Solubilità

Una soluzione è una miscela omogenea di due sostanze principali: il soluto e il solvente. Il solvente è presente in quantità maggiore del soluto.

In una soluzione diluita, la proporzione di soluto rispetto al solvente è piccola, mentre per una soluzione concentrata, la proporzione è grande.

Quando si forma una soluzione, il soluto e il solvente non reagiscono chimicamente. Invece, le molecole si ridistribuiscono, con le singole molecole di solvente che circondano le molecole di soluto e interagiscono attraverso le forze attrattive. Tale processo di dissoluzione è chiamato solvatazione.

Per favorire la solvatazione, le interazioni soluto-solvente dovrebbero essere più forti delle interazioni solvente-solvente e soluto-soluto.

In una soluzione, il soluto e il solvente possono essere qualsiasi stato della materia. La soluzione stessa è un'unica "fase".

L'opposto della solvatazione è la precipitazione, innescata da forti interazioni soluto-soluto. Quando la velocità di solvatazione è uguale alla velocità di precipitazione, si stabilisce un equilibrio di solubilità.

La solubilità di un soluto è la sua massima concentrazione possibile all'equilibrio di solubilità in una data quantità di solvente. La solubilità è influenzata dalla temperatura e da altre condizioni fisiche come la polarità molecolare.

I soluti non polari si dissolvono in solventi non polari attraverso le forze di dispersione intermolecolari di London, mentre i soluti polari o ionici si dissolvono in solventi polari attraverso interazioni ione-dipolo o dipolo-dipolo.

L'acqua è un solvente polare. I composti idrofili, o amanti dell'acqua, sono solubili in acqua a causa delle cariche ioniche o dei gruppi polari che consentono interazioni acqua-soluto sufficientemente forti. Sono meno solubili nei solventi non polari perché le interazioni soluto-soluto sono molto più forti di qualsiasi possibile interazione tra solvente non polare e molecole di soluto polare.

composti non polari insolubili in acqua e liposolubili come gli oli sono idrofobici o temono l'acqua, in quanto non possono formare legami idrogeno per competere con le interazioni solvente-solvente.

I composti anfifilici o anfipatici hanno sia gruppi polari che non polari. Ad esempio, i saponi sono sali metallici di acidi grassi. Nell'acqua, le molecole di sapone si aggregano in sfere chiamate micelle. Le loro code di acidi grassi idrofobici non polari puntano verso l'interno, mentre le loro teste idrofile polari sono all'esterno.

Quando si rimuovono le macchie di olio con il sapone, le code circondano l'olio non polare per formare micelle idrosolubili, consentendo all'olio di essere lavato via.