La Legge di Distribuzione di Nernst: concetto e applicazioni
La legge di distribuzione di Nernst, formulata dal chimico tedesco Walther Hermann Nernst nel 1891, descrive come un soluto si distribuisca tra due solventi immiscibili a temperatura costante in assenza di interazioni soluto-solvente, mantenendo un rapporto costante tra le concentrazioni.
Indice Articolo
Processo di distribuzione del soluto tra solventi immiscibili
Quando un soluto X viene aggiunto a due solventi immiscibili A e B, si distribuirà tra di essi fino a raggiungere un equilibrio. Il rapporto tra la concentrazione di X in A e in B sarà costante, espresso come C1/C2 = K, dove K è il coefficiente di distribuzione.
Solubilità e relazione con la legge di distribuzione
In presenza di soluti in due solventi immiscibili, entrambe le soluzioni sono sature all’equilibrio. La legge di distribuzione può essere espressa come un rapporto tra le solubilità dei soluti nei due solventi: C1/C2 = S1/S2 = K. Conoscendo K e la solubilità del soluto in uno dei solventi, è possibile determinare la solubilità nel secondo solvente.
Condizioni e limitazioni della legge di distribuzione
Perché la legge di distribuzione di Nernst sia valida, devono essere soddisfatte alcune condizioni:
– temperatura costante
– assenza di reazioni o dissociazioni del soluto nei solventi
– rilevamento delle concentrazioni solo dopo che si è instaurato l’equilibrio
– immiscibilità dei solventi
Deviazioni e casi particolari
Alcune deviazioni dalla legge di distribuzione possono verificarsi in presenza di associazioni o dissociazioni del soluto con uno dei solventi. In questi casi, il rapporto C1/C2 potrebbe non essere costante. Si possono distinguere due casi:
–
Associazione con il solvente
: se il soluto forma un’associazione nel solvente, il rapporto sarà C1/(C2)^(1/n) = K–
Dissociazione nel solvente
: se il soluto si dissocia in uno dei solventi, il rapporto sarà C1/C2(1-x) = K, con x come grado di dissociazione nel solvente considerato.In conclusione, la legge di distribuzione di Nernst fornisce importanti indicazioni sulla distribuzione dei soluti tra solventi immiscibili, sebbene possano verificarsi deviazioni in presenza di particolari interazioni soluto-solvente.
