Soluzione

soluzione

soluzióne [Der. del lat. solutio -onis, dal part. pass. solutus di solvere "sciogliere"] [LSF] In un problema matematico, in partic. quello in cui si traduce un problema fisico, il risultato del procedimento di risoluzione di esso; per es., il valore da attribuire alle incognite di un'equazione o di un sistema di equazioni perché queste siano identicamente soddisfatte e, analogamente in campo geometrico, l'ente geometrico (punto, curva, superficie, ecc.) che risponde ai requisiti richiesti dal problema. Con discutibile anglicismo, il termine è talora usato, inpropr., come sinon. di risoluzione di un problema. ◆ [CHF] Miscela omogenea di due (s. binaria) o più (s. ternaria, ecc.) specie chimiche mescolate intimamente fra loro, con una dispersione a livello molecolare, dalla quale non è possibile separare meccanicamente le specie componenti; si hanno s. gassose (con componenti tutte gassose e miscibili in tutte le proporzioni), s. liquide (in cui la specie maggioritaria è sempre liquida ed è detta solvente, mentre quelle minoritarie, dette soluti, possono essere liquide, solide o gassose), e anche s. solide (→ lega). (a) S. tra gas. I gas presentano tra loro miscibilità totale; le proprietà dei miscugli gassosi sono additive nel caso che i singoli componenti abbiano comportamento ideale; la pressione totale del miscuglio è di solito maggiore della somma delle pressioni parziali dei componenti; le deviazioni sono piccole alle basse pressioni, aumentano al crescere della pressione totale. Per alcuni miscugli i volumi sono più rigorosamente additivi delle pressioni, per altri accade il contrario. (b) S. di gas nei liquidi. La solubilità di un gas in un liquido dipende dalla loro natura, dalla temperatura e dalla pressione, ed è molto variabile. L'aumento di temperatura provoca in genere una diminuzione di solubilità (fanno eccezione alcuni gas inerti). La pressione è il fattore più importante che influenza la solubilità di un gas: l'aumento di pressione provoca un aumento di solubilità e la relazione quantitativa che lega le due grandezze è data dalla legge di Henry (→ Henry, William). (c) S. di gas nei solidi. La solubilità dei gas nei solidi è molto modesta; in generale, a una determinata temperatura la concentrazione del soluto varia con la pressione della fase gassosa e ciò avviene finché si raggiunge il limite di saturazione del solido; si possono però verificare anche altri due casi: quando la pressione del gas ha raggiunto un determinato valore, la s. si scinde in due s. solide o può formarsi un composto tra gas e solido. (d) S. tra liquidi. Due liquidi possono o no mescolarsi tra di loro; se si mescolano possono presentare solubilità illimitate, come acqua e alcole etilico che si sciolgono reciprocamente in tutti i rapporti, o essere parzialmente solubili, come acqua ed etere etilico, acqua e fenolo, ecc. In quest'ultimo caso si possono formare due strati liquidi, ognuno costituito da una s. satura di un liquido nel-l'altro; i due strati costituiscono due s. coniugate; in generale, la temperatura ha un effetto marcato sui limiti di solubilità parziale dei due liquidi, mentre l'effetto della pressione è minimo. Nella maggior parte dei sistemi presentanti miscibilità parziale, esiste una temperatura critica superiore di s. (o di dissoluzione) al di sotto della quale si ha miscibilità completa; alcuni sistemi risultano caratterizzati, invece, da una temperatura critica inferiore di soluzione. (e) S. di solidi nei liquidi. Si può dire che non esista solido per il quale non si abbia un solvente; la solubilità è in genere limitata e dipendente dalla natura del solido e del liquido, dalla temperatura e in minor grado dalla pressione. A una data temperatura la solubilità in uno stesso solvente varia da sostanza a sostanza, e per una stessa sostanza aumenta, in generale, con la temperatura; vi sono però anche molti casi in cui avviene il contrario e altri in cui la temperatura non ha alcun effetto. ◆ [ANM] S. armonica: v. equazioni differenziali ordinarie nel campo reale: II 462 f. ◆ [RGR] S. a simmetria assiale: v. relatività generale, soluzioni della: IV 802 f. ◆ [CHF] S. associata e atermica: v. oltre: S. diluite. ◆ [CHF] S. colloidale: sistema eterogeneo costituito da una fase dispersa solida e da una fase continua liquida, caratterizzato da proprietà intermedie fra le sospensioni propr. dette e le s. omogenee; le particelle disperse sono di dimensioni così piccole che il moto browniano impedisce la sedimentazione, per quanto lenta, delle particelle stesse: v. soluzioni colloidali. ◆ [CHF] S. diluite: sono quelle che contengono un piccolo numero di molecole di soluto disperse in un grande volume di solvente. Lo studio delle proprietà delle s. diluite di soluti non volatili ha messo in rilievo che per esse valgono le stesse leggi dei gas. L'analogia delle proprietà tra i due stati si riscontra anche nel modo di formarsi della s.: se, per es., si stratifica un volume di acqua su un cristallo di zucchero, dopo un certo tempo si nota che le molecole di zucchero sono arrivate fino alla superficie dell'acqua e quando tutto il cristallo si è disciolto la s. ha la stessa concentrazione; analogamente, se si stratificano l'una sull'altra due s. di diversa concentrazione, le molecole disciolte si diffondono dalle zone di più alta a quelle di più bassa concentrazione. Quando la s. è molto diluita, le proprietà della s. dipendono dal numero e non dalla natura delle molecole disciolte e si parla di s. ideale; in queste condizioni le molecole di soluto si comportano come se alla stessa temperatura fossero presenti nello stesso volume occupato dal solvente allo stato di gas ideale. J.H. Van't Hoff ha mostrato che alle s. ideali si applicano le stesse leggi dei gas perfetti; ciò equivale anche a dire che per queste s. vale il principio di Avogadro (noto qui come legge di Van't Hoff): "volumi eguali di s. di differenti sostanze in uno stesso solvente alla stessa temperatura e aventi la stessa pressione osmotica contengono numeri eguali di molecole". In realtà, soltanto le s. estremamente diluite seguono rigorosamente l'equazione di Van't Hoff; per le s. diluite si adotta pertanto un concetto di idealità meno restrittivo, e precis. che è ideale quella s. che segue, a tutte le temperature e a tutte le concentrazioni, la legge di Lewis e Randall: la fugacità di ciascun soluto in s. è uguale al prodotto della sua frazione molare e della fugacità del soluto allo stato puro alla stessa temperatura, pressione e stato di aggregazione della soluzione. Tale legge è in accordo con la legge di Raoult per le s. liquide e con la legge di Dalton per le miscele gassose. Le s. liquide non ideali possono essere classificate in: s. atermiche semiideali, che presentano un comportamento non ideale soltanto rispetto alle variazioni di entropia, mentre non danno luogo a effetti termici o a variazioni di volume durante il mescolamento dei soluti con il solvente; s. regolari, caratterizzate dal fatto che il mescolamento dei suoi costituenti, pur avvenendo con assorbimento di calore (effetto termico positivo), dà luogo a una variazione di entropia corrispondente al caso ideale; s. associate, s. solvatate, che si discostano notevolmente dalla idealità in quanto il mescolamento dà luogo a un effetto termico (positivo per le s. associate, negativo per le s. solvatate) e a un aumento di entropia differente da quello corrispondente al caso ideale (superiore per le s. associate, inferiore per le s. solvatate). ◆ [PRB] S. forte di un'equazione differenziale stocastica: v. geometria differenziale stocastica: III 36 d. ◆ [ALG] S. globale di un sistema di equazioni: v. topologia algebrica: VI 264 b. ◆ [CHF] S. ideale: v. sopra: S. diluite. ◆ [ANM] S. oscillante e periodica: v. equazioni differenziali ordinarie nel campo reale: II 462 c, e. ◆ [CHF] S. regolare: v. sopra: S. diluite. ◆ [CHF] S. semiideale: v. sopra: S. diluite. ◆ [ANM] S. sintonica: v. equazioni differenziali ordinarie nel campo reale: II 463 a. ◆ [CHF] S. solida primaria: v. leghe metalliche: III 382 e. ◆ [CHF] S. solvatata: v. sopra: S. diluite. ◆ [ANM] S. stabile: v. equazioni differenziali ordinarie nel campo reale: II 451 b. ◆ [RGR] S. stazionaria: v. relatività generale, soluzioni della: IV 802 f. ◆ [TRM] Calore di s.: la quantità di calore che accompagna la dissoluzione dell'unità di massa di una sostanza; i gas si sciolgono nei liquidi sempre con sviluppo di calore, i solidi invece quasi sempre con assorbimento (e la solubilità aumenta perciò con la temperatura), i liquidi per lo più con sviluppo di calore. ◆ [CHF] Grado di s.: il rapporto tra la quantità di soluto e quella del solvente, spesso espresso in moli di soluto a mole di solvente. ◆ [ANM] Problema dell'esistenza di s.: v. analisi non lineare: I 134 d. ◆ [CHF] Temperatura critica superiore e inferiore di s. (o di dissoluzione): v. sopra: S. diluite. ◆ [CHF] Tensione di s.: la somma delle tensioni di vapore dei componenti di una soluzione.