solventi e soluzioni

solventi e soluzioni

Mescolarsi fino a diventare una sola cosa

Le soluzioni sono miscele con composizione variabile, formate da un solvente e da un soluto. Il solvente è il componente maggioritario, e le particelle del soluto sono diffuse in tutto il volume del solvente: l’insieme forma una soluzione. Ogni sostanza liquida può fungere da solvente per altre sostanze. Le bibite, il vino e l’acqua di mare sono esempi di soluzioni

Acqua e zucchero

Nulla di più semplice che preparare un bicchiere di acqua e zucchero. Mescolando, i cristallini di zucchero scompaiono rapidamente, e l’acqua diventa dolce. Nell’acqua dove cuoce la pasta aggiungiamo invece il sale: anche se gesti del genere fanno parte della vita di tutti i giorni, i fenomeni fisici e chimici causati da questi gesti non sono a volte conosciuti.

L’acqua zuccherata e l’acqua salata sono soluzioni, cioè miscele omogenee in cui le particelle dei componenti sono uniformemente distribuite in tutto il volume occupato. Nel bicchiere di acqua zuccherata non possiamo più distinguere dov’è lo zucchero: infatti, una volta messe a contatto con l’acqua, le molecole di zucchero che formavano i cristallini hanno abbandonato una dopo l’altra la struttura ordinata dello zucchero solido e si sono mescolate alle molecole d’acqua, da cui sono fortemente attratte. Ma, attenzione, le molecole di zucchero non si sono trasformate, cioè non è avvenuta una vera e propria reazione chimica. Lasciando riposare il bicchiere, dopo un certo tempo l’acqua evapora e sul fondo ritroviamo la stessa quantità di zucchero inizialmente presente. Si è così realizzata la separazione fra i due componenti della soluzione.

Non sono sempre uguali

Le soluzioni liquide sono le più comuni, anche se esistono le soluzioni solide (le leghe) e quelle gassose (per esempio l’aria, che è formata da una miscela di azoto, ossigeno e altri gas). Finora abbiamo fatto solo esempi di soluzioni in cui un solido è sciolto in un liquido; tuttavia vi sono soluzioni in cui sono miscelati due liquidi: è il caso dell’aceto in cui sono mescolati l’acido acetico (la sostanza liquida che dà il sapore pungente) e l’acqua. Le bevande alcoliche – vino, birra, liquori – sono soluzioni di alcol e acqua, con l’aggiunta di altre sostanze. Le acque che scorrono sulla Terra sono soluzioni più o meno ricche di sali: le acque degli oceani contengono il 3,5% in peso di sali (principalmente cloruro di sodio, il sale da cucina).

In una soluzione, la sostanza che prevale in quantità è il solvente, mentre le altre sostanze presenti in quantità minori sono i soluti. Per esempio, nel caso visto in precedenza di acqua e zucchero l’acqua è il solvente e lo zucchero è il soluto.

La composizione delle soluzioni è variabile. Un vino può essere più o meno ‘forte’ in base al suo contenuto d’alcol, l’acqua zuccherata può essere più o meno dolce a seconda di quanto zucchero è stato aggiunto. Questa caratteristica è fondamentale perché distingue nettamente le soluzioni dai composti chimici, la cui composizione è – per ciascuno di essi – invariabile e costante.

Vi sono però limiti alla variabilità della composizione delle soluzioni. Prendiamo il bicchiere di acqua salata e continuiamo ad aggiungere il sale: a un certo punto questo non si scioglie più e rimane come corpo di fondo nel bicchiere. In questo caso la soluzione è detta satura, perché in essa non si può disciogliere altro soluto.

I solventi

Si può dire che vi sono tanti solventi quanti sono i liquidi, siano essi sostanze pure o miscele. In casa, per le pulizie e per altri lavori, per esempio, si trovano abitualmente l’alcol, l’acetone, l’acqua ragia, l’etere di petrolio. Ogni solvente è in grado di sciogliere solo alcune sostanze. Così lo zucchero si scioglie facilmente in acqua, ma pochissimo in alcol; lo smalto per le unghie non si toglie lavandosi le mani, ma solo con l’acetone.

Il regno dei solventi è l’industria chimica, e questo per due motivi. Innanzitutto le sostanze in soluzione si trovano in uno stato simile a quello gassoso. Le loro particelle si muovono piuttosto liberamente in tutto il volume occupato dalla soluzione: vagando nella soluzione molecole di sostanze diverse si urtano con grande frequenza, e possono reagire facilmente tra loro. Di conseguenza, e questo è il secondo motivo, si usano molti solventi perché diverse sono le sostanze che si vogliono far reagire. In certi casi si usano solventi molto particolari, come l’ammoniaca liquida.