Grafici delle curve di solubilità

Come spiegato nel testo Soluzioni Saturazione, le soluzioni chimiche sono formate dalla dissoluzione di a soluto su un solvente. Ogni soluto ha un coefficiente di solubilità specifico, che è la quantità massima di soluto solubile in una data quantità di solvente in un dato temperatura.

Costruzione di un grafico con curva di solubilità

Ad esempio, il coefficiente di solubilità del KNO₃ è 31,2 g in 100 g di acqua a 20°C. Se dissolviamo esattamente quella quantità di nitrato di potassio in 100 g di acqua a 20°C, una soluzione satura. Qualsiasi quantità aggiuntiva di questo sale precipiterà (forma un corpo inferiore nel contenitore).

Illustrazione della soluzione satura e della soluzione satura con il corpo di fondo.

Tuttavia, il coefficiente di solubilità varia con la temperatura. Quindi, se riscaldiamo questa soluzione satura con il corpo inferiore KNO₃, il precipitato si dissolverà gradualmente nell'acqua. Vedi sotto i valori dei coefficienti di solubilità KNO₃ in 100 g di acqua a diverse temperature:

Nota che il solubilità di questo sale in acqua aumenta con l'aumentare della temperatura. Nella maggior parte delle sostanze, questo è anche il caso. Se mettiamo questi valori in a grafico, avremo quanto segue:

questa è la chiamata curva di solubilità del KNO₃. Diciamo che è ascendente perché cresce con l'aumentare della temperatura.

Caratteristiche delle curve di solubilità dei soluti in un grafico

Ogni sostanza ha il suo curva di solubilità per un dato solvente. Alcune di queste sostanze hanno una solubilità ridotta con l'aumentare della temperatura, come nel caso del CaCrO₄, che ha curva di solubilità verso il basso. Ciò significa che se riscaldiamo una soluzione satura di quel sale, parte del sale disciolto precipiterà.

Come per altre sostanze, l'aumento di temperatura non interferisce tanto sulla solubilità, come avviene con una soluzione di sale da cucina (NaCl). A 20°C, il coefficiente di solubilità di NaCl è 36 g in 100 g di acqua, ma se aumentiamo la temperatura a 100°C, questa solubilità aumenterà solo a 39,8 g, un aumento molto piccolo.

Ci sono anche sostanze in cui la solubilità aumenta solo fino a un certo punto dell'aumento della temperatura, perché poi la solubilità diminuisce. Questo accade, ad esempio, con le sostanze idrate, le quali, riscaldate, raggiungono un tempo in cui si disidratano. Pertanto, al variare della sua composizione, cambia anche la sua variazione di solubilità con la temperatura. Questa occorrenza può essere osservata nel grafico attraverso le inflessioni nella curva di solubilità.

Di seguito, vi presentiamo a grafico con curve di solubilità di varie sostanze:

Curve di solubilità di vari sali

Attraverso questo tipo di grafico possiamo confrontare le solubilità di diversi sali nello stesso solvente e alle stesse temperature.

Classificazione di una soluzione utilizzando un grafico con una curva di solubilità

A curve di solubilità aiutano anche a determinare la saturazione delle soluzioni, ovvero se sono insature, sature, sature di sfondo o sovrasature. Vedi un esempio:

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Guarda quali tipi di soluzioni sono indicate dai punti A, B e C:

• A: Saturato con il corpo inferiore. Al punto A si sciolgono 30 g di soluto in 100 g di acqua a 20°C. La curva mostra che a questo punto il coefficiente di solubilità è di circa 15 g/100 g di acqua. Pertanto, poiché la quantità di soluto presente è maggiore, si ottiene una soluzione satura con un corpo di fondo.

• B: Saturo. Il punto B si trova esattamente sulla curva di solubilità, che indica che la soluzione è satura, in quanto vi sono 30 g di soluto disciolti in 100 g di acqua a 40°C. Questo, quindi, è esattamente il coefficiente di solubilità di questo soluto a questa temperatura.

• C: Insaturo. Ci sono 30 g di soluto disciolti in 100 g di acqua a 60°C. La curva mostra che a questo punto il coefficiente di solubilità è maggiore di 50 g/100 g di acqua. Pertanto, poiché la quantità di soluto disciolto è inferiore al coefficiente di solubilità, si ha una soluzione insatura.

Pertanto, possiamo concludere che:

• Punti sopra la curva: soluzioni sature con corpo di fondo;

• Punti sulla curva: soluzioni sature;

• Punti sotto la curva: soluzioni insature.

di Jennifer Fogaça
Laureato in Chimica

Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/graficos-das-curvas-solubilidade.htm