Diagramma di stato di H
2O
Punto critico
Diagramma di stato di CO
2SOLUZIONI e PROPRIETA’
COLLIGATIVE
Una soluzione è un sistema omogeneo costituito da due o più componenti.
La solubilità è la quantità massima di soluto che, ad una certa
temperatura, si scioglie in un dato volume o una data massa di solvente
Concentrazione:
Quantità di soluto
Quantità di solvente/soluzione
massa
massa massa
volume
Rapporto massa a massa
Percentuale in peso:
Peso di soluto
100 parti in peso di soluzione
%w A = 100 ·
b a
a
%w B = 100 ·
b a
b
Per più di due componenti:
%w I = 100 ·
i i
m m
a = massa di A
b = massa di B
Rapporto massa a massa
Parti di soluto per 100 parti di solvente:
Peso di soluto
peso di 100 parti di solvente
a = massa di A (solvente)
b = massa di B (soluto)
mB 100g A = 100 ·
a b
Per più di due componenti:
mI 100g A = 100 · a mi
Rapporto massa a massa
Frazione molare:
B =
B A
B
n n
n
A =
B A
A
n n
n
A + B = 1
Per più di due componenti:
i =
i i
n n
i = 1
n° moli di soluto 1 mole di soluzione
Rapporto massa a massa
Molalità: n° moli di soluto 1Kg di solvente nB : a = m : 1000
m = · 1000 = · 1000
a nB
B·a b
a = massa di A (solvente)
b = massa di B (soluto)
Rapporto massa a volume
Grammi di soluto per 100 ml di solvente:
grammi di soluto 100 ml di solvente
b (g) : V (ml) = mB 100ml A : 100
mB 100ml A = · 100Vb(ml)(g)
b (g) = massa in grammi di B (soluto) A (solvente)
Rapporto massa a volume
Molarità:
n° moli di soluto 1 litro di soluzione
nB : V(l) = M : 1 V(l) = volume della soluzione in litri nB = n° moli di B (soluto)
M = = Vn(l)B
(l) B·
b
V b = massa in g di B
B = peso molare di B (g/mol)
Rapporto massa a volume
Normalità:
n° eq. di soluto 1 litro di soluzione N = =
(l)
B(eq)
e
V n
(l) (g/eq)·
E
(g) b
B V
V(l) = volume della soluzione in litri nB = n° moli di B (soluto) b = massa di B
B = peso molare di B (g/mol) EB = B
ze N = = B(l)(eq) = ze · M
e
V n
V
·n ze B
Rapporto volume a volume
percentuale in volume %v:
Volume di un componente in 100 volumi di soluzione
%v B = 100 ·
V V
B%v A = 100 ·
V V
AA = solvente B = soluto
Il volume di una soluzione non è sempre uguale alla somma dei volumi dei suoi componenti
Proprietà colligative
Sono colligative le proprietà di una soluzione che non dipendono dalla natura del soluto, ma solo dalla sua concentrazione.
Le proprietà colligative sono:
•l’abbassamento relativo della tensione di vapore,
•l’abbassamento del punto di gelo,
•l’innalzamento del punto di ebollizione,
• la pressione osmotica.
Legge di Raoult
P = Pi° i
i = 1 n
Per una soluzione costituita da un soluto B e da un solvente A : P = PA° A + PB° B
P°B
P°A
A P
Abbassamento relativo della tensione di vapore
La legge di Raoult applicata ad una soluzione diluita di un soluto poco volatile (PB° 0) diventa:
P = PA°A < PA° P = P°(1 B)
= = B
P
P P
P
P
Se la soluzione è diluita il numero di moli di soluto può essere trascurato come termine additivo:
= B =
P
P
B A
B
n n
n
A
B
n n
B·a b·A
1000 A
·a B
·1000 b
b = massa di B (soluto) a = massa di A (solvente) m = B·a
·1000 b
= · m
P
P
1000 A
= = ·
P
T
vapore solido
liquido
P= 1 atm
P1
T1
P2
T2
Tcr1 Tcr1
Abbassamento del punto di gelo e innalzamento del punto di ebollizione
C2 > C1 TEb = k P
TEb = k P° · m =
= KEb · m = KEb =
= KEb
1000 A
·a B
·1000 b
a
B·1000 n
b = massa di B (soluto) a = massa di A (solvente)
TEb = KEb · m KEb= costante ebullioscopica
Analogamente:
TCr = KCr m = KCr = KCr
·a B
·1000 b
a
B·1000 n
TCr = KCr · m
KCr= costante crioscopica
Costanti crioscopiche ed ebullioscopiche
Pressione osmotica
Ne risulta un passaggio netto di solvente verso il ramo che contiene la soluzione. Il fenomeno è noto come osmosi.
La pressione che bisogna esercitare sul ramo che contiene la soluzione per impedire l’osmosi è la pressione osmotica .
V = n R T = · R T
B b
= ·R T = M R T
V n
Pressione osmotica
b = massa di B (soluto)
Se sul ramo che contiene la soluzione si esercita una pressione superiore alla pressione osmotica, si ha un passaggio di solvente in senso opposto:
a tale fenomeno si dà il nome di osmosi inversa
