Solvente Acqua: Struttura e Interazioni

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Questions and Answers

Quale caratteristica della molecola d'acqua le permette di essere un buon solvente per composti ionici?

  • La sua bassa densità allo stato solido.
  • La sua alta temperatura di ebollizione.
  • La sua polarità. (correct)
  • La sua capacità di formare legami covalenti forti.

Le molecole apolari si dissolvono facilmente in acqua grazie alla formazione di legami idrogeno.

False (B)

Come interagisce l'acqua con gli ioni sodio (Na⁺) quando il cloruro di sodio (NaCl) si dissolve?

Le cariche parzialmente negative dell'ossigeno dell'acqua circondano lo ione positivo Na⁺.

La solubilità dei gas in acqua ______ all'aumentare della temperatura.

<p>diminuisce</p> Signup and view all the answers

Abbina i seguenti tipi di soluzioni in base alla solubilità con la loro corretta descrizione:

<p>Insatura = Contiene meno soluto rispetto alla quantità massima che può dissolvere. Satura = Ha raggiunto il limite di solubilità, e il soluto in eccesso rimane solido. Sovrasatura = Contiene più soluto del normale, ottenuta con particolari condizioni.</p> Signup and view all the answers

Qual è l'effetto dell'aumento della pressione sulla solubilità dei gas in un liquido?

<p>Aumenta la solubilità. (B)</p> Signup and view all the answers

La molarità di una soluzione esprime la concentrazione in termini di grammi di soluto per litro di soluzione.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Cosa significa che una soluzione è satura?

<p>Significa che ha raggiunto il limite di solubilità e non può più dissolvere altro soluto a quella temperatura.</p> Signup and view all the answers

La regola 'il simile scioglie il simile' indica che le sostanze polari si sciolgono in solventi ______.

<p>polari</p> Signup and view all the answers

Abbina le seguenti espressioni di concentrazione con la loro unità di misura:

<p>Molarità (M) = moli/litro Molalità (m) = moli/chilogrammo Concentrazione percentuale massa/volume (% m/V) = grammi/100 mL</p> Signup and view all the answers

Qual è la formula per calcolare la molarità (M) di una soluzione?

<p>$M = \frac{moli\ del\ soluto}{volume\ della\ soluzione\ in\ litri}$ (A)</p> Signup and view all the answers

Una soluzione sovrasatura è stabile e non cambia nel tempo, anche se disturbata.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Fornisci un esempio di come l'acqua agisce come solvente in un processo biologico all'interno del corpo umano.

<p>Il sangue trasporta ioni e molecole disciolte (come glucosio, ossigeno ed elettroliti) grazie all'acqua.</p> Signup and view all the answers

La concentrazione espressa in ______ indica la quantità di soluto in grammi presenti in 100 grammi di soluzione.

<p>percentuale massa/massa (% m/m)</p> Signup and view all the answers

Abbina i seguenti esempi di soluzioni con il tipo di interazione prevalente:

<p>Scioglimento di NaCl in acqua = Interazioni ione-dipolo Scioglimento di zucchero in acqua = Legami idrogeno Miscuglio di olio e acqua = Assenza di interazioni significative</p> Signup and view all the answers

Quale tra i seguenti fattori NON influenza la solubilità di un solido in un liquido?

<p>La pressione. (C)</p> Signup and view all the answers

Nelle bibite gassate, l'anidride carbonica (CO₂) rimane disciolta grazie alla bassa pressione nella bottiglia.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Perché l'olio e l'acqua non si mescolano?

<p>Perché l'olio è apolare e l'acqua è polare, quindi non possono formare interazioni significative tra loro.</p> Signup and view all the answers

La ______ esprime la concentrazione in termini di moli di soluto per chilogrammo di solvente.

<p>molalità</p> Signup and view all the answers

Abbina le seguenti concentrazioni con le rispettive formule:

<p>Molarità = $M = \frac{moli\ di\ soluto}{volume\ della\ soluzione\ in\ litri}$ Molalità = $m = \frac{moli\ di\ soluto}{massa\ del\ solvente\ in\ kg}$ Frazione molare = $\chi = \frac{moli\ di\ soluto}{moli\ totali\ nella\ soluzione}$</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti concentrazioni è utile per analisi ambientali e tossicologiche che coinvolgono concentrazioni molto basse di soluti?

<p>Parti per milione (ppm) e parti per miliardo (ppb). (A)</p> Signup and view all the answers

Aumentare la temperatura di un solvente aumenta sempre la solubilità di qualsiasi soluto.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Descrivi come le molecole d'acqua interagiscono con il saccarosio (zucchero da cucina) per permetterne la dissoluzione.

<p>Le molecole d'acqua formano legami idrogeno con i gruppi ossidrili (-OH) presenti nel saccarosio.</p> Signup and view all the answers

Una soluzione che contiene 10 grammi di NaCl disciolti in 100 millilitri di soluzione è una soluzione al ______ % m/V.

<p>10</p> Signup and view all the answers

Abbina le seguenti proprietà dell'acqua con le loro conseguenze dirette:

<p>Polarità dell'acqua = Capacità di sciogliere composti ionici Alta tensione superficiale = Formazione di gocce Elevato calore specifico = Moderazione delle temperature ambientali</p> Signup and view all the answers

Se si aggiunge troppo sale all'acqua e questo smette di sciogliersi rimanendo sul fondo, la soluzione è diventata:

<p>Satura. (D)</p> Signup and view all the answers

La frazione molare di un soluto può essere maggiore di 1.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Spiega perché è importante l'acqua come solvente nell'industria farmaceutica.

<p>L'acqua è usata come solvente nei processi chimici per la produzione di farmaci e nella purificazione di sostanze.</p> Signup and view all the answers

Se una soluzione contiene 1 milligrammo di soluto in 1 litro di soluzione, la sua concentrazione è di 1 ______.

<p>ppm</p> Signup and view all the answers

Abbina le seguenti situazioni con il fattore che influenza la solubilità:

<p>Sciogliere più zucchero nel tè caldo rispetto al tè freddo = Temperatura Apertura di una bottiglia di bibita gassata = Pressione Il sale si scioglie in acqua, ma non in olio = Natura del soluto e solvente</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Proprietà solventi dell’acqua

Capacità dell'acqua di sciogliere un'ampia varietà di sostanze.

Polarità molecolare

Distribuzione asimmetrica delle cariche elettriche in una molecola.

Elettronegatività dell'ossigeno

L'ossigeno attrae più fortemente gli elettroni di legame, creando cariche parziali.

Interazione acqua-ioni

Circondano gli ioni, separandoli e impedendo la ricombinazione.

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Interazione con molecole polari

Formazione di legami idrogeno tra molecole polari e acqua.

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Molecole apolari

Molecole che non possono formare legami idrogeno con l'acqua e sono quindi respinte.

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Solubilità

Quantità massima di soluto che può dissolversi in una certa quantità di solvente.

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Soluzione satura

Soluzione che ha raggiunto il limite di solubilità.

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Effetto della temperatura

Aumento di temperatura aumenta solubilità dei solidi, diminuisce quella dei gas.

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Effetto della pressione

Maggiore è la pressione, maggiore è la solubilità dei gas.

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"Il simile scioglie il simile"

Sostanze polari si sciolgono in solventi polari; apolari in apolari.

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Soluzione insatura

Contiene meno soluto rispetto alla quantità massima che può dissolvere.

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Soluzione satura

Ha raggiunto il limite di solubilità, il soluto in eccesso rimane solido.

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Soluzione sovrasatura

Contiene più soluto del normale, ottenuta con particolari condizioni.

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Concentrazione di una soluzione

Indica la quantità di soluto presente in una determinata quantità di soluzione o solvente.

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Molarità (M)

Moli di soluto per litro di soluzione. M = moli di soluto / volume (L).

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Molalità (m)

Moli di soluto per chilogrammo di solvente. m = moli di soluto / massa (kg).

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Concentrazione % m/V

Grammi di soluto in 100 mL di soluzione. % m/V = (massa soluto / volume soluzione) x 100.

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Concentrazione % m/m

Grammi di soluto in 100 g di soluzione. % m/m = (massa soluto / massa soluzione) x 100.

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Concentrazione % V/V

Volume di soluto in 100 mL di soluzione. % V/V = (volume soluto / volume soluzione) x 100.

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Frazione molare (χ)

Moli di soluto diviso moli totali. χ = moli soluto / moli totali.

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ppm e ppb

Parti di soluto per milione/miliardo di parti di soluzione.

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Study Notes

  • L'acqua è un solvente universale, capace di sciogliere sostanze ioniche e molecole polari.
  • La capacità di solvente dell'acqua è fondamentale in ambito biologico, chimico e industriale.

Struttura Molecolare e Polarità

  • La molecola d'acqua (H₂O) ha una forma angolare.
  • L'ossigeno, più elettronegativo, attrae gli elettroni di legame creando cariche parziali negative (δ⁻) sull'ossigeno e positive (δ⁺) sugli idrogeni.
  • La polarità dell'acqua le permette di attrarre e interagire con altre molecole polari e ioni, facilitandone la dissoluzione.

Interazioni Dell'acqua con i Soluti

  • L'acqua interagisce con le sostanze tramite forze intermolecolari.
  • Nei composti ionici, le molecole d'acqua circondano e separano gli ioni, impedendone la ricombinazione.
  • Le cariche parzialmente negative dell'ossigeno dell'acqua circondano gli ioni positivi (cationi).
  • Le cariche parzialmente positive degli idrogeni circondano gli ioni negativi (anioni).
  • La dissoluzione del sale da cucina (NaCl) in acqua produce una soluzione elettrolitica.
  • Le molecole polari si dissolvono bene in acqua formando legami idrogeno.
  • Il saccarosio (zucchero) si dissolve in acqua grazie ai gruppi -OH che formano legami idrogeno con le molecole d'acqua.
  • Sostanze apolari come oli e grassi non si sciolgono in acqua perché non formano legami idrogeno.
  • Le molecole apolari sono idrofobiche e tendono a formare fasi separate dall'acqua.
  • Quando olio è versato in acqua, si formano due strati distinti.
  • L'acqua trasporta ioni e molecole disciolte nel sangue.
  • Le reazioni chimiche nelle cellule avvengono in soluzione acquosa.
  • L'acqua è un solvente industriale nella produzione di farmaci, nella purificazione e nella preparazione di soluzioni.
  • L'acqua piovana scioglie gas atmosferici e minerali, influenzando il ciclo biogeochimico
  • Fiumi e oceani trasportano ioni e nutrienti disciolti, essenziali per la vita marina.

Solubilità

  • La solubilità è la quantità massima di soluto che si può sciogliere in una determinata quantità di solvente a una data temperatura e pressione.
  • Si esprime in g/L (grammi di soluto per litro di solvente) o mol/L (moli di soluto per litro di soluzione).
  • Lo zucchero ha un'alta solubilità in acqua (circa 2000 g/L a temperatura ambiente).
  • Il cloruro di sodio ha una solubilità di circa 360 g/L a 20°C.
  • In una soluzione satura, l'eccesso di soluto non si scioglie e rimane solido sul fondo.

Fattori che Influenzano la Solubilità

  • La temperatura influisce diversamente sulla solubilità di solidi e gas.
  • Nei solidi, aumentando la temperatura, solitamente aumenta la solubilità.
  • Nei gas, aumentando la temperatura, la solubilità diminuisce.
  • La pressione influenza la solubilità dei gas: maggiore è la pressione, maggiore è la solubilità.
  • Maggiore è la pressione, maggiore è la solubilità dei gas.
  • "Il simile scioglie il simile": sostanze polari si sciolgono in solventi polari e sostanze apolari in solventi apolari.

Tipi di Soluzioni in Base alla Solubilità

  • Soluzioni insature: contengono meno soluto rispetto alla quantità massima che possono dissolvere.
  • Soluzioni sature: hanno raggiunto il limite di solubilità.
  • Soluzioni sovrasature: contengono più soluto del normale, ottenute tramite particolari condizioni.
  • Le soluzioni sovrasature sono ottenute, ad esempio, raffreddando lentamente una soluzione satura senza mescolare.

Modi di Esprimere la Concentrazione delle Soluzioni

  • La concentrazione indica la quantità di soluto in una soluzione.

Molarità (M)

  • M = moli di soluto / volume della soluzione in litri
  • Una soluzione 1 M di NaCl si prepara disciogliendo 58,44 g di NaCl in 1 litro di soluzione.

Molalità (m)

  • m = moli di soluto / massa del solvente in kg
  • Una soluzione 1 m di NaCl si prepara disciogliendo 58,44 g di NaCl in 1 kg di acqua.

Concentrazione Percentuale Massa/Volume (% m/V)

  • % m/V = (massa del soluto in g / volume della soluzione in mL) * 100
  • Una soluzione al 10% m/V di NaCl contiene 10 g di NaCl in 100 mL di soluzione.

Concentrazione Percentuale Massa/Massa (% m/m)

  • % m/m = (massa del soluto in g / massa della soluzione in g) * 100
  • Una soluzione al 20% m/m di NaCl contiene 20 g di NaCl in 100 g di soluzione.

Concentrazione Percentuale Volume/Volume (% V/V)

  • % V/V = (volume del soluto in mL / volume della soluzione in mL) * 100
  • Una soluzione al 30% V/V di etanolo contiene 30 mL di etanolo in 100 mL di soluzione.

Frazione Molare (χ)

  • χ = moli di soluto / moli totali nella soluzione
  • In una soluzione con 1 mole di NaCl e 9 moli di acqua, χNaCl = 1 / (1 + 9) = 0,1

Parti per Milione (ppm) e Parti per Miliardo (ppb)

  • Esprimono concentrazioni molto basse.
  • Le ppm indicano il numero di parti di soluto per milione di parti di soluzione.
  • Le ppb per miliardo si utilizzano principalmente in analisi ambientali e tossicologiche.
  • Una concentrazione di 1 ppm corrisponde a 1 mg di soluto in 1 litro di soluzione.

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