Processi di dissoluzione: quale influenza hanno termodinamica, solidi ionici e molecolari
I processi di dissoluzione coinvolgono la dispersione delle particelle del soluto nel solvente, che può essere liquido. In particolare, nei casi in cui il solvente è liquido e il soluto è solido, le particelle del soluto vengono disperse nel solvente. Il soluto può essere un solido ionico con forze coesive di natura elettrostatica tra anioni e cationi disposti in un reticolo cristallino, come nel caso del cloruro di sodio (NaCl), oppure un solido molecolare costituito dalla disposizione regolare nello spazio di molecole discrete, come ad esempio nel saccarosio.
Termodinamica
La coesione è rappresentata dall’energia reticolare, che è l’insieme delle interazioni attrattive e repulsive tra tutte le molecole o gli ioni nel cristallo. Perciò, per sciogliere un solido è necessario fornire al sistema un’energia uguale all’energia reticolare. Il calore assorbito o emesso durante il processo di dissoluzione è pari all’entalpia di soluzione, dipendente dalla natura del soluto, del solvente e dalla temperatura del sistema. Ne consegue che i processi esotermici sono inibiti da un aumento di temperatura, mentre i processi endotermici sono favoriti. In sintesi, se la dissoluzione avviene con sviluppo di calore, riscaldando la soluzione si scioglierà di meno, mentre nel caso delle dissoluzioni endotermiche, un aumento della temperatura fa sciogliere una quantità maggiore di composto.
Solidi ionici
La dissoluzione di un solido ionico in acqua può essere considerata come una sequenza di due stadi: lo scioglimento dei componenti del solido in ioni e l’idratazione degli ioni stessi in soluzione. Questo processo influisce sull’entalpia di soluzione, che può variare a seconda che la dissoluzione avvenga con sviluppo o assorbimento di calore. Un altro fattore che incide sulla solubilizzazione dei solidi ionici è l’entropia, che può diminuire e rendere il processo di dissoluzione meno probabile all’aumentare della temperatura.
Solidi molecolari
I solidi molecolari possono essere costituiti da molecole con elevata differenza di elettronegatività. Le forze coinvolte nella dissoluzione di questi solidi richiedono energia per essere superate al fine di disperdere le unità molecolari nel solvente. La polarità del solvente e la presenza di legami a idrogeno influenzano la solubilità del solido. Inoltre, all’aumentare del peso molecolare, le forze di legame aumentano e la solubilità diminuisce.
In generale, i processi di dissoluzione sono influenzati da diversi fattori e le interazioni tra soluto e solvente giocano un ruolo cruciale nel determinare la solubilità di un composto.