Bolle
prima una pentola sul fuoco con o senza sale dentro?
(risponde Rita
Giardini)
Bolle prima una pentola senza sale
dentro.
Vediamo ora il perché.
Se riempiamo una pentola di acqua
distillata e iniziamo a riscaldarla sopra la superficie
dellacqua si forma del vapore acqueo. La pressione
di questo vapore (dora in poi la chiameremo
pressione parziale P(aq)) è pressoché nulla quando
lacqua e ghiacciata e assume valori via via
crescenti con laumentare della temperatura. Quando
lacqua arriva ad una temperatura di 100° C la
pressione parziale P(aq) eguaglia la pressione
atmosferica e questo e il momento in cui si ha il
fenomeno dellebollizione. Riscaldando
ulteriormente non avremo incrementi di temperatura sino a
che tutta lacqua non si sarà trasformata in vapor
acqueo cioè sarà completamente evaporata.
Ripetiamo lesperimento
aggiungendo sale allacqua.
Ora noi abbiamo due sostanze nella
pentola: lacqua e il sale ed ambedue hanno una loro
pressione parziale; quindi la pressione parziale della soluzione
sarà data dalla somma delle due pressioni parziali che a
loro volta dipendono ora dalla concentrazione di una
sostanza rispetto allaltra:
P(sol) = X(aq)*P(aq) + X(sa)*P(sa)
(legge di Raoult)
Con X(aq) e X(sa) indichiamo
rispettivamente le frazioni molari dellacqua (il
solvente) e del sale (il soluto); ricordiamo brevemente
che la loro somma e uguale ad uno e quindi il loro
singolo valore e inferiore ad uno. Il sale
daltra parte e una sostanza solida,
semplicemente solubilizzata in acqua ma solida, per cui
alla temperatura dellesperimento ( <= 100° C)
la sua pressione parziale sara praticamente nulla e
lequazione diventa:
pressione parziale della soluzione
P(sol) = X(aq)*P(aq)
siccome X(aq) < 1 avremo che:
P(sol) < P(aq)
La pressione parziale di una soluzione
e sempre inferiore alla pressione parziale del solo
solvente ovviamente a parita di temperatura.
Quindi riscaldata la nostra soluzione a
100° C la P(sol) non avra ancora eguagliato la
pressione atmosferica, sara necessario un ulteriore
incremento di temperatura perche lo faccia e quindi
vada in ebollizione.
In definitiva:
un soluto sciolto in un solvente ne
aumenta il punto di ebollizione
e tale incremento di temperatura
e:
Dt = K(s) * C (1)
con K(s) costante ebullioscopica
tipica del solvente (=0,51 per lacqua)
e C concentrazione molale del
soluto.
Proviamo ora a fare due conti usando
la formula (1). Se prendiamo un litro di acqua e
aggiungiamo sale da cucina per cuocere la pasta diciamo 8
gr/litro allora:
C= 8/PM PM = peso molecolare del
cloruro di sodio = 58,5 C=0,137
Il cloruro di sodio in soluzione
pero si dissocia in sodio e cloro quindi la
concentrazione molare delle particelle e pari a :
C*2=0,274
Quindi:
Dt = 0,51 * 0,274 = 0,14 °C
ovvero per far bollire lacqua con
il sale devo arrivare a 100,14 °C !!!!!!
Sfido qualunque persona desiderosa di
cuocere in fretta gli spaghetti a notare la differenza.
Per esattezza scientifica devo
aggiungere che nella discussione ho volutamente
approssimato la molalita del cloruro di sodio in
acqua alla sua molarita (la differenza e
ininfluente sul risultato) e che ho considerato il
comportamento di soluzioni reali pari a quello delle
soluzioni ideali a cui si applica la legge di Raoult.
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