Definizione di solubilità in chimica

La solubilità è definita come la quantità massima di una sostanza che può essere dissolta in un'altra. È la quantità massima di soluto che può essere dissolta in un solvente all'equilibrio, che produce una soluzione satura. Quando vengono soddisfatte determinate condizioni, il soluto aggiuntivo può essere sciolto oltre il punto di solubilità dell'equilibrio, che produce una soluzione sovrasatura. Oltre la saturazione o la sovrasaturazione, l'aggiunta di più soluti non aumenta la concentrazione della soluzione. Invece, il soluto in eccesso inizia a precipitare fuori dalla soluzione.

Il processo di dissoluzione è definito dissoluzione. La solubilità non è la stessa proprietà della materia del tasso di soluzione, che descrive la velocità con cui un soluto si dissolve in un solvente. Né la solubilità è uguale alla capacità di una sostanza di dissolverne un'altra a seguito di una reazione chimica. Ad esempio, il metallo zinco "si dissolve" nell'acido cloridrico attraverso una reazione di spostamento che provoca la soluzione di ioni zinco e il rilascio di idrogeno gassoso. Gli ioni zinco sono solubili in acido. La reazione non è una questione di solubilità dello zinco.

In casi familiari, un soluto è un solido (ad esempio zucchero, sale) e un solvente è un liquido (ad esempio acqua, cloroformio), ma il soluto o solvente può essere un gas, un liquido o un solido. Il solvente può essere una sostanza pura o una miscela.

Il termine insolubile implica che un soluto è scarsamente solubile in un solvente. In pochissimi casi è vero che nessun soluto si dissolve. In genere, un soluto insolubile si dissolve ancora un po '. Sebbene non vi siano limiti rigidi che definiscono una sostanza insolubile, è comune applicare una soglia in cui un soluto insolubile è meno di 0,1 grammi si dissolve per 100 millilitri di solvente.

Miscibilità e solubilità

Se una sostanza è solubile in tutte le proporzioni in un solvente specifico, viene chiamata miscibile in essa o possiede la proprietà chiamata miscibilità. Ad esempio, etanolo e acqua sono completamente miscibili tra loro. D'altra parte, olio e acqua non si mescolano o si dissolvono l'uno nell'altro. L'olio e l'acqua sono considerati non mescolabile.

Solubilità in azione

Come si dissolve un soluto dipende dai tipi di legami chimici nel soluto e nel solvente. Ad esempio, quando l'etanolo si dissolve nell'acqua, mantiene la sua identità molecolare come etanolo, ma si formano nuovi legami idrogeno tra etanolo e molecole d'acqua. Per questo motivo, mescolando etanolo e acqua si ottiene una soluzione con un volume più piccolo di quello che si otterrebbe sommando i volumi iniziali di etanolo e acqua.

Quando il cloruro di sodio (NaCl) o altri composti ionici si dissolvono in acqua, il composto si dissocia nei suoi ioni. Gli ioni diventano solvatato o circondato da uno strato di molecole d'acqua.

La solubilità implica un equilibrio dinamico, che coinvolge processi opposti di precipitazione e dissoluzione. L'equilibrio viene raggiunto quando questi processi si verificano a un ritmo costante.

Unità di solubilità

I grafici e le tabelle di solubilità elencano la solubilità di vari composti, solventi, temperatura e altre condizioni. L'IUPAC definisce la solubilità in termini di una proporzione tra soluto e solvente. Le unità di concentrazione ammissibili includono molarità, molalità, massa per volume, rapporto molare, frazione molare e così via.

Fattori che influenzano la solubilità

La solubilità può essere influenzata dalla presenza di altre specie chimiche in una soluzione, dalle fasi del soluto e del solvente, dalla temperatura, dalla pressione, dalla dimensione delle particelle del soluto e dalla polarità.