Capitolul 3: Solutii Lectia 8 SOLUTII Solutia este un amestec de doua sau mai multe substante rezultat in urma procesului de dizolvare. Solutia este formata din:

- Substanta care se dizolva, numita dizolvat sau solvat; - Substanta in care se dizolva, numita dizolvant sau solvent.

1.Solubilitatea substantelor

Apa este cel mai raspandit solvent. Solutiile sunt fundamentale pentru viata si pentru alte

procese care implca reactii chimice. Seva plantelor este o solutie apoasa de diferite saruri minerale extrase din sol. Reactiile

biochimice sunt reactii in solutie apoasa intre diferite substante din organismul animal. Proprietatea de dizolvant a apei are mare importanta in tehnica deoarece majoritatea reactiilor

chimice au loc in solutie apoasa. Cand o substanta se dizolva intr-un solvent formand o solutie se spune ca substanta este solubila in acel solvent.

Coeficientul de solubilitate reprezinta cantitatea maxima de solvat care se dizolva in 100 g de solvent, la o anumita temperatura.Se masoara in mol/L la 25°C.

Solutia care contine o cantitate de substanta egala cu coeficientul de solubilitate este o solutie saturata.

In functie de coeficientul de solubilitate se apreciaza solubilitatea unei substante: - Substante solubile ,daca solubilitatea este mai mare de 0,1mol/L (sarea de bucatarie,

zaharul, soda de rufe); - Substante moderat-solubile daca solubilitatea este intre 0,01 si 0,1mol/L (sulfat de calciu,

hidroxidul de calciu); - Substante insolubile, daca solubilitatea este mai mica de 0,01mol/L (clorura de argint, sulfat

de bariu). Factorii care influenteaza solubilitatea

a. Natura solventului si solvatului Substantele se dizolva numai in solventii care au o structura chimica asemanatoare cu a lor, deoarece numai in astfel de cazuri se pot stabili interactii si chiar legaturi chimice intre moleculele de solvat si de solvent.

• Substantele ionice si cele cu molecule polare se dizolva in solventi cu molecule polare, adica in solventi polari.

Solventul cel mai folosit pentru aceste categorii de solutii este apa, deoarece moleculele de apa sunt polare si au dimensiuni mici. Nu toate substantele ionice sau polare sunt la fel de solubile in apa.

• Substantele care au molecule nepolare se dizolva in solventi nepolari (care au molecule nepolare ), de exemplu: sulfura de carbon (CS2), tetraclorura de carbon (CCl4), benzenul, benzina, petrolul.

Doua lichide care se dizolva unul in celalalt sunt miscibile, iar daca nu se dizolva sunt nemiscibile.

b. Temperatura Solubilitatea substantelor depinde foarte mult de temperatura.

• Solubilitatea substantelor solide si lichide creste cu cresterea temperaturii. Ca urmare a cresterii temperaturii, creste energia particulelor de solvat si se mareste viteza cu care acestea difuzeaza printre moleculele de solvent. S-a constatat ca majoritatea proceselor de dizolvare sunt endoterme, deci incalzirea ajuta dizolvarea.

• Solubilitatea gazelor in apa scade cand temperatura creste. Explicatia consta tot in cresterea energiei particulelor,dar care este mai mare datorita interactiilor slabe intre molecule.

Capitolul 3: Solutii Lectia 8

c. Presiunea Presiunea influenteaza, in special, solubilitatea gazelor si anume solubilitatea lor creste o data cu cresterea presiunii .

2.Dizolvarea

Dizolvarea este un proces fizic. In procesul de dizolvare, particulele desolvat difuzeaza

printre moleculele de solvant,pana cand se obtine un amestec omogen. In acelasi timp cu dizolvarea se pot produce si alte procese si anume: stabilirea de interactii,

cu formare de legaturi intre particulele de solvat si de solvent care pot conduce sau nu la: - Disocierea sau ionizarea substantelor ionice si polare in ioni, sub actiunea moleculelor de

solvent; - Solvatarea moleculelor dizolvate sau a ionilor dizolvati, cu molecule de solvent; daca

solventul este apa, procesul se numeste hidratare. Dizolvarea substantelor este insotita de absorbtie si de degajare de caldura.

Dizolvarea substantelor ionice in apa

La dizolvarea compusilor ionici in apa au loc interactii intre ionii din cristal si moleculele de

apa. Dipolii apei se orienteaza cu polul avand densitate de sarcina negativa in jurul ionilor pozitivi si cu polul avand densitate de sarcina pozitiva in jurul ionilor negativi din cristal. Fiecare ion din cristal este inconjurat de mai multi dipoli de apa cu care stabileste interactii ion-dipol. O interactie ion-dipol este mult mai slaba decat fortele de atractie electrostatice dintre ionii incarcati cu sarcini electrice contrare, care asigura structura rigida a cristalului ionic. Interactii mici dipol-ion insumate, ajung sa depaseasca forta de atractie electrostatica dintre ioni, acestia se vor desprinde din cristal si vor trece in solutie inconjurati de molecule de apa, adica, hidratati.

Cl─ Na+

+δ +δ δ2- H2O Dizolvarea clorurii de sodiu in apa. Procesele de disociere in ioni si de hidratare a ionilor formati, care au loc la dizolvarea clorurii de sodiu in apa, se pot scrie in forma: NaCl(s) + (m + n)H2O = Na+ · m H2O + Cl─ · n H2O Care arata ca ionii de Na+ sunt hidratati cu m molecule de apa si ionii de Cl─ sunt hidratati cu n molecule de apa. In mod obisnuit, in cazul ecuatiilor reactiilor chimice care au loc in solutie, nu se scriu ionii hidratati.

Capitolul 3: Solutii Lectia 8 Dizolvarea substantelor cu molecule polare in apar cu molecule polare in apa La dizolvarea in apa a unei substante cu molecula polara se formeaza legaturi dipol-dipol intre dipolii apei si moleculele polare de solvat. Sub actiunea fortelor intermoleculare slabe, dar numeroase, molecula polara de solvat se desface in ioni, care trec in solutie hidratati cu un numar caracteristic de molecule de apa. H+

Cl- Dizolvarea acidului clorhidric in apa

In ecuatia reactiei de ionizare se scrie ionul de hidrogen hidratat cu o molecula de apa, ionul

de hidroniu, H3O+

HCl + H2O H3O+ + Cl─

Ionii, formati prin ionizarea substantelor ionice si a celor polare dizolvate in apa, sunt particule care poarta sarcini electrice, asigurand astfel trecerea curentului electric prin solutie.

Acizii, bazele si sarurile, care in solutie (si in stare topita ) conduc curentul electric, se numesc electroliti.

Substantele care nu conduc curentul electric in solutie sau in topitura sunt neelectroliti.