Cos'è una soluzione diluita? Fattori ed esempi
Una soluzione diluita o insatura è una soluzione chimica che non ha raggiunto la massima concentrazione di soluto disciolto in un solvente. Il soluto aggiuntivo si dissolverà quando aggiunto in una soluzione diluita e non apparirà nella fase acquosa (Anne Marie Helmenstine, 2016).
Dal punto di vista fisico-chimico, una soluzione insatura è considerata uno stato di equilibrio dinamico in cui le velocità a cui il solvente dissolve il soluto sono maggiori della velocità di ricristallizzazione (J., 2014).
Un esempio di una soluzione diluita è illustrato nella Figura 1. Nella Figura 1.1, 1.2 e 1.3 c'è un volume costante di acqua nel becher.
Nella Figura 1.1 inizia il processo in cui il soluto inizia a dissolversi, rappresentato dalle frecce rosse. In questo caso, vengono visualizzate due fasi, una liquida e una solida.
Nella Figura 1.2, gran parte del solido si è dissolta, ma non completamente a causa del processo di ricristallizzazione, rappresentato dalle frecce blu.
In questo caso, le frecce rosse sono più grandi delle frecce blu, il che significa che la velocità di diluizione è maggiore di quella della ricristallizzazione. A questo punto hai una soluzione insaturo (tipes of saturation, 2014).
Quindi, possiamo dire che una soluzione diluita può dissolversi più soluto in essa fino a raggiungere il punto di saturazione. Al punto di saturazione, senza ulteriore soluto si dissolverà nel solvente e tale soluzione viene chiamata una soluzione satura.
In questo modo le soluzioni sono inizialmente insaturi in natura e alla fine diventano soluzioni saturate dall'aggiunta di soluto in esso.
Cos'è una soluzione diluita?
Una soluzione diluita è quella soluzione insatura, satura o supersatura a cui viene aggiunto più solvente. Il risultato è una soluzione insatura di concentrazione inferiore.
Le diluizioni sono un processo comune in un laboratorio chimico. In generale, lavoriamo con soluzioni diluite prodotte da soluzioni madri, che sono quelle che vengono acquistate direttamente da un determinato commerciante.
Per realizzare le diluizioni, si usa la formula C 1 V 1 = C 2 V 2 dove C è la concentrazione della soluzione, generalmente in termini di molarità o normalità. V è il volume della soluzione in ml e i termini 1 e 2 corrispondono alle soluzioni concentrate e diluite rispettivamente.
Fattori che influenzano la solubilità
La quantità di soluto che può essere sciolto in un solvente dipenderà da diversi fattori, tra i quali i più importanti sono:
1- Temperatura
La solubilità aumenta con la temperatura. Ad esempio, più sale può essere sciolto in acqua calda che in acqua fredda.
Tuttavia, possono esservi delle eccezioni, ad esempio, la solubilità dei gas nell'acqua diminuisce all'aumentare della temperatura.
In questo caso, le molecole di soluto ricevono energia cinetica quando vengono riscaldate, il che facilita la loro fuga.
2- Pressione.
L'aumento della pressione può forzare la dissoluzione del soluto. Questo è comunemente usato per dissolvere i gas nei liquidi.
3- Composizione chimica.
La natura del soluto e del solvente e la presenza di altri composti chimici nella soluzione influiscono sulla solubilità.
Ad esempio, è possibile sciogliere una maggiore quantità di zucchero nell'acqua, rispetto al sale nell'acqua. In questo caso si dice che lo zucchero è più solubile.
L'etanolo e l'acqua sono completamente solubili l'uno con l'altro. In questo caso particolare, il solvente sarà il composto che è in maggiore quantità.
4- Fattori meccanici.
In contrasto con il tasso di dissoluzione, che dipende principalmente dalla temperatura, il tasso di ricristallizzazione dipende dalla concentrazione di soluto sulla superficie del reticolo cristallino, che è favorito quando una soluzione è immobile.
Pertanto, l'agitazione della soluzione evita questo accumulo, massimizzando la dissoluzione (Tipes of saturation, 2014).
Saturazione e curve di solubilità
Le curve di solubilità sono un database grafico in cui viene confrontata la quantità di soluto che si dissolve in una quantità di solvente, ad una certa temperatura.
Le curve di solubilità sono comunemente tracciate per una quantità di soluto, solido o gassoso, in 100 grammi di acqua (Brian, 2014). La Figura 2 illustra le curve di saturazione per diversi soluti in acqua.
La curva indica il punto di saturazione ad una certa temperatura. L'area sotto la curva indica che si dispone di una soluzione non saturata e quindi, è possibile aggiungere più soluti. Nell'area sopra la curva c'è una soluzione sovrasatura (Solubility Curves, sf).
Prendendo come esempio il cloruro di sodio (NaCl), a 25 gradi centigradi, circa 35 grammi di NaCl possono essere sciolti in 100 grammi di acqua per ottenere una soluzione satura (Cambrige University, nd).
Esempi di soluzioni diluite
Le soluzioni insature possono essere trovate su base giornaliera, non è necessario essere in un laboratorio chimico.
Il solvente non deve necessariamente essere acqua. Di seguito sono riportati esempi quotidiani di soluzioni diluite:
- Aggiungendo un cucchiaio di zucchero a una tazza di caffè caldo si ottiene una soluzione di zucchero insaturo.
- L'aceto è una soluzione diluita di acido acetico in acqua.
- La nebbia è una soluzione insaturi (ma vicino a saturi) di vapore acqueo nell'aria.
- 0, 01 M HCl è una soluzione insatura di acido cloridrico in acqua.
- L'alcol disinfettante è una soluzione diluita di alcol isopropilico in acqua.
- La zuppa è una soluzione insatura di acqua e cloruro di sodio.
- Le bevande alcoliche sono soluzioni diluite di etanolo e acqua. Di solito mostra la percentuale di alcol che hanno.
