H2O + X glucosio= 1
X H2O= 1,40/ 0,0315 + 1,40= 0,978
per una soluzione
fra 2 comportamenti
A e B
la frazione molare
di A è definita:
Xa= moli di A/ moli totali soluzione= moli di A / moli di A + moli di B
percentuale in massa di soluto
tale soluzione
contiene 3,5 g
di NaCl (cloruro di sodio)per 100g di soluzione
ed esempio
per una soluzione
ottenuta
mescolando
3,5g di NaCl (cloruro di sodio),
e 96,45 g di H2O
si ha:
% massa NaCl (cloruro di sodio)= 3,5g/ (3,5g + 96,5g) x 100= 3,5%
è definita come:
% massa di soluto= (massa di soluto/ massa della soluzione) x 100
molarità
preparazione in laboratorio,
di una soluzione 0,01 M
di K2MnO4 (manganato di potassio),
0,0025 mol (0,395 g )
in 250 ml di H2O
(0,0025 moli/ 0,250 l =0,01 mol/ l= 0,01 M)
(250 ml = 0,250 l)
ad es,
una soluzione
ottenuta sciogliendo
0,20 moli di NaCl (cloruro di sodio) in H2O
sino ad un volume
di 2,0 l ha molarità:
0,20 moli / 2,0 litri= 0,10 mol/ l = 0,10 M
è il numero
di moli
di soluto
presenti in un litro
di soluzione:
molarità= moli di soluto/ litri di soluzione
le unità
sono moli / litro
ma sono generalmente
indicate con M
molalità-->molarità
per 1 Kg di solvente
vi sono 0,273 moli
di KCl
e qunidi:
massa KCl= 0,273 mol x 74,6 g/mol= 20,4g
la massa totale
di soluzione è:
massa tot= massa HCl + massa H2O=
1000 g + 20,4 g mol= 1020 g= 1,02 x 10 alla 3 g
calcolare la molarità
di una soluzione
0,273 m di KCl in H2O,
avente densità
1,011 x 10 alla 3 g/L
nell'espressione
per il calcolo
della molarità
c'è però
il volume in litri
della soluzione,
calcolabile tramite
1 more item...
(si noti che per
soluzioni diluite
molarità è circa uguale
alla molalità)
frazione molare--> % massa
si ha quindo:
massa H2O= 0,850 mol x 18 g/mol= 15,3 g
% massa glucosio=27,0g/ (27,0g + 15,3g) x 100= 63,8%
massa glucosio= 0,150 molx 180,2 mol=27,g
calcolare la %
in massa
di una soluzione
acquosa
di glucosio
la cui frazione molare
è 0,150
1 mole di
tale soluzione
contiene 0,150 moli
di glucosio
e (1-0,150)= 0,850 moli
di H2O
molarità--> molalità
la massa di Pb(NO3)2 è:
massa Pb(NO3)2= 0,907 mol x 331,2 g/mol=300g
(massa Pb(NO3)2= 207,2 + (14,01+16x3) x 2=331,22)
la massa di
un litro di soluzione è:
massa soluzione= volume x d= 1000 x 10 alla 3 ml x 1252 g/ml= 1252g
(molarità (M)= moli soluto / litri soluzione)
per 1 litro
di soluzione
vi sono 0,907 moli
di Pb(NO3)2
calcolare la molalità
di una soluzione
0,907 M di
Pb(NO3)2 in H2O,
avente densità 1,252 g/ml
la massa di H2O è:
massa H2O= 1252g -300= 952 g
la molalità è quindi:
(molalità= moli soluto/ kg solvente)
molalità=0,907 mol/ 0,952 Kg= 0,953 m
legge di Raoult per liquidi volatili
Pa= Xa Pa*
Pb= Xb Pb*
se assumiamo
che la soluzione
sia ideale:
la pressione di vapore
di ogni componente
può essere
calcolata mediante
1 more item...
la pressione totale
è la somma
delle 2 pressioni parziali
P tot= Pa + Pb= Xa Pa
+ Xb Pb
soluzioni di Toluene e Benzene
Benzene e Toluene
sono composti volatili
con una struttura
simile
e quindi forze
intermolecolari simili
e una loro soluzione
si comporta idealmente
soluzione di 2 liquidi volatili
entrambi hanno
una pressione
di vapore
una soluzione A + soluzione B= soluzione A e B
consideriamo
ora 2 liquidi volatili,
soluzioni ideali
le soluzioni ideali
hanno
delta H soluzione= 0
regola la variazione
della pressione
di vapore
di un solvente
all'aggiunta
di un soluto
in soluzione
le soluzioni che seguono
la legge di Roult
si chiamano
soluzioni ideali
legge Francois Roult (1830-1901)
Pa= Xa Pa*
soluzioni diluite
addizione di solvente
M1V1=M2V2
le moli di soluto
sono costanti
(molarità=M= moli soluto/ litri di soluto)
mescolamento di 2 soluzioni
M1V1+ M2V2=Mf Vf= Mf (V1 + V2)
frazione molare--> molalità
si ha quindi:
massa H2O=
0,850 mol x 18g/mol= 15,3 g
molalità glucosio=
0,150 mol/ 15,3 x 10 alla -3 Kg= 9,8m
1 mole di
tale soluzione
contiene 0,150 moli
di glucosio
e (1-0,150)= 0,859 moli
di H2O
calcolare la molalità
di una soluzione
acquosa
di glucosio
la cui frazione molare
è 0,150
molalità--> frazione molare
calcolare le frazioni
molari
di glucosio e H2O
tale soluzione
contiene 0,120 moli
di glucosio
per 1 Kg di solventi (H20)
una soluzione
di glucosio è 0,120 m (molalità = moli/kg)
e si ha:
moli H2O= 1000g /18 g/mol=55,6 mol
X glucosio= 0,120/ (0,120 + 55,6)= 0,00215
moli glucosio= 0,120
X H2O= 55,6 /( 0,120 + 55,6)= 0,998
molalità-> % massa
tale soluzione
contiene
0,120 moli di glucosio
per 1Kg di solvente (H2O)
calcolare la %
in massa
di una soluzione
di glucosio 0,120m
si ha quindi:
(massa glucosio= C6H12O6= 16x12,01+12x 1,008+6x16=180,2
% massa glucosio=
21,6/ (1000+ 21,6) x 100= 2,11%
massa glucosio: 0,120 mol x 180,2 g/ mol= 21,6 g
conversione fra unità di concentrazione
quando è implicata
la molarità
è necessario
conoscere
la densità
della soluzione
(mette in relazione
1 more item...
la quantità
di riferimento
per le concentrazioni
da convertire sono:
molarità
frazione molare
molalità
% in peso
1 litro di soluzione,
1 mole di soluzione,
1 Kg di solvente
100g di soluzione
conviene
far riferimento
ad una certa quantità
di solvente o soluzione,
e determinare
le quantità
di soluto
e di solvente
corrispondenti
e riutilizzarle per il calcolo
della nuova concentrazione
soluzioni solide
lo zaffiro invece,
(meno pregiato),
deve la sua
colorazione blu
al ferro
e al titanio
che hanno
sostituito
alcuni atomi
1 more item...
la varietà
detta "sangue di piccione"
è una delle
gemme colorate
più preziose,
3 tipi di interazioni
nei processi di soluzione:
interazione
soluto-soluto,
interazione
interazione
solvente-solvente
vediamo,
solvente--> molecole divise
è il delta H1
soluto--> molecole divise
è delta H 2
poi molecole che
si incontrano,
ed ottengo
il solvente
ho delta H3
quindi delta H solvente=
delta H1 + delta H2 + delta H 3
il rubino
è una soluzione
solida
di ossido di cromo
in corindone (Al2O3)
che sono:
1) una naturale tendenza al disordine
(fattore entropico).
è praticamente
l'unico fattore
ad agire
nel caso dei gas (ideali)
che sono miscelabili
1 more item...
2) forze intermolecolari
di attrazione tra
le molecole delle
2 sostanze (fattore energetico)
chiamando A
le molecole di
una sostanza
e B quelle dell'altra,
se la media delle attrazioni
A-A e B-B
1 more item...
la solubilità
di una sostanza
in un'altra
può essere spiegata
sulla base di 2 fattori,
la solubilità di
un solto
in un solvente
dipende da
un bilancio
fra questi 2 fattori
il solvente:
è il componente
presente
in quantità maggiori
o che determina
lo stato
della materia
in cui la soluzione
esiste
le soluzioni
possono esistere
in ognuna
dei 3 stati
stati della materia:
liquido,
solido
gas,
e il soluto:
è un componente
presente
in quantità minori
differenza con
con i colloidi
che differiscono
in quanto
le particelle
sono più grandi
delle molecole normali
ma non ancora
visibili al microscopio
(10-200 Angstrom)
una soluzione
è una miscela omogenea
(la sua composizione
e le sue proprietà
sono uniformi
in ogni parte
del campione)
di 2 o più sostanze
formate da ioni
o molecole
legge di Henry
la solubilità
di un gas
è direttamente proporzionale
alla pressione
parziale del gas, P,
sopra la soluzione:
s= Kh x P
pressione e solubilità dei gas
la solubilità
di un gas
in un liquido
è proporzionale
alla pressione
del gas
sulla soluzione
1 more item...
c= kP
P= è la pressione
del gas
sulla soluzione
k= è la costante
per ciascun gas
(mo/L x atm)
che dipende
solo dalla T°
c= è la concentrazione (M)
del gas disciolto
interpretazione molecolare:
maggiore è la pressione
parziale del gas
e maggiore è
il numero di molecole
di gas che
urtano
la superficie
e passano in soluzione
per tanto,
un grafico della solubilità
in finzione
della pressione parziale
del gas
corrisponde
ad una retta
legge di Henry (caso nei sub)
ad alte pressioni
l'Azoto
e l'ossigeno
si sciolgono
nel sangue
e tornando in superficie
troppo velocemente
si può soffrire
di embolia
il caso più comune è quello
di assoluzioni liquide
(soluzioni di gas,
solidi,
o liquidi sciolti
in un liquido)
si possono però avere:
soluzioni liquide:
sono le più comuni
e sono ottenute
nella maggior parte
dei casi
sciogliendo
un gas
o un solido
in un liquido
e sono comuni
anche
le soluzioni
liquido-liquido
(possono non essere
miscibili
1 more item...
soluzioni solide:
sono principalmente
leghe di
2 o più metalli,
le leghe di mercurio
(unico metallo liquido)
con altri metalli
sono chiamate
amalgama
e possono essere
2 more items...
soluzioni gassose:
in genere
i gas possono
mescolarsi
in tutte le proporzioni
per dare
soluzioni gassose
solubilità
solubilità dei gas
la solubilità
di un gas
è direttamente proporzionale
alla pressione parziale
del gas, P,
sopra la soluzione:
S= Kh x P
2 more items...
la solubilità
di un gas
in un liquido
dipende dalla
pressione parziale
del gas secondo
la legge di Henry,
solubilità in funzione della pressione
la pressione
ha poco effetto
sulla solubilità
di solidi
e di liquidi
è invece importante
per la solubilità
dei gas
solubilità in funzione della T°:
la solubilità di
un solido ionico
aumenta
con T se delta H soluzione >(mg) 0
(principio Le Chatelier)
il sistema tende
a reagire
ad una modifica
importante
dall'esterno
minimizzando
gli effetti
"simile scioglie simile"
composti ionici
sono più solubili
in solventi polari
es)NaCl in H2O o NH3(l)
(cloruro di sodio in acqua o ammoniaca)
molecole non-polari,
sono solubili
in solventi non-polari
es) CCl4 in C6H6
(tetracloruro di carbonio in benzene)
molecole polari
sono solubili
in solventi polari
es) C2H5OH in H2O
(etanolo in acqua)
2 sostanze
con forze intermolecolari
simili sono
probabilmente
solubili
l'una nell'altra
soluzioni
soluzioni molecolari
in questi casi
il soluto
(solido o liquido)
è costituito
da molecole
tenute assieme
da forze intermolecolari deboli,
nel caso di liquidi
essi sono solubili
se sono tenuti
assieme da
forze intermolecolari
simili
(il simile scioglie
1 more item...
alcol metilico (metanolo),
CH3OH in H2O
soluzioni ioniche:
in questo caso
il soluto è il solido ionico
tenuto assiema da,
forti legami ionici
e può sciogliersi
solo in solventi
polari
i fattori che determinano
la dissoluzione
di un solido ionico
in un solvente polare sono 2,
e sono:
l'energia reticolare:
del solido
(somma delle
energie di attrazione
fra anioni
e cationi):
più grande è
e minore è la tendenza
1 more item...
l'energia di attrazione ione-dipolo
fra gli ioni
e i dipoli elettrici
costituiti
dalle molecole
di solvente
opportunatamente orientati:
1 more item...
ad es:
NaCl(s)--> Na+(aq) + Cl- (aq)
cloruro di sodio (solido) --> sodio (liquido) + cloro 8liquido)
tale fenomeno
è detto idratazione
e l'energia elettrostatica
di interazione
di uno ione
con le molecole di H2O
1 more item...
e la solubilità
di un solido ionico
in H2O dipende
da un bilancio fra
energia reticolare
di idratazione
ad esempio
la solubilità di
NaCl in H2O(cloruro di sodio in H2O)
è di 36g per 100ml
di H2O a 20°C
la concentrazione
del soluto
nella soluzione satura
è detta solubilità
in generale
solo una quantità
finita di un solido
si scioglie
in un dato volume
di solvente dando luogo
ad una soluzione satura,
1 more item...
l'energia reticolare
dipende sia
dalle cariche degli ioni
che dalla loro distanza:
maggiore è
la carica dello
ione
e maggiore è
l'energia reticolare,
maggiore è
la distanza
fra gli ioni
(più grandi
sono gli ioni)
1 more item...
in genarle
l'energia reticolare
prevale
per cui è possibile
quindi prevedere che:
solidi formati da ioni con
una sola carica,
1 more item...
solidi formati
da ioni
1 more item...
maggiore è l'energia reticolare
di un composto ionico
e minore è
la sua solubilità
e viceversa,
la situazione
è complicata
dal fatto che
l'energia di idratazione
è più grande
per ioni di
carica elevata
e dimensioni piccole
P tot= Xa Pa
+ Xb Pb
Legge di Raoult
aggiungendo del soluto
ad una soluzione
di liquido volatile,
la pressione
di vapore del solvente
diminuisce
vi sono
meno molecole
di solvente
sulla superficie
e il soluto impedisce
ad alcune molecole
di passare nella fase gassossa,
ma non ne impedisce
il ritorno
alla fase liquida
pressione di vapore di una soluzione
Pt= Xa Pa° + Xb Pb°
legge Raoult
in soluzioni ideali
le interazioni
tra le molecole
di solvente,
solvente / soluto
e soluto
sono di medesima intensità
Pt= Pa + Pb
Pb= Xb Pb°
Pa= Xa Pa°
soluzioni non ideali
le interazioni
tra A e B
sono diverse da
quelle AA e BB
la maggior parte
delle soluzioni
non sono ideali
abbassamento della tensione di vapore
la Legge di Raoult
stabilisce che:
la tensione di vapore
parziale del solvente, Pa,
sopra la soluzione
è uguale alla
tensione di vapore
1 more item...
consideriamo
la soluzione
di un solvente
volatile A
e un soluto
non elettrolita B
(volatile
o non volatile)
alla fine
dell'800
fu sperimentalmente osservato
che la tensione
di vapore
del solvente
veniva abbassata
1 more item...
in particolare
nel 1886 Raoult
osservò che
l'entità di questo
abbassamento
non dipendeva
dal tipo di soluto m
ma solo dalla
sua frazione
1 more item...
Pa= Xa Pa°
se il soluto
è non volatile Pa
è la pressione
di vapore
totale della soluzione
poichè Xa
è minore di 1
ha un abbassamento
della tensione
di vapore
rispetto
al solvente puro
proprietà colligative
le proprietà colligative
delle soluzioni
sono proprietà
che dipendono dalla
concentrazione delle molecole
di soluto
o ioni in soluzione,
ma non dalla
loro natura
e questo abbassamento
sarà dato da:
delta P= Pa° -Pa
e in base
alla legge Raoult
delta P= Pa° - Pa
Xa= Pa° (1-Xa)=Pa°-Xb°
(1-Xa)= Xb
l'abbassamento
della tensione di vapore
dipende dalla
concentrazione
del soluto Xb
ma non dalla
sua natura
ed è quindi
una proprietà
colligativa
innalzamento ebullioscopico ed abbassamento crioscopico
sale sula strada (NaCl o meglio CaCl2)
per sciogliere il ghiaccio
anti congelamento
nel radiatore (Dietilen Glicole)
un grafico
della tensione
di vapore
contro T°,
mostra che
occorre una °T maggiore,
affinché
la tensione di vapore
1 more item...
e si abbia ebollizione
un diagramma
di fase completo,
mostra che
per una soluzione
si ha un innalzamento
del punto di ebollizione
e un abbassamento
del punto di fusione
rispetto al solvente
abbiamo visto che
l'aggiunta di un soluto
non volatile
abbassa la tensione
di vapore della soluzione
e il soluto,
rende più difficile
costruire il reticolo
cristallino solido,
e qunidi diminuisce
il punto di fusione
per soluzioni diluite
si può dimostrare che:
delta T crioscopica= T crioscopica (solvente) - T crioscopica (soluzione)= Kcr m
Keb,
nota come
costante ebollizione
delta T ebollizione = T ebollizione(soluzione) - T ebollizione(solvente)= Keb m
e Kcr
nota come
costante crioscopica,
sono costanti caratteristiche
dolo del solbìvente
ed esse hanno
unità° C/m (molalità)
osmosi
pressione osmotica ( pi greco)
pi greco= MRT
R= costante del gas
T= T° in K
M= molalità soluzione,
pressione osmotica:
pressione che
occorre esercitare
sulla soluzione A,
per bloccare
l flusso osmotico
una cellula in una:
soluzione ipotonica,
se una soluzione,
ha una pressione osmotica
inferiore rispetto
a quella di
una soluzione dalla quale
è separata da
1 more item...
soluzione ipertonica
è una soluzione che
contiene
una quantità
di particelle disciolte
8come sodio e altri
elettroliti)
1 more item...
soluzione isotonica,
se ha una soluzione
ha una pressione osmotica
uguale rispetto
a quella di
una soluzione
dalla quale
1 more item...
coinvolge
membrane semipermeabili,
cioè strati sottili
e con fori
abbastanza larghi
da far passare
le molecole
di solvente,
ma non di soluto,
specie di elevato
peso molecolare
esso riveste
una grande importanza
in relazione
a sistemi biologici
osmosi:
flusso di molecole
di solvente,
dal solvente puro
alla soluzione
(in generale
dalla soluzione
meno concentrata
1 more item...
anche il fenomeno
dell'osmosi,
(pressione osmotica)
è associato
all'abbassamento
della tensione
di vapore
la pressione osmotica,
è indicata con
pi greco,
ed un esempio è anche,
la pressione esercitata
dalla colonna
di solvente
la pressione osmotica
è una proprietà colligativa
ed è proporzionale
alla concentrazione molare
del soluto M: pi greco= MRT
R= cost. gas
T°= T° assoluta
si noti l'analogia
tra questa equazione
e quella per
i gas reali,
più evidente
se si tiene conto
che M=n/V,
e quindi:
P= (n/V) RT,
P= MRT
PV= nRT,
esempio:
calcolare la pressione osmotica
di una soluzione
0,02 M di glucosio a 25°C?
pi greco= MRT=0,02 mol/L x 0,0821 L x atm/(K mol) x 298K=0,5 atm
(°K= 25°C + 273= 298°k)
(R= cost gas= 0,821 ((atm x L)/(mol x K))
problema
la pressione in Atmosfera è:
P= 85 mmHg/ 760 mmHg/atm= 7,70 x 10 alla -3
qual'è la pressione
molare di
tale proteina?
50 ml di soluzione acquosa
contengono 1,08g di
una proteina
e presentano
una pressione di 5,8s mmHg ( mm di mercurio)
a 298°K
la concentrazione molare
della proteina:
pi greco= MRT
quindi M= pi greco/ RT=
7,7 x 10 alla -3/ ( 0,0821 (atm x L)/ L x mol) x 268K)=
3, 15 x 10 alla -4 mol/L
il numero di moli
della proteina è:
M= mol/V
qunidi moli= M x V=
3,15 x 10 alla -4 mol/ L x 50 x 10 alla -3 L=
1,58 x 10 alla -5 mol
la massa molare
della proteina è:
Mm= massa/ moli=
1,08g / 1,58 x 10 alla -5 mol=
6,84 x 10 alla 4 g/mol
