Antonello Santini » 5.Il processo di solubilizzazione e la solubilità

La solubilità

La solubilità indica la massima quantità di soluto espressa in grammi di soluto disciolti in 100 g di solvente o in 1 litro di soluzione a 25°C in presenza del soluto solido (corpo di fondo). La soluzione in equilibrio con il corpo di fondo si chiama soluzione satura.

Una soluzione è detta soprasatura quando contiene una quantità eccedente di soluto. Basta la semplice agitazione della provetta per ottenere una vistosa precipitazione.

La solubilità

Come tutti gli equilibri dinamici anche l’equilibrio di soluzione è governato dal principio di Le Châtelier.

Processo di solubilizzazione

Natura del solvente e del soluto e interazioni tra essi

La solubilizzazione, a temperatura costante, di un soluto in un solvente dipende dalla loro polarità.

Il simile scioglie il simile.

Solubilità in acqua di alcuni composti ionici

Solventi e capacità di solubilizzare i composti ionici e polari

Processo di solubilizzazione

Le molecole di solvente possono durante il processo di solubilizzazione possono circondare le particelle (ioni o molecole) di soluto interagendo con esse: questo processo è detto solvatazione o dissoluzione e nel caso dell’acqua prende il nome di idratazione e le particelle sono dette idratate.

Processo di solubilizzazione

I soluti polari non sono solubili in solventi non polari (l’acqua non si scioglie nella benzina).

I soluti non polari o leggermente polari tendono a sciogliersi in solventi non polari (i grassi si sciolgono in benzene, C₆H₆, o in tetracloruro di carbonio CCl₄).

I soluti ionici e polari tendono a sciogliersi in solventi polari (nel caso dell’acqua, tipico solvente polare, se i soluti sono elettroliti, il processo di dissoluzione è accompagnato dalla loro scissione in ioni, attraverso la dissociazione e la ionizzazione).

Processo di solubilizzazione

Temperatura

La formazione di una soluzione può essere schematizzata come mostra la figura a lato.

Dove Q rappresenta il calore di soluzione: se questo è positivo, il processo di soluzione è esotermico (libera calore), se è negativo il processo è endotermico (assorbe calore).

Come varia la solubilità di alcuni sali in funzione della temperatura

Processo di solubilizzazione

Pressione

Nel caso di gas che non reagiscono con il solvente, vale la legge di Henry, secondo cui la solubilità di un gas in un liquido è direttamente proporzionale alla sua pressione parziale (cioè al di sopra delle soluzioni – vedere figura a lato).

Dove C_g è la concentrazione del gas nella soluzione satura, P_g è la sua pressione parziale e k è una costante di proporzionalità che dipende sia dal soluto che dal solvente.