APPUNTI SCOLASTICI - CHIMICA - SOLUZIONI (INTRODUZIONE)
In questa unità |
ACQUA: IL SOLVENTE PIU COMUNE
L'$H_2O$ ha la proprietà di sciogliere innumerevoli sostanze basti pensare allo zucchero o al sale. Questo è dovuto alla particolare forma a V della molecola d'acqua
La molecola d'acqua,
la sua forma a V e la sua polarità
I legame tra O-H sono covalenti (condivisione di atomi per raggiungere la stabilità, come vedremo più avanti). Questa condivisione non è equa: l'ossigeno ha una maggiore elettronegatività rispetto a tinnitus tumor
quella dell'idrogeno, ha cioè una maggiore capacità di attrarre a se gli elettroni dell'idrogeno. Di conseguenza gli elettroni trascorreranno "più tempo" intorno alla molecola di ossigeno in confronto al tempo che trascorrono vicino agli atomi di idrogeno. Questa particolarità conferisce alla molecola d'acqua un carica $2d^-$ all'ossigeno (è come se l'ossigeno avesse più elettroni che, avendo una carica negativa, conferiscono una carica negativa anche alla molecola) e $d^+$ all'idrogeno (l'idrogeno si trova privato del suo unico elettrone ed ha una carica positiva in quanto la carica viene data soltando dal protone del nucleo). Per questa ragione la molecola di $H_2O$ è detta polare ed è per questa polarità che riesce a sciogliere diverse sostante.
Come si scioglie un solido ionico, un sale come ad esempio NaCl, in $H_2O$? Attraverso un processo detto di idratazione per cui la parte negativa della molecola d'acqua interagisce con i catione, caricati positivamente, del sale, mentre la parte positiva della molecola d'acqua interagirà con gli anioni, caricati negativamente del sale. Questo processo fa sì che il solido si sciolga. In $H_2O$ un solido ionico (sale) si divide nei suoi ioni costituenti:
$NaCl -> Na^+ + Cl^-$ (in soluzione acquosa)
$NH_4NO_3 -> NH_4^+ + NO_3^-$ (in soluzione acquosa)
L'H_2O non scioglie soltanto i sali, bensì anche altre sostanze a lei simili, basti pensare all'etanolo. Esso contiene un gruppo -OH, come tutti gli alcoli d'altronde. Il legame OH dell'etanolo è covalente polare esattamente come il legame OH dell'acqua. Vi è quindi una forte interazione tra i due gruppi OH: pertanto l'etanolo si scioglie in $H_2O$. L'$H_2O$ non scioglie sostanze apolari come ad esempio grassi animali. Possiamo quindi dire che in generale l'$H_2O$ scioglie o sostanze polari a lei simili, da qui la regola generale della solubilità "Il simile discioglie il simile" o le sostanze ioniche.
ELETTROLITI FORTI, DEBOLI E NON ELETTROLITI
In questa unità analizzeremo la conducibilità elettrica di una soluzione. Se in una soluzione vi sono elettroliti forti la conducibilità elettrica sarà elevata, se vi sono elettroliti deboli la conducibilità sarà bassa, mentre se vi sono non elettroliti la soluzione non conduce corrente. La conducibilità elettrica, come afferma Arrhenius, dipende dalla presenza di ioni: più ioni ci sono più la soluzione conduce corrente. Se non vi sono ioni (il saccarosio disciolto in $$$H_2O$ non si divide in ioni), la soluzione non condurrà corrente.
Elettroliti forti --> sono sali solubili (NaCl...), acidi forti ($HNO_3$, $H_2SO_4$, HCl) e basi forti (NaOH, KOH). Cogliamo l'occasione per definire un acido secondo Arrhenius: un acido è una sostanza che se sciolta in acqua produce ioni $H^+$:
$HCl --> H^+ + Cl^-$ (in soluzione acquosa).
Elettroliti deboli --> sono acidi deboli che in soluzione acquosa si dissociano in piccolissima parte: per esempio l'acido acetico $HC_2H_3O_2$ si dissocia soltanto per l'1% in:
$HC_2H_3O_2 -> H^+ + C_2H_3O_2^-$
Per il restante 99% l'acido acetico non si dissocia e rimane in forma molecolare $HC_2H_3O_2$
Oltre agli acidi deboli ci sono anche le basi deboli ($NH_3$) che si dissociano anche loro in piccolissima parte.
Non elettroliti --> sono sostanze che si sciolgono in $H_2O$ (saccarosio, etanolo...), ma non producono ioni, pertanto non conducono elettricità.
COMPOSIZIONE DELLE SOLUZIONI
Per poter effettuare calcoli stechiometrici per reazioni che avvengono in soluzione occorre conoscere alcune caratteristiche della soluzione stessa. Vedremo più avanti tutte le caratteristiche; adesso come adesso ci interessa la molarità espressa come moli di soluto diviso litri di soluzione:
$M = (mol)/(l soluz.)$
Quindi una soluzione 1M (1 molare) contiene una mole di soluto per litro di soluzione.
Molto spesso è utile conoscere le moli del soluto una volta nota la molarità della soluzione e lo si può fare applicando la formula della molarità indicando come incognita il numero di moli:
$n = M*V$
dove V è il volume della soluzione espresso in litri.
Esistono altre caratteristiche che descrivono una soluzione, ma queste verranno viste nei capitoli successivi
LA DILUIZIONE
Un altro aspetto importante delle soluzioni è la diluizione che consiste nell'aggiungere acqua ad una soluzione (detta di riserva) ad una data concentrazione.
Un calcolo che si fa molto spesso è quello che ci permette di sapere quanta $H_2O$ bisogna aggiungere per ottenere una certa concentrazione.
Tieni presente che occorre sempre tenere presente che le moli di soluto prima della diluizione devono essere uguali al numero di moli di soluto dopo la diluizione. Per i calcoli sulle diluzioni ti rimandiamo agli esercizi pensati per te.
ESERCIZI
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