Immagina di aggiungere 10 g di sale da cucina (cloruro di sodio - NaCl) in un bicchiere con 100 g di acqua a 20ºC. Dopo aver mescolato, vedi che il sale si è completamente sciolto, quindi decidi di aggiungere ancora più sale. Ad un certo punto, non sarai più in grado di sciogliere il sale in quella quantità d'acqua e l'eventuale sale aggiunto affonderà sul fondo del bicchiere, non importa quanto tu tenti di mescolarlo.
Quando ciò accade, diciamo che la soluzione è saturato e che il coefficiente di solubilità. Pertanto, possiamo definire il coefficiente di solubilità come segue:
“Il coefficiente di solubilità è la quantità massima di soluto che è solubilizzato in una data quantità di solvente, a una data temperatura.
Il coefficiente di solubilità del sale in acqua, ad esempio, è pari a 36 g di NaCl/100 g di acqua a 20ºC. Non è possibile sciogliere un grammo di sale in più in questa quantità di acqua e a questa temperatura, come il coefficiente di solubilità è specifico per ogni sostanza. Se cambiamo il soluto, ad esempio, sostituendo il sale da cucina con NH
4Cl, questo ha un coefficiente di solubilità pari a 37,2 g in 100 g di acqua a 20°C.Inoltre, la stessa sostanza ha solubilità diverse in solventi diversi. Mentre il sale è solubile in acqua, è praticamente insolubile in acetone o acetato di etile (un solvente utilizzato per rimuovere gli smalti).
Un altro punto è che ogni volta che viene menzionato il coefficiente di solubilità di un soluto in una data quantità di solvente, è necessario indicare anche la temperatura, poiché questo è un fattore di interferenza. Ad esempio, se prendiamo 100 g di acqua a 20°C e aggiungiamo 40 g di sale, 36 g si solubilizzano e 4 g formeranno il precipitato. Ma se portiamo questa soluzione al riscaldamento, vedremo che i 4 g si dissolveranno all'aumentare della temperatura.
Questo ci mostra che lo stesso soluto disciolto nella stessa quantità di solvente ha coefficienti di solubilità diversi all'aumentare della temperatura.
Vedi un esempio qui sotto:
Coefficiente di solubilità NH4Cl in relazione alla temperatura
Si noti che in questo caso, il coefficiente di solubilità di NH4Cl aumenta con l'aumentare della temperatura. Questo accade con la maggior parte dei sali nell'acqua. Tuttavia, ci sono situazioni in cui il coefficiente di solubilità diminuisce all'aumentare della temperatura, come nel caso di Ce2(SOLO4)3. Ci sono anche casi in cui non c'è una variabilità così marcata nel coefficiente di solubilità, come avviene con il sale da cucina. Vedi questo nel testo Grafici delle curve di solubilità.
Può darsi che si possa anche, in determinate situazioni, sciogliere nel solvente una quantità di soluto maggiore del suo coefficiente di solubilità, ottenendo così il cosiddetto soluzione supersatura. Ad esempio, immagina che una soluzione formata con 100 g di acqua, a 20°C, e 40 g di sale da cucina (con 36 g disciolto e 4 g precipitato), viene riscaldato fino a raggiungere una temperatura alla quale tutto il soluto solubilizzarsi. Quindi, questa soluzione viene lasciata riposare in modo che si raffreddi fino a raggiungere la temperatura ambiente, che è vicina ai 20ºC.
Se non c'è disturbo nella soluzione, il soluto in eccesso rimarrà disciolto, costituendo così una soluzione sovrasatura. Tuttavia, questo tipo di soluzione è molto instabile e qualsiasi movimento improvviso può far cristallizzare la quantità al di sopra del coefficiente di solubilità per quella temperatura. Quindi, la soluzione che era supersaturo diventerà saturato con il corpo di sfondo.
Un ultimo caso è il soluzione insatura, ovvero quando la quantità di soluto disciolto è inferiore al valore del coefficiente di solubilità. Un esempio è la dissoluzione di 10 g di NaCl in 100 g di acqua a 20°C.
di Jennifer Fogaça
Laureato in Chimica
Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/coeficiente-solubilidade.htm