Soluzione insaturo: in cosa consiste ed esempi

Una soluzione insatura è una soluzione in cui il mezzo solvente è ancora in grado di sciogliere più soluto. Questo terreno è generalmente liquido, sebbene possa essere anche gassoso. Per quanto riguarda il soluto, è un conglomerato di particelle allo stato solido o gassoso.

E i soluti liquidi? In questo caso, la dissoluzione è omogenea fintanto che entrambi i liquidi sono miscibili. Un esempio di questo è l'aggiunta di alcool etilico all'acqua; i due liquidi con le loro molecole, CH 3 CH 2 OH e H 2 O sono miscibili perché formano legami idrogeno (CH 3 CH 2 OH-OH 2 ).

Tuttavia, se il diclorometano (CH 2 Cl 2 ) fosse miscelato con acqua, si formerebbe una soluzione a due fasi: una acquosa e l'altra organica. Perché? Poiché le molecole di CH 2 Cl 2 e H 2 O interagiscono molto debolmente, quindi alcuni scivolano l'uno sull'altro, dando origine a due liquidi immiscibili.

Una goccia minima di CH 2 Cl 2 (soluto) è sufficiente a saturare l'acqua (solvente). Se, al contrario, potessero formare una soluzione insatura, si vedrebbe una soluzione completamente omogenea. Per questo motivo, solo i soluti solidi e gassosi possono generare soluzioni insaturi.

Cos'è una soluzione insatura?

In una soluzione insatura le molecole di solvente interagiscono con un'efficacia tale che le molecole di soluto non possono formare un'altra fase.

Cosa significa? Che le interazioni soluto-soluto superino, date le condizioni di pressione e temperatura, le interazioni soluto-soluto.

Una volta aumentate le interazioni soluto-soluto, esse "orchestrano" la formazione di una seconda fase. Ad esempio, se il mezzo solvente è un liquido e il soluto è un solido, il secondo si dissolverà nel primo per formare una soluzione omogenea, fino a quando appare una fase solida, che non è altro che il soluto precipitato.

Questo precipitato è dovuto al fatto che le molecole di soluto sono in grado di raggrupparsi a causa della loro natura chimica, intrinseca alla loro struttura o ai loro legami. Quando ciò accade, si dice che la soluzione sia satura di soluto.

Pertanto, una soluzione insatura di soluto solido consiste in una fase liquida senza precipitato. Mentre se il soluto è gassoso, allora una soluzione insatura deve essere libera dalla presenza di bolle (che non sono altro che grappoli di molecole gassose).

Effetto della temperatura

La temperatura influenza direttamente il grado di insaturazione di una soluzione rispetto a un soluto. Ciò può essere dovuto principalmente a due ragioni: l'indebolimento delle interazioni soluto-soluto dovuto all'effetto del calore e l'aumento delle vibrazioni molecolari che aiuta a disperdere le molecole di soluto.

Se un mezzo solvente è considerato come uno spazio compatto nei cui fori sono alloggiate le molecole di soluto, all'aumentare della temperatura, le molecole vibreranno aumentando la dimensione di questi fori; in modo tale che il soluto possa sfondare in altre direzioni.

Solidi insolubili

Tuttavia, alcuni soluti hanno interazioni così forti che le molecole di solvente riescono a malapena a separarle. Quando è così, una concentrazione minima di detto soluto disciolto è sufficiente per farla precipitare, ed è quindi un solido insolubile.

I solidi insolubili, formando una seconda fase solida diversa dalla fase liquida, generano poche soluzioni insaturi. Per esempio, se 1L di liquido A può sciogliere solo 1 g di B senza precipitare, quindi miscelare 1 L di A con 0, 5 g di B genererà una soluzione insatura.

Allo stesso modo, una gamma di concentrazioni che oscillano tra 0 e 1 g di B formano anche soluzioni insature. Ma quando passa 1g, B precipiterà. Quando ciò accade, la soluzione passa dall'essere insatura alla saturazione con B.

E se la temperatura è aumentata? Se il riscaldamento viene applicato a una soluzione saturata con 1, 5 g di B, il calore aiuterà la dissoluzione del precipitato. Tuttavia, se c'è troppa B precipitata, il calore non sarà in grado di dissolverlo. In tal caso, un aumento della temperatura farebbe evaporare semplicemente il solvente o il liquido A.

Esempi

Esempi di soluzioni insature sono numerosi, poiché dipendono dal solvente e dal soluto. Ad esempio, per lo stesso liquido A e altri soluti C, D, E ... Z, le loro soluzioni saranno insature a condizione che non precipitino o formino una bolla (se si tratta di solidi gassosi).

-Il mare può fornire due esempi. L'acqua di mare è una soluzione massiccia di sali. Se un po 'di quest'acqua viene bollita, si noterà che è insatura in assenza di sale precipitato. Tuttavia, mentre l'acqua evapora, gli ioni disciolti iniziano a raggrupparsi, lasciando il salnitro attaccato alla pentola.

-Altro esempio è la dissoluzione dell'ossigeno nell'acqua dei mari. La molecola di O 2 attraversa le profondità del mare abbastanza per permettere alla fauna marina di respirare; anche se non è molto solubile. Per questo motivo è comune osservare le bolle di ossigeno che emergono in superficie; di cui, alcune molecole riescono a dissolversi.

Una situazione simile si verifica con la molecola di anidride carbonica, CO 2 . A differenza di O 2, la CO 2 è leggermente più solubile perché reagisce con l'acqua per formare acido carbonico, H 2 CO 3 .

Differenza con la soluzione satura

Riassumendo quanto sopra appena spiegato, quali sono le differenze tra una soluzione insatura e satura? Innanzitutto, l'aspetto visivo: una soluzione insatura consiste in una singola fase. Pertanto, non devono esserci solidi (fase solida) o assenza di bolle (fase gas).

Allo stesso modo, le concentrazioni di soluto in una soluzione insatura possono variare fino a quando si forma un precipitato o una bolla. Mentre in soluzioni sature, bifasiche (liquido-solido o gas liquido), la concentrazione di soluto disciolto è costante.

Perché? Perché le particelle (molecole o ioni) che formano il precipitato stabiliscono un equilibrio con quelle che si trovano disciolte nel solvente:

Particelle (dalle particelle precipitate disciolte

Molecole della bolla. Molecole disciolte

Questo scenario non è considerato nelle soluzioni insature. Quando cerchi di dissolvere più soluti in una soluzione satura, l'equilibrio si sposta a sinistra; alla formazione di più precipitati o bolle.

Perché in soluzioni insature questo equilibrio (saturazione) non è stato ancora stabilito, il liquido può "accumulare" più solido o gas.

C'è ossigeno disciolto attorno ad una alga sul fondo del mare, ma quando le bolle di ossigeno provengono dalle sue foglie, significa che si verifica la saturazione del gas; altrimenti non si osserverebbero bolle.