Il tema di questo articolo è la solubilità. Argomento che fa parte del programma di chimica delle scuole secondarie di secondo grado e del programma del test di medicina e odontoiatria, veterinaria e professioni sanitarie.
Grazie a questo articolo capirai cos’è la solubilità e quali sono i fattori che influenzano la solubilità. In più, guarda la videolezione sulla solubilità del nostro tutor di chimica con la teoria e un esercizio sulla concentrazione di una soluzione risolto in ogni passaggio.
Cos’è la solubilità?
In chimica, si definisce solubilità la massima quantità di soluto che può essere disciolta e quindi solubilizzata in un determinato volume di solvente a temperatura fissata.
Convenzionalmente, la solubilità è espressa in grammi di soluto disciolti in 100 g di solvente a una data temperatura.
Le soluzioni possono essere sature o insature:
- una soluzione è satura se raggiunge la massima concentrazione di soluto che può contenere alle condizioni di equilibrio. Se la quantità di soluto fosse superiore, si produrrebbe un corpo di fondo, cioè una parte di soluto che non si scioglie e si deposita;
- una soluzione è insatura quando contiene una quantità di soluto inferiore rispetto alla solubilità.
Facciamo un esempio:
la solubilità del nostro comune sale da cucina, il cloruro di sodio (NaCl), è di 35,7 g / 100 ml di acqua a 20 °C. Una soluzione che contiene meno di 35,7 g di NaCl è insatura. Una soluzione che ne contiene 35, 7 g è satura, sempre a 20 °C in 100 ml di acqua.
Prima di scoprire quali fattori influenzano la solubilità, studia o ripassa la definizione di soluzione, solvente e soluto.
Cosa sono le soluzioni?
In chimica, una soluzione è una miscela tra due o più sostanze che si possono trovare allo stato solido, liquido o gassoso.
Le soluzioni possono essere più o meno semplici. Una soluzione semplice è quella che contiene un soluto e un solvente. Una soluzione complessa è quella formata da più soluti.
Cos’è il soluto?
Di solito, il soluto è la sostanza presente in minore quantità nella soluzione.
Invece, il solvente è la sostanza che si trova nello stesso stato di aggregazione della soluzione.
Per capire meglio cosa sono soluto e solvente, torniamo al nostro esempio del sale da cucina sciolto in acqua. Il sale è il nostro soluto. L’acqua è il solvente. Infatti, miscelando acqua e sale, otteniamo una soluzione liquida. Quindi, il solvente è l’acqua che si trova nello stesso stato di aggregazione della soluzione.
Se soluto e solvente hanno lo stesso stato di aggregazione, allora si identifica il soluto con la sostanza contenuta in minore quantità.
Se la soluzione è formata da sostanze aventi stesso numero di molecole e identico stato di aggregazione, è indifferente quale sostanza di identifica con il soluto e quale con il solvente.
La solubilità: effetto temperatura
La temperatura incide sulla solubilità dei solidi nei liquidi. Infatti, spesso all’aumentare della temperatura cresce anche la solubilità. In questi casi si parla di solubilità diretta. Raramente, la solubilità diminuisce al crescere della temperatura. Quando si verifica, si parla di solubilità indiretta.
Di certo, avrai verificato l’effetto della temperatura sulla solubilità svariate volte nella quotidianità. Infatti, la quantità di sale, il nostro soluto, che si scioglie nell’acqua che bolle è maggiore rispetto alla quantità di sale che si scioglie in acqua a 20 °C. Passiamo dai 35,7 g di NaCl solubilizzati a 20 °C ai 40 g, solubilizzati a 100 °C in 100 g di acqua.
La solubilità: effetto pressione
Anche la pressione incide sulla solubilità. Tuttavia, questo fenomeno è evidente solo in presenza di soluti gassosi, perché liquidi e solidi sono incomprimibili.
Quindi, all’aumentare della pressione aumenta la solubilità di un gas. L’effetto della pressione sulla solubilità dei gas in acqua è spiegato dalla legge di Henry.
La relazione di Henry è data dalla formula:
c = k · p dove:
- c è la concentrazione del gas nella soluzione
- k è la costante di Henry, sul cui valore incidono le proprietà chimiche sia del soluto che del solvente
- p è la pressione nella fase gassosa
Come esprimere la concentrazione di una soluzione
Per poter esprime la concentrazione di una soluzione, dobbiamo partire dalla definizione di molalità e molarità.
La molalità è:
la quantità di moli di un soluto contenute in un kg di solvente. La molalità si indica con la lettera m, minuscola.
m = nsoluto (mol) / msolvente (kg)
La molarità è:
le moli di soluto contenute in un litro di soluzione. La molarità si indica con la lettera M, maiuscola.
M = nsoluto (mol) / Vsoluzione (l)
Date queste definizioni, puoi esprimere la concentrazione di una soluzione come:
- percentuale in massa, qual è la massa del soluto rispetto alla massa del solvente
- percentuale in volume, qual è il volume del soluto rispetto al volume del solvente
- percentuale in massa/volume, esprime il soluto in kg e il solvente in litri
Per approfondire, leggi anche Come si calcola la massa molare e la nuova definizione di mole.
Guarda la videolezione sulla solubilità con un esercizio sul calcolo della concentrazione del nostro tutor di chimica e preparati al meglio ai compiti in classe o ai test di ammissione.
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