SOLUZIONI (CHIMICA)

Se verso una piccola quantità di zucchero in un bicchiere d’acqua, miliardi di molecole di zucchero si disperdono tra le molecole di acqua, cosicchè si ottiene un sistema omogeneo.
Questo è un tipico esempio di soluzione, nella quale l’acqua è il “solvente” (componente presente in maggior quantità) e lo zucchero è il “soluto”.
In realtà, però, la definizione di soluzione è molto più ampia, in quanto il solvente può essere qualsiasi sostanza ed i soluti possono essere più di uno. Inoltre, la stessa definizione di solvente e soluto cade nel caso in cui le loro quantità siano simili come, per esempio, in una soluzione formata dal 50% di acqua e dal 50% di alcool.
Ancora, sia il solvente che il soluto possono essere solidi, liquidi o gassosi, ma la soluzione si presenterà in una sola “fase”, cioè o solida o liquida o gassosa.
Ad esempio alcune leghe metalliche sono soluzioni solide, le bibite gassate sono soluzioni liquide nelle quali è disciolto il gas anidride carbonica etc…
In base a queste considerazioni, potremo definire semplicemente una soluzione come una miscela omogenea di due o più sostanze, costituita da una sola fase.
Tornando all’esempio precedente, se aggiungo all’acqua un altro poco di zucchero, otterrò una soluzione più “concentrata”: una caratteristica fondamentale di una soluzione è la sua concentrazione, cioè la quantità di soluto presente nel solvente.
Se continuo ad aggiungere zucchero, si noterà che, ad un certo punto, lo zucchero non si scioglierà più, ma comincerà a depositarsi sul fondo del bicchiere (corpo di fondo). In tal caso diremo che la soluzione è satura, cioè, nel solvente, è disciolta la massima quantità possibile di soluto.
Definiremo invece una soluzione “insatura” se non contiene la massima quantità possibile di soluto.
La massima quantità di soluto che può sciogliersi in un determinato solvente è detta “solubilità” e dipende, oltre che dalla natura del solvente e del soluto, anche dalla temperatura del sistema.
La concentrazione di una soluzione può essere misurata in vari modi. I più usati sono i seguenti:
1] Percentuale in volume (quantità di soluto in millilitri per 100 millilitri di soluzione).
2] Percentuale in peso (quantità di soluto in grammi per 100 grammi di soluzione).
3] Percentuale mista (quantità in grammi di soluto per 100 millilitri di soluzione).
4] Molarità (moli di soluto per litro di soluzione).
5] Molalità (moli di soluto per 1000 grammi di solvente).
(Ricordiamo che una mole di un composto chimico è il suo peso molecolare espresso in grammi e che il peso molecolare si calcola sommando i pesi atomici di tutti gli atomi che costituiscono la molecola del composto).
Quando sciogliamo lo zucchero in acqua, le sue molecole si separano, si disperdono nel liquido, ma restano intere.
Ciascuna di esse viene circondata da molecole di acqua (solvatazione).
Non sempre è così: se sciogliamo in acqua una piccola quantità di sale (NaCl), le sue molecole si scinderanno in ioni:
NaCl —> Na+  +  Cl-
Le sostanze che si comportano come il sale, vengono chiamate “elettroliti”, perchè le loro soluzioni acquose conducono la corrente elettrica, mentre le sostanze che si comportano come lo zucchero, vengono chiamate “non elettroliti”.
Sono, ad esempio, elettroliti gli ossidi basici, gli idrossidi, gli acidi ed i sali, mentre sono non elettroliti le anidridi e quasi tutte le sostanze organiche.
Nell’ambito degli elettroliti, distinguiamo tra elettroliti forti e deboli: quando sciogliamo in acqua un elettrolita forte, tutte le sue molecole si scindono in ioni. Quando sciogliamo in acqua un elettrolita debole, alcune sue molecole si scindono in ioni ed altre restano intere.
Per dare una idea della estrema varietà delle sostanze che possono essere definite soluzioni, facciamo qualche esempio:
Acqua e zucchero.
Acqua e sale.
Vino (principalmente alcool in acqua).
Acqua gassata (anidride carbonica in acqua).
Acciaio (ferro con un contenuto di carbonio inferiore al 2,06%).
Ghisa (ferro con un contenuto di carbonio superiore al 2,11% ed inferiore al 6,67% che è il limite di saturazione della soluzione).
Oro giallo (oro con il 10% di argento e 15% di rame).
Aria (tipica soluzione gassosa).