Solubilità: differenze tra le versioni

Versione delle 06:35, 10 dic 2015

Versione attuale delle 12:22, 15 ago 2024

(68 versioni intermedie di 54 utenti non mostrate)

Riga 1:

{{Equilibrio chimico}}

In [[chimica]] si definisceLa '''solubilità''' (o '''miscibilità''') è la capacità di una sostanza di sciogliersi in un'altra detta solvente. In [[chimica]], la solubilità di un [[soluto]] in un [[solvente]], a determinate condizioni di [[temperatura]] e [[pressione]], è la massima quantità di un soluto che in tali condizioni si scioglie in una data quantità di solvente, formando in tal modo un'unica [[fase (chimica)|fase]] con esso.<ref>{{cita web|lingua=en|url=http://goldbook.iupac.org/MT07230.html|titolo=miscibility|editore=IUPAC|opera=IUPAC Gold Book|accesso=25 ottobre 2015}}</ref> La solubilità di un certo soluto in un certo solvente dipende, oltre che dalle caratteristiche delle due sostanze, dalla temperatura e dalla pressione.

[[File:SaltInWaterSolutionLiquid.jpg|thumb|Soluzione del [[cloruro di sodio]] (sale da cucina) in un bicchiere d'[[acqua]].]]

La solubilità di un certo soluto in un certo solvente dipende, oltre che dalle caratteristiche delle due sostanze, anche dalla temperatura e dalla pressione.

== Descrizione generale ==

La solubilità in genere viene espressa come grammi di soluto disciolti in 100 grammi di solvente a una data temperatura.<ref name=sask>{{cita web|url=http://www.saskschools.ca/curr_content/chem30_05/4_solutions/solution3_1.htm|titolo=Chemistry 30 Solution Chemistry - Solubility Curves|urlmorto=sì|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20090501201521/http://www.saskschools.ca/curr_content/chem30_05/4_solutions/solution3_1.htm|dataarchivio=1º maggio 2009}}</ref><ref name= "Perry 2-120">{{cita|Perry|p. 120|Perry}}.</ref>

Una soluzione si dice "satura" quando ha raggiunto la massima concentrazione di soluto che può contenere alle condizioni di equilibrio. Aggiungendo ulteriore soluto ad una soluzione satura, tale soluzione diventerà "[[Soluzione sovrasatura|sovrassatura]]", ma tale condizione non è di equilibrio, per cui l'eccesso di soluto tenderà a separarsi dalla soluzione costituendo una fase separata, in modo da riportare la soluzione alle condizioni di saturazione.

La solubilità <math>\alpha</math> si esprime come:

Riga 13:

in cui <math>c</math> e <math>c_{s}</math> sono le concentrazioni attuale e a saturazione, e <math>s</math> è la ''frazione di sovrassaturazione''.

Una soluzione si dice "satura" quando ha raggiunto la massima concentrazione di soluto che può contenere alle condizioni di equilibrio. Aggiungendo ulteriore soluto ad una soluzione satura, tale soluzione diventerà "[[Soluzione sovrasatura|sovrassatura]]", ma tale condizione non è di equilibrio, per cui l'eccesso di soluto tenderà a separarsi dalla soluzione costituendo una fase separata, in modo da riportare la soluzione alle condizioni di saturazione.

La solubilità in genere viene espressa come grammi di soluto disciolti in 100 grammi di solvente a una data temperatura.<ref name=sask>{{cita web|url=http://www.saskschools.ca/curr_content/chem30_05/4_solutions/solution3_1.htm|titolo=Chemistry 30 Solution Chemistry - Solubility Curves}}</ref><ref name= "Perry 2-120">{{cita|Perry|p. 120|Perry}}.</ref>

== Regole di solubilità di alcuni soluti solidi ==

Le regole di solubilità ci permettono di sapere quali composti sono solubili in acqua e le loro eccezioni (casi in cui non si sciolgono).

Le regole di solubilità sono utili per determinare quale [[Prodotto (chimica)|prodotto]] di una [[reazione di doppio scambio]] (a cui è associato un fenomeno di [[Precipitazione (chimica)|precipitazione]]), con i [[reagente|reagenti]] in [[soluzione acquosa]], non è solubile in acqua e quindi formerà un precipitato solido dentro la soluzione stessa.

Sono solubili in acqua:

* tuttila imaggior parte dei sali di [[litio]] è solubile (il carbonato di litio è poco solubile), così anche quelli di [[sodio]], [[potassio]] e [[ammonio]];

* i [[cloruri]], i [[bromuri]] e gli [[ioduri]] (tranne HgI, [[Cloruro d'argento|AgCl]], [[Bromuro di argento|AgBr]], [[Ioduro d'argento|AgI]], [[Cloruro di piombomercuroso|PbClHg₂Cl₂]], Hg₂Br₂, Hg₂I₂, e [[Cloruro mercurosodi piombo|HgClPbCl₂]]);

* gli acetati (tranne l'[[acetato d'argento]]);

* tutti i [[Nitrato|nitrati]];

* i sali di [[bario]] (tranne [[Solfato di bario|BaSO₄]] e [[Carbonato di bario|BaCO₃]]);

* tutti gli [[Idrossido|idrossidi]] (tranne quelli di [[Calcio (elemento chimico)|calcio]], [[magnesio]], [[berillio]] e dei [[metalli del blocco d|metalli di transizione]]);

* i solfuri dei [[metalli alcalini]], dei [[metalli alcalino terrosi]] e dell'[[ammonio]];

* i [[Fosfato|fosfati]], i [[Cromato|cromati]] e i [[Carbonato|carbonati]] dei metalli alcalini e dello ione [[ammonio]];

* i [[Solfato|solfati]], tranne quelli di bario, [[Mercurio (elemento chimico)|mercurio]], [[piombo]] (assolutamentemolto poco insolubilisolubili), calcio e [[argento]] (un poco più solubili dei precedenti).

== Regole di solubilità degli alcoli ==

La solubilità degli [[alcoli]] in [[acqua]] (o altri solventi polari) varia in base alla lunghezza della [[scheletro carbonioso|catena di atomi di carbonio]] presenti. Ad esempio il [[metanolo]] (che contiene un solo atomo di carbonio) è molto solubile in acqua, mentre l'[[1-propanolo|alcool propilico]] (che contiene tre atomi di carbonio) impiegaè meno solubile. La solubilità degli alcoli che contengono più tempodi 6 atomi di carbonio è pressoché nulla, in quanto il [[legame idrogeno]] che si forma tra l'[[ossidrile]] (OH) dell'alcol e i [[Dipolo molecolare|dipoli]] dell'acqua diventa sempre meno influente in presenza di lunghe catene di atomi di carbonio (che costituiscono la parte apolare della molecola).

La solubilità degli alcoli che contengono più di 6 atomi di carbonio è pressoché nulla, in quanto il [[legame idrogeno]] che si forma tra l'[[ossidrile]] (OH) dell'alcol e i [[Dipolo molecolare|dipoli]] dell'acqua diventa sempre meno influente in presenza di lunghe catene di atomi di carbonio (che costituiscono la parte apolare della molecola).

== Influenza della temperatura ==

Riga 42 ⟶ 40:

Le curve di saturazione esprimono il valore della concentrazione del soluto in condizioni di saturazione al variare di un parametro, come la temperatura o la pressione. Se la solubilità cresce con la temperatura il sistema solvente-soluto è detto ''a solubilità diretta'', mentre se al crescere della temperatura la solubilità diminuisce, il sistema è detto ''a solubilità inversa''.

Le tabelle seguenti esemplificano l'andamento diretto e inverso della solubilità:<ref name= "Perry 2-120"/>

{| class="wikitable"

! colspan= 12| <div align="center">'''Solubilità del cloruro di sodio in acqua'''<br />(grammi di soluto in 100 grammi di acqua)</centerdiv>

|-

| Temperatura (°C) || 0 || 10 || 20 || 30 || 40 || 50 || 60 || 70 || 80 || 90 || 100

Riga 53 ⟶ 51:

{| class="wikitable"

! colspan= 12| <div align="center">'''Solubilità del diossido di zolfo in acqua'''<br />(grammi di soluto in 100 cm³³ di soluzione H₂O-SO₂, a P = 1 atm)</centerdiv>

|-

| Temperatura (°C) || 0 || 10 || 20 || 30 || 40 || 50

Riga 63 ⟶ 61:

==Influenza della pressione==

In generale l'aumento di [[pressione]] provoca un aumento della solubilità, anche se si tratta di un fenomeno apprezzabile solamente nei [[gas]]. Fa parte dell'esperienza quotidiana l'influenza della pressione sulla solubilità dell'[[anidride carbonica]] nelle bevande gassate: fino a quando la bottiglia è sigillata la maggior pressione interna permette all'anidride di rimanere in soluzione, quando la bottiglia viene aperta la diminuzione di pressione comporta la rapida gassificazione dell'anidride disciolta con la conseguente formazione delle [[Bolla (fisica)|bollicine]]. La solubilità dei gas in acqua è ben descritta ladalla [[legge di Henry]]. Si deve considerare però che soluzioni acquose di CO₂, SO₂ ed NH₃, per quanto siano spesso indicate, non sono degli esempi ottimali in quanto si tratta di sistemi chimicamente reagenti, che quindi presentano degli andamenti anomali della solubilità.

Si deve considerare però che soluzioni acquose di CO₂, SO₂ ed NH₃, per quanto siano spesso indicate, non sono degli esempi ottimali in quanto si tratta di sistemi chimicamente reagenti, che quindi presentano degli andamenti anomali della solubilità.

== Solubilità nello stato solido ==

La ''solubilità in fase solida'' è fondamentale per capire il comportamento di alcune [[Lega (metallurgia)|leghe]]. Alcuni materiali metallici (per esempio [[Oro|Au]] e [[Rame|Cu]] o, entro certi limiti, [[Ferro|Fe]] e [[Cromo|Cr]]) quando solidificano formano una sola [[Fase (chimica)|fase]], in cui un elemento è indistinguibile dall'altro. In questo caso si dice che i due metalli formano una ''soluzione solida''. La solubilità degli elementi nella matrice cristallina dell'elemento base può essere totale (vedi i casi indicati sopra), in generale in questo caso si ha una ''lega di sostituzione'', cioè gli atomi di un materiale sostituiscono quelli dell'altro nel [[reticolo cristallino]], ne consegue che, per avere questo tipo di lega, i due materiali devono avere lo stesso reticolo cristallino.

In altri casi la solubilità non è totale, ma solo parziale: quando la percentuale del materiale soluto nella matrice del materiale solvente (per soluto si intende il materiale in percentuale atomica più bassa e solvente quello con percentuale atomica più alta) supera un certo valore, si forma una fase diversa formata solo dal soluto. Il caso più noto è quello del [[Carbonio|C]] nel [[Ferro|Fe]] (vedi [[Diagrammadiagramma ferro-carbonio]]), in cui il C è solubile nel Fe per un massimo di circa il 2% a 1150&nbsp;°C, mentre a temperatura ambiente è praticamente insolubile. In genere questa solubilità forma ''leghe interstiziali'', in cui gli atomi del soluto (che devono avere un [[raggio atomico]] molto più basso di quello del solvente) occupano gli spazi lasciati liberi dentro il reticolo dagli atomi di dimensioni maggiori. Naturalmente la presenza di ''corpi estranei'' modifica sensibilmente i [[parametri reticolari]].

== Note ==

Riga 78 ⟶ 75:

== Voci correlate ==

* [[Concentrazione (chimica)]]

* [[Prodotto di solubilità]]

* [[Parametro di solubilità di Hansen]]

* [[Saturazione chimica]]

* [[Soluzione (chimica)]]

* [[Saturazione (chimica generale)]]

* [[Solvente]]

* [[Solvatazione]]

* [[Parametro di solubilità di Hansen]]

== Altri progetti ==

{{interprogetto|wikt|commons_preposizione=sulla}}

== Collegamenti esterni ==

* {{ThesaurusCollegamenti BNCFesterni}}

{{Controllo di autorità}}