Soluzioni elettrolitiche e pH

Le soluzioni contenenti ioni conducono elettricità e sono chiamate soluzioni elettrolitiche. Gli elettroliti possono essere acidi, basi o sali.

Definizione: Gli acidi sono elettroliti che in acqua liberano ioni H+, mentre le basi liberano ioni OH-.

Il pH è un numero che misura il grado di acidità di una soluzione e dipende dalla concentrazione degli ioni. Le soluzioni si dividono in:

• Acide (pH < 7)
• Neutre (pH = 7)
• Basiche (pH > 7)

Highlight: Il pH è il logaritmo negativo in base 10 della concentrazione molare degli ioni H+.

Per misurare il pH si usa la cartina tornasole.

Esistono diversi modi per esprimere la concentrazione di una soluzione:

1. Molarità (M): rapporto tra la quantità in moli di soluto e il volume della soluzione in litri.
2. Molalità (m): rapporto tra la quantità in moli di soluto e la massa del solvente in chilogrammi.
3. Frazione molare (X): rapporto tra la quantità in moli del componente e il numero totale di moli di tutti i componenti.

Altri modi per calcolare la concentrazione includono:

• % m/m: (massa soluto / massa soluzione) × 100
• % m/V: (massa soluto / volume soluzione) × 100
• % V/V: (volume soluto / volume soluzione) × 100

Proprietà colligative delle soluzioni

Le proprietà colligative delle soluzioni sono caratteristiche che dipendono solo dalla concentrazione del soluto e non dalla sua natura. Queste proprietà sono determinate dal numero di particelle di soluto presenti nella soluzione.

Definizione: La tensione di vapore è la pressione esercitata dal vapore sulla superficie del liquido da cui proviene ed è formato.

La tensione di vapore dipende dal numero di particelle di soluto e dalla temperatura. All'aumentare della temperatura, la tensione di vapore di un liquido aumenta, poiché le sue particelle acquisiscono più energia cinetica.

Highlight: La legge di Raoult descrive come la presenza di un soluto non volatile influenzi la tensione di vapore di una soluzione.

Altre proprietà colligative importanti includono:

1. Abbassamento della pressione di vapore
2. Innalzamento ebullioscopico
3. Abbassamento crioscopico
4. Pressione osmotica

Queste proprietà sono fondamentali per comprendere il comportamento delle soluzioni e hanno numerose applicazioni pratiche in chimica e biologia.

Esempio: L'abbassamento crioscopico viene sfruttato per evitare il congelamento dell'acqua nei radiatori delle automobili aggiungendo anticongelante.

La comprensione delle proprietà colligative delle soluzioni è essenziale per molti processi industriali e fenomeni naturali, dalla desalinizzazione dell'acqua di mare alla regolazione della pressione osmotica nelle cellule degli organismi viventi.