Appunti di chimica: la concentrazione e le soluzioni sature

tramite: O2O
Difficoltà: media
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Introduzione

Lo studio della chimica può essere molto divertente ed è applicabile alla vita di tutti i giorni. In questi appunti, cercheremo di fornire un quadro dettagliato di un argomento fondamentale per l'apprendimento della materia, chiarendo il concetto di concentrazione in relazione alle soluzioni sature.

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Sia le sostanze pure che le soluzioni sono tipi omogenei di materia, perché presentano proprietà intensive uguali in ogni loro punto. In questo caso ci interessano le soluzioni, che differiscono dalle sostanze pure in quanto la loro composizione può variare in un ampio intervallo. Questo intervallo dipende dal rapporto fra le quantità di soluto e solvente presenti in essa. Il rapporto tra soluto e solvente determina la concentrazione di una soluzione. La concentrazione di una soluzione indica la quantità di soluto disciolta in una quantità standard di soluzione (o meno spesso, di solvente).

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La concentrazione di un soluto in una soluzione non supera normalmente un valore limite: tale valore prende il nome di solubilità. Uno dei concetti base della chimica, ovvero quello di solubilità è presto spiegato. Supponiamo di introdurre gradualmente in acqua quantità crescenti di un solido cristallino solubile (per esempio cloruro di potassio).

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Non appena il solido viene immesso nell'acqua, gli ioni presenti in superficie si idratano e passano in soluzione. Alcuni di essi però, muovendosi casualmente nella soluzione stessa, possono urtare il cristallo non ancora disciolto, tornando così allo stato cristallino. Inizialmente, la velocità del passaggio degli ioni in soluzione supera la velocità con cui essi ritornano al cristallo; di conseguenza il solido si scioglie completamente. Mano a mano che aggiungiamo nell'acqua quantità crescenti di solido, la concentrazione degli ioni disciolti aumenta e così pure la velocità del loro rientro allo stato cristallino.

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In corrispondenza di una determinata concentrazione, si raggiunge un equilibrio dinamico, in cui la velocità di dissoluzione e quella di cristallizzazione diventano di pari valore. Una volta raggiunto l'equilibrio dinamico, il solido cessa di disciogliersi e si deposita come corpo di fondo. In queste condizioni la soluzione è detta satura e la concentrazione del soluto prende il nome di solubilità. La solubilità dipende dalla natura del soluto e del solvente e dalla temperatura.

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La variazione rispetto alla temperatura cambia da caso a caso. Per esempio il glucosio, solido molecolare, è più solubile con l'aumento della temperatura, come si può facilmente sperimentare. Il cloruro di sodio, solido ionico, si mantiene quasi costante al variare della temperatura. Divertitevi ad approfondire questi concetti studiando come funzionano anche altre sostanze chimiche.

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