Chimica generale/Solubilità
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Solubilità[modifica]
Per definizione la solubilità è la massima concentrazione di soluto che si raggiunge all'equilibrio con il corpo di fondo (particelle disperse, sospese, non sciolte), in una soluzione satura ad una determinata temperatura, in un dato solvente e ambiente.
Massima quantità di soluto che si può sciogliere in 100 g di un dato solvente ad una data temperatura.
Una soluzione si dice:
- satura
- se, in una certa quantità di solvente, non è possibile sciogliere ulteriore soluto;
- insatura
- se la quantità di soluto disciolto è minore della quantità necessaria affinché la soluzione sia satura;
- sovrassatura
- se la quantità di soluto disciolto è maggiore della quantità necessaria affinché la soluzione sia satura. Le soluzioni sovrassature sono instabili e tendono a raggiungere lo stato di soluzioni sature separando soluto allo stato puro.
La solubilità di un certo soluto in un certo solvente dipende, oltre che dalle caratteristiche delle due sostanze, anche dalla temperatura e dalla pressione.
Soluto e solvente[modifica]
La celebre frase "Il simile scioglie il simile" attribuita agli alchimisti medievali trova spiegazione nella polarità ed apolarità delle molecole (ma vi sono anche i casi di complessazione, che richiedono trattazione a parte).
Sostanzialmente un soluto è tanto più solubile in un solvente quanto più sono forti i legami intermolecolari che forma con le molecole del solvente.
Se i legami sono più deboli di quelli che il solvente forma con sè stesso esso sarà poco solubile o insolubile, mentre se sono più forti sarà solubile, molto solubile o addirittura infinitamente solubile (ossia solubile in qualunque proporzione).
Da ciò consegue che, in linea di principio, sostanze polari saranno solubili in sostanze polari poiché i legami intermolecolari solvente-soluto sono più forti (o di forza comparabile) dei legami solvente-solvente e soluto-soluto. Lo stesso vale per le sostanze apolari. Quindi la condizione sufficiente in prima approssimazione per determinare la solubilità di un soluto in un solvente è che i legami soluto-solvente non siano più deboli di quelli che il soluto od il solvente formano con sè stessi. Se, per esempio, abbiamo un sale ad alta polarità si potrà pensare che esso sarà solubile in acqua, dato che anche questo solvente è polare. Ma se i legami intermolecolari che il sale forma fra le sue molecole sono molto forti, ed in particolare più forti di quello che forma col solvente, esso rimarrà legato con sè stesso (e qui si potrebbe considerare le probabilità relative che i legami di diversa forza hanno di rompersi).
Ma vi sono molecole che presentano caratteristiche sia polari che apolari (è il caso degli eteri) e che possono essere pertanto solubili in una certa misura sia in sostanze polari che in sostanze apolari.
Aumento della temperatura[modifica]
In generale all'aumento della temperatura aumenta la solubilità delle sostanze solide e liquide, mentre diminuisce quella delle sostanze gassose.
Esempi. Basti pensare ai mari tropicali, più caldi, che sono più "salati" di quelli glaciali. Però non tutte le sostanze hanno comportamenti analoghi riguardo alla dipendenza della solubilità dalla temperatura ad esempio la solubilità del carbonato di litio in acqua diminuisce con l'aumentare della temperatura.
Aumento della pressione[modifica]
L'aumento di pressione provoca un aumento della solubilità, ma solamente nei gas.
Esempio. 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 bollicine.