Soluzione (chimica)
In chimica una soluzione è il prodotto dello scioglimento di una sostanza solida, liquida o gassosa, detta soluto, in un opportuno liquido ad esso affine per polarità, detto solvente.
Nel caso di soluti ionici lo scioglimento avviene perché le molecole polari del solvente circondano gli ioni del sale inserendosi anche all'interno del reticolo cristallino ed indebolendo quindi l'attrazione tra gli ioni di carica opposta.
Nel caso di soluti polari lo scioglimento avviene per attrazione reciproca tra le cariche opposte dei dipoli delle molecole di soluto e solvente.
Una soluzione si differenzia da una generica dispersione perché il soluto è disperso nel solvente a livello di singole molecole o ioni, ciascuno di essi circondato da molecole di solvente (il termine tecnico che descrive questo fenomeno è solvatazione).
La quantità massima di soluto che può sciogliersi in un dato solvente si chiama solubilità ed è funzione della struttura chimica dei due composti e della temperatura.
La maggior parte dei composti liquidi e solidi ha una solubilità direttamente proporzionale alla temperatura, le solubilità dei gas hanno invece in genere un andamento opposto.
I valori delle solubilità delle sostanze nei diversi solventi sono costanti e sono riportati in letteratura.
Una soluzione è detta satura quando contiene la massima quantità di soluto che il solvente è in grado di sciogliere a quella temperatura; aggiungendo ad una soluzione satura ulteriore soluto, questo non si scioglie ma si separa dalla soluzione precipitando (se è un solido), formando una nuova fase (se è un liquido) o gorgogliando (se è un gas).
Una soluzione è detta insatura quando contiene una quantità di soluto inferiore a quella massima che il solvente è in grado di sciogliere a quella temperatura; aggiungendo ulteriore soluto, questo si scioglierà nella soluzione.
In condizioni particolari è possibile ottenere soluzioni soprassature, ovvero soluzioni che contengono più soluto di quanto il solvente sia normalmente in grado di sciogliere a quella temperatura; tali soluzioni sono sistemi instabili che in seguito a perturbazioni meccaniche (agitazione, scuotimento, aggiunta di corpi estranei) liberano l'eccesso di soluto trasformandosi in soluzioni sature. L'aggiunta di pochi cristalli di soluto ad una soluzione soprassatura per provocare la separazione del soluto è detta semina.
La misura della quantità di soluto rispetto alla quantità di solvente è detta concentrazione e viene misurata sia tramite unità fisiche che tramite unità chimiche.
- genericamente, quantità di soluto per volume di soluzione
- percentuale peso/peso, ovvero quantità di soluto per 100 g di soluzione
- percentuale peso/volume, ovvero quantità di soluto per 100 ml di soluzione
- molarità, simbolo M, ovvero moli di soluto per litro di soluzione
- molalità, simbolo m, ovvero moli di soluto per 1000 g di soluzione
- normalità, simbolo N, ovvero equivalenti di soluto per litro di soluzione
- frazione molare, simbolo x, ovvero il rapporto tra le moli di soluto ed il totale delle moli della soluzione
vedi anche molecola, legame chimico, molarità