SOLUZIONE INSATURA: IN COSA CONSISTE ED ESEMPI - CHIMICA - 2025

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

E i soluti liquidi? In questo caso la soluzione è omogenea purché entrambi i liquidi siano miscibili. Un esempio di ciò è l'aggiunta di alcol 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 ).

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Tuttavia, se diclorometano (CH ₂ Cl ₂ ) e acqua fossero mescolati , formerebbero una soluzione con due fasi: una acquosa e l'altra organica. Perché? Perché le molecole di CH ₂ Cl ₂ e H ₂ O interagiscono molto debolmente, così che una scivola sull'altra, dando luogo a due liquidi immiscibili.

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

Cos'è una soluzione insatura?

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

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

Una volta che le interazioni soluto-soluto aumentano, "orchestrano" la formazione di una seconda fase. Ad esempio, se il mezzo di dissoluzione è un liquido e il soluto un solido, quest'ultimo 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 riescono a raggrupparsi insieme 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. Se invece il soluto è gassoso, allora una soluzione insatura deve essere esente dalla presenza di bolle (che altro non sono che ammassi 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 del 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 sono difficilmente in grado di separarli. In questo caso, una concentrazione minima di detto soluto disciolto è sufficiente perché precipiti, ed è quindi un solido insolubile.

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

Allo stesso modo, un intervallo di concentrazioni tra 0 e 1 g di B forma anche soluzioni insature. Ma passando da 1g, B precipiterà. Quando ciò accade, la soluzione passa dall'essere insatura all'essere satura di B.

Cosa succede se la temperatura viene aumentata? Se una soluzione satura di 1,5 g di B viene sottoposta a riscaldamento, il calore aiuterà a sciogliere il precipitato. Tuttavia, se c'è molto B precipitato, il calore non sarà in grado di dissolverlo. In tal caso, un aumento della temperatura farebbe semplicemente evaporare il solvente o il liquido A.

Esempi

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Gli 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 purché non precipitino o formino una bolla (se sono soluti gassosi).

-Il mare può fornire due esempi. L'acqua di mare è una massiccia dissoluzione dei sali. Se un po 'di questa 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.

-Un altro esempio è la dissoluzione dell'ossigeno nell'acqua dei mari. La molecola di O ₂ attraversa le profondità del mare abbastanza lontano perché la fauna marina possa respirare; nonostante sia scarsamente solubile. Per questo motivo è comune osservare l'emergere di bolle di ossigeno in superficie; di cui poche molecole riescono a dissolversi.

Una situazione simile si verifica con la molecola di anidride carbonica, CO ₂ . A differenza dell'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 una satura? Innanzitutto l'aspetto visivo: una soluzione insatura consiste in una sola fase. Pertanto, non dovrebbe esserci presenza di solido (fase solida) o bolle (fase gassosa).

Inoltre, le concentrazioni di soluto in una soluzione insatura possono variare fino a quando non si forma un precipitato o una bolla. Mentre nelle soluzioni sature e bifasiche (liquido-solido o liquido-gassoso), la concentrazione del soluto disciolto è costante.

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

Particelle (dal precipitato <=> particelle disciolte

Bubble Molecules <=> Molecole disciolte

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

Poiché nelle soluzioni insature questo equilibrio (saturazione) non è stato ancora stabilito, il liquido può "immagazzinare" più solidi o gas.

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

Riferimenti

1. Chimica generale. Materiale per l'insegnamento. Lima: Pontificia Università Cattolica del Perù. Recupero da: corinto.pucp.edu.pe
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 giugno 2018). Definizione di soluzione insatura. Estratto da: thoughtco.com
3. TutorVista. (Sf). Soluzione insatura. Tratto da: chemistry.tutorvista.com
4. Chemistry LibreTexts. (Sf). Tipi di saturazione. Recupero da: chem.libretexts.org
5. Nadine James. (2018). Soluzione insatura: definizione ed esempi. Estratto da: study.com