Utente:Grasso Luigi/sanbox1/Saturazione (chimica generale)

La saturazione, in chimica, è quel fenomeno per cui una sostanza disciolta e quella non disciolta sono in equilibrio: la velocità con cui le particelle di soluto abbandonano la soluzione è bilanciata dalla velocità con cui si formano nuove particelle di soluto, e ciò che resta compare in una fase separata (come un precipitato, se solido, o come effervescenza o inclusione, se gassoso).

La costante di solubilità è espressa col simbolo Kps ed è uguale al prodotto delle concentrazioni degli ioni presenti in soluzione, ciascuna elevata al proprio coefficiente stechiometrico.

Descrizione

Il punto di massima concentrazione, o punto di saturazione, dipende dalla temperatura e pressione della soluzione e anche dalla natura chimica delle sostanze coinvolte. Questo punto viene usato nel processo di ricristallizzazione per purificare una sostanza chimica: si dissolve fino al punto di saturazione in solvente caldo, poi come il solvente si raffredda e la solubilità diminuisce, il soluto in eccesso precipita. Le impurità, essendo presenti in concentrazioni molto più basse, non saturano il solvente e quindi rimangono disciolte nel liquido. Se avviene un cambio di condizioni (ad esempio raffreddamento) significa che la concentrazione è in realtà superiore al punto di saturazione, e la soluzione è diventata supersatura.

Aspetto di una soluzione insatura (A) e satura (B: senza corpo di fondo; C: con corpo di fondo). In condizioni di non equilibrio (ad esempio se il liquido è agitato) parte del soluto non disciolto può rimanere in sospensione, per cui in una soluzione sovrasatura la quantità di corpo di fondo è minore (anche nulla) rispetto alla condizione di saturazione. Una soluzione sovrasatura appare quindi simile ad una soluzione satura, ma con una maggiore turbidità a causa dei solidi sospesi.

Una soluzione è detta satura se contiene la massima concentrazione di soluto disciolto, compatibilmente con il suo limite di solubilità, e quindi non è più possibile sciogliere altro soluto nel solvente senza che esso precipiti. Per considerarsi tale, deve trovarsi in una condizione di equilibrio termodinamico, per cui se nel solvente si trova una concentrazione maggiore di quella ammessa in condizioni di equilibrio, tale soluzione è detta sovrasatura (o soprasatura) e non è appunto una condizione di equilibrio. Infatti il soluto in eccesso presente in una soluzione sovrassatura tende a precipitare sul fondo in forma di solido finché non si avrà il raggiungimento della condizione di equilibrio, rappresentata dalla soluzione satura in equilibrio con il corpo di fondo. A rigore, sebbene si utilizzi in questo caso il termine "soluzione", una soluzione sovrassatura non è a tutti gli effetti una soluzione, bensì un sistema eterogeneo costituito da due fasi: la soluzione (liquida) e il solido sospeso.

Si parla invece di soluzione insatura se la concentrazione di soluto disciolto nel solvente è al di sotto del limite di solubilità.

I valori del limite di solubilità, in corrispondenza del quale si raggiunge la condizione di saturazione, variano in base a:

• natura chimica del soluto;
• natura chimica del solvente;
• temperatura;
• pressione (nel caso dei gas, le cui miscele non raggiungono mai saturazione, tranne con i solidi ed i liquidi).

Ad esempio in 1 litro di acqua (che è il solvente) a temperatura ambiente non è possibile sciogliere più di 360 grammi di cloruro di sodio (che è il soluto).

Curva di saturazione

Curve di solubilità per sistemi a solubilità diretta e inversa.

Campi di esistenza delle soluzioni insature, sature e sovrassature per un sistema a solubilità diretta.)

La curva di saturazione esprime il valore della concentrazione del soluto in condizioni di saturazione (ovvero la sua solubilità) in funzione della temperatura. Se la solubilità cresce con la temperatura, il sistema solvente-soluto è detto a solubilità diretta, mentre se al crescere della temperatura la solubilità diminuisce, il sistema è detto a solubilità inversa.

Ad esempio, il sistema acqua-glucosio è a solubilità diretta, perché lo zucchero si scioglie più facilmente alzando la temperatura, mentre il sistema acqua-anidride carbonica è a solubilità indiretta, perché all'aumentare della temperatura l'anidride carbonica viene liberata più facilmente. Ad esempio per tali motivi il caffè se è caldo riesce a sciogliere più zucchero e quindi ha un sapore più dolce, mentre le bibite gasate contengono più bollicine se sono servite fredde.

Voci correlate

• Concentrazione (chimica)
• Costante di solubilità
• Prodotto di solubilità
• Soluzione (chimica)
• Solubilità