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Quando un solido si dissolve, i singoli ioni o molecole che lo compongono si rompono o si dissociano e si mescolano con il solvente. I gas possono anche dissolversi nei liquidi. La solubilità di gas e liquidi può variare a seconda della temperatura.
Tipi
I gas mostrano una diminuzione della solubilità con l'aumentare della temperatura.La maggior parte dei solidi, d'altra parte, mostra una maggiore solubilità, sebbene questo non sia necessariamente vero per tutti i composti solidi. Alcuni composti sono meno solubili a temperature elevate che a temperature più basse. La tendenza generale, tuttavia, è quella di aumentare la solubilità con l'aumentare della temperatura, sebbene lo stesso principio di base spieghi entrambi i tipi di comportamento.
Entropia
L'entropia è una misura del disordine totale di un sistema e le sue modifiche aiutano a determinare il motivo per cui la solubilità cambia con temperature diverse. Le leggi della termodinamica stabiliscono che l'entropia dell'universo non può mai diminuire, quindi perché si verifichi un processo deve aumentare l'entropia netta, cioè l'entropia totale del sistema e dei suoi dintorni. Alcuni processi possono diminuire l'entropia di un sistema e comunque aumentare l'ambiente circostante rilasciando calore. I chimici generalmente usano l'energia libera di Gibbs, o delta G, per misurare la variazione dell'entropia totale. Il delta G per un processo è uguale alla quantità di calore assorbito meno la temperatura moltiplicata per la variazione di entropia del sistema. Se il delta G di una soluzione è negativo, la sostanza si dissolverà spontaneamente e più è negativa, più si dissolverà.
Considerazioni
Tipicamente, l'entropia di un sistema aumenta quando un solido si dissolve in un liquido, quindi maggiore è la sua temperatura, più negativo è il secondo termine dell'equazione delta G e più solubile è il composto. Per alcuni composti, tuttavia, la dissoluzione in un solvente è, infatti, associata a una diminuzione dell'entropia, e questi composti diventeranno meno solubili all'aumentare della temperatura, poiché il delta G diventa più positivo. Ciò è particolarmente vero per i gas, poiché il livello di disturbo in un gas è, come regola generale, maggiore del livello di disturbo in un gas disciolto in un liquido. Per la maggior parte dei composti solidi, tuttavia, l'entropia aumenta quando si dissolvono.