La solubilità in chimica
Definizione
Lasolubilità è una misura della quantità di soluto che può sciogliersi in una data quantità di solvente per formare una soluzione stabile. In genere viene espressa in termini di grammi di soluto per 100 grammi di solvente. La solubilità varia con la temperatura, la pressione e la natura del soluto e del solvente.
Esempi
Esempi comuni di solubilità sono
lSale in acqua: Il sale da cucina (cloruro di sodio) si scioglie facilmente in acqua, creando soluzioni saline.
lZucchero nel tè: Lo zucchero si scioglie nel tè caldo, addolcendo la bevanda in modo uniforme.
lAnidride carbonica nella soda: L'anidride carbonica si scioglie nelle bevande gassate sotto pressione, conferendo loro la qualità frizzante.
lEtanolo in acqua: L'etanolo si mescola completamente con l'acqua, creando una soluzione omogenea utilizzata in varie applicazioni.
Solubilità di materiali comuni
Ecco una tabella che mostra la solubilità di alcuni materiali comuni in acqua:
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Materiale |
Solubilità in acqua (a 25°C) |
Descrizione |
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Cloruro di sodio (NaCl) |
357 g/L |
Altamente solubile, si dissocia in ioni Na⁺ e Cl-. |
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Zucchero (saccarosio) |
2000 g/L |
Estremamente solubile, forma una soluzione dolce. |
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Etanolo (C₂H₅OH) |
Completamente miscibile |
Forma una soluzione omogenea in qualsiasi rapporto con l'acqua. |
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Ossigeno (O₂) |
8,3 mg/L |
Bassa solubilità, diminuisce con l'aumentare della temperatura. |
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Anidride carbonica (CO₂) |
1,7 g/L |
La solubilità aumenta con la pressione e diminuisce con la temperatura. |
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Cloruro di calcio (CaCl₂) |
745 g/L |
Altamente solubile, usato per lo sbrinamento. |
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Nitrato di potassio (KNO₃) |
1320 g/L |
Altamente solubile, usato nei fertilizzanti. |
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Solfato di rame (CuSO₄) |
29,6 g/L |
Moderatamente solubile, forma una soluzione blu. |
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Carbonato di calcio (CaCO₃) |
0,001 g/L |
Solubilità molto bassa, responsabile dell'acqua dura. |
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Olio (olio vegetale) |
Insolubile |
Non si scioglie in acqua perché non è polare. |
Per ulteriori informazioni, consultareStanford Advanced Materials (SAM).
Fattori che influenzano la solubilità
Diversi fattori influenzano la solubilità di una sostanza:
Temperatura
In generale, la solubilità dei solidi nei liquidi aumenta con la temperatura, mentre la solubilità dei gas diminuisce all'aumentare della temperatura.
Pressione
La pressione influisce principalmente sulla solubilità dei gas; l'aumento della pressione aumenta la solubilità dei gas nei liquidi.
Natura del soluto e del solvente
I soluti polari tendono a sciogliersi bene nei solventi polari, mentre i soluti non polari si sciolgono meglio nei solventi non polari, secondo il principio "like dissolves like".
Presenza di altre sostanze
La presenza di altre sostanze disciolte può influenzare la solubilità attraverso i comuni effetti ionici o alterando le proprietà del solvente.
Applicazioni della solubilità
- Farmaceutica: influenza l'assorbimento e la biodisponibilità dei farmaci; i farmaci devono essere solubili nei fluidi corporei per essere efficaci.
- Scienze ambientali: La solubilità determina il modo in cui gli inquinanti si diffondono nei corpi idrici e influisce sulla qualità dell'acqua.
- Trattamento delle acque: Utilizzata per sciogliere i disinfettanti e le sostanze chimiche per la purificazione dell'acqua.
- Industria alimentare: Influenza il modo in cui ingredienti come lo zucchero e il sale si sciolgono negli alimenti e nelle bevande.
- Ingegneria chimica: È fondamentale in processi come la cristallizzazione, la distillazione e l'estrazione.
- Reazioni chimiche: La solubilità influenza la velocità e l'efficienza delle reazioni nelle soluzioni.
- Agricoltura: determina la disponibilità di nutrienti nel suolo e l'efficacia dei fertilizzanti.
- Cosmetica: garantisce che ingredienti come fragranze e conservanti si dissolvano correttamente nei prodotti.
- Carburante: influisce sul modo in cui gli additivi si mescolano al carburante per ottenere prestazioni ottimali.
Domande frequenti
Che cos'è la solubilità?
La solubilità è la capacità di una sostanza di sciogliersi in un solvente, formando una miscela omogenea.
Come influisce la temperatura sulla solubilità?
L'aumento della temperatura aumenta generalmente la solubilità dei solidi nei liquidi, ma diminuisce quella dei gas.
Perché la pressione influisce sulla solubilità dei gas?
Una pressione più elevata spinge un maggior numero di molecole di gas nel solvente, aumentandone la solubilità.
Che cosa significa "i simili si dissolvono come"?
Significa che i soluti polari si sciolgono bene nei solventi polari e i soluti non polari si sciolgono bene nei solventi non polari.
La presenza di altre sostanze può influenzare la solubilità?
Sì, altre sostanze disciolte possono diminuire o aumentare la solubilità di un soluto attraverso varie interazioni.
