Come preparare una soluzione satura

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I processi di soluzione e cristallizzazione possono essere rappresentati come segue:

Dissoluzione e cristallizzazione

Sebbene i termini cristallizzazione e precipitazione siano usati per descrivere la separazione di soluto solido da una soluzione, la cristallizzazione si riferisce alla formazione di un solido con una struttura cristallina ben definita, mentre la precipitazione si riferisce alla formazione di qualsiasi solido in fase. con particelle diverse senza struttura definita.

Come si prepara una soluzione satura?

Per soluzione satura si intende una soluzione che contiene la massima quantità di soluto che può essere disciolta nel solvente indicato . Vale a dire, nella soluzione c’è un punto in cui non si può più sciogliere soluto, e dopo questo punto avviene la precipitazione del solido, o la liberazione del gas a seconda dello stato in cui sta avvenendo la dissoluzione .

Una soluzione satura viene preparata aggiungendo continuamente soluto fino a raggiungere il punto in cui il soluto appare come un solido precipitato o come cristalli, formando una soluzione satura.

Come formazione più semplificata di una soluzione satura, si può prendere come esempio l’aggiunta di zucchero all’acqua, dove vengono eseguiti i seguenti passaggi:

  1. Lo zucchero viene aggiunto a un bicchiere d’acqua.
  2. Inizialmente con un paio di cucchiai lo zucchero si scioglie dolcemente nell’acqua con un po’ di agitazione meccanica.
  3. Più zucchero viene aggiunto, maggiore è lo sforzo necessario per farlo sciogliere, anche con una vigorosa agitazione.
  4. Arriva un momento in cui lo zucchero non si scioglie, e rimane solido nella parte bassa del bicchiere: è allora che la soluzione comincia a saturarsi.

gradi di saturazione

Ci sono tre gradi di saturazione di una soluzione:

  • Soluzione satura: Una soluzione satura è quella in cui la reazione chimica rispetto a una data sostanza è in equilibrio, come l’acqua gassata.
  • Soluzione insatura: quella soluzione che non è in equilibrio rispetto a una sostanza disciolta. Puoi aggiungere più soluto, che si dissolverà senza problemi.
  • Soluzione sovrasatura o sovrasatura: è una soluzione che contiene più sostanza disciolta di quanto potrebbe in condizioni normali, come avviene applicando calore nel caso di liquidi e solidi.

Fattori che influenzano il punto di saturazione

La quantità massima di soluto che può essere disciolta in un solvente a una pressione e temperatura specifica è la sua solubilità . La solubilità può essere espressa come:

  • La massa di soluto per volume di solvente (g/L).
  • La massa di soluto per massa di solvente (g/g).
  • Le moli di soluto per volume di solvente (mol/L).

Anche quando le sostanze sono altamente solubili, c’è un limite a quanto un soluto può dissolversi in una data quantità di solvente. In generale, la solubilità di una sostanza non dipende solo da fattori energetici, ma anche dalla temperatura e, nel caso dei gas, anche dalla pressione.

Ad esempio, in 100 grammi di acqua a 20 ºC si possono sciogliere:

  • 177 g di NaI
  • 91,2 g di NaBr
  • 35,9 g NaCl
  • 4,1 g NaF

Tuttavia, a 70 ºC la solubilità aumenta, quindi in 100 g di acqua si possono sciogliere:

  • 295 g di NaI
  • 119g NaBr
  • 37,5 g NaCl
  • 4,8 g NaF

Quando una soluzione contiene la massima quantità possibile di soluto, si dice che è satura. Se la soluzione contiene meno della quantità massima possibile di soluto, non è satura. Quando una soluzione è satura e c’è un eccesso di soluto presente, la velocità di dissoluzione è esattamente uguale alla velocità di cristallizzazione o precipitazione.

Quindi, utilizzando il valore precedentemente indicato per NaCl, cioè 35,9 g di NaCl in 100 mL a 20 ºC, una soluzione acquosa di questo sale sarà saturata aggiungendo più di quei 35,9 g a 100 mL, e se agitata fino a possibile è disciolto, si otterrà una soluzione satura omogenea, dopo aver rimosso il soluto indisciolto per filtrazione.

Poiché la solubilità della maggior parte dei solidi aumenta con l’aumentare della temperatura, una soluzione satura preparata ad alte temperature conterrà più soluto disciolto che a basse temperature. Quando quella soluzione si raffredda può diventare una soluzione sovrasatura. Nello stesso modo in cui accade con un liquido superraffreddato o surriscaldato, poiché una soluzione sovrasatura non è stabile.

Si può concludere quanto segue:

  • All’aumentare della temperatura, aumenta la solubilità delle reazioni con elementi solidi e liquidi; per le soluzioni gassose accadrebbe il contrario, cioè la solubilità diminuirebbe con l’aumentare della temperatura.
  • La velocità di cristallizzazione per i precipitati solidi dipende dalla quantità di soluto sulla superficie del cristallo.
  • La dissoluzione del soluto è favorita anche dall’agitazione meccanica.
  • La risposta di equilibrio che si forma segue il Principio di Le Chatelier, che dipende dalle variazioni delle condizioni di temperatura, pressione e concentrazione a cui è sottoposta.

Esempi comuni di soluzioni sature

  1. Le bevande gassate sono un esempio delle soluzioni sature più comunemente utilizzate. In questi tipi di bevande l’acqua è un solvente e il carbonio è incluso come soluto fino al raggiungimento del punto di saturazione.
  2. Molte delle ricette che si fanno in cucina prevedono lo scioglimento in acqua di sale, zucchero e altri ingredienti casalinghi. Questa procedura dipende dalla temperatura. All’aumentare della temperatura dell’acqua, aumenta la solubilità del soluto. Dopo aver raggiunto il punto di saturazione, il soluto forma uno strato visibile sopra il solvente.
  3. Anche il suolo che esiste sulla superficie terrestre può essere considerato come una miscela satura di azoto. Una volta raggiunto il punto di saturazione, l’azoto in eccesso viene rilasciato nell’aria sotto forma di gas.

Riferimenti

13.2: Soluzioni sature e solubilità – Chimica LibreTexts. (2022). Estratto il 10 aprile 2022 da https://chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Chemistry/Map%3A_Chemistry_-_The_Central_Science_(Brown_et_al.)/13%3A_Properties_of_Solutions/13.02%3A_Saturated_Solutions_and_Solubility

Cos’è una soluzione satura? (con esempi). (2019). Estratto il 10 aprile 2022 da https://www.lifeder.com/solucion-saturated/

Che cos’è una soluzione satura: preparazione, tipi ed esempi. (2022). Estratto il 10 aprile 2022 da https://byjus.com/chemistry/saturated-solution/

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Laura Benítez (MEd)
Laura Benítez (MEd)
(Licenciada en Química. Master en Educación) - AUTORA. Profesora de Química (Educación Secundaria). Redactora científica.

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