Solubilità
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In chimica per solubilità si intende la concentrazione di soluto a soluzione satura. Una soluzione si dice satura quando, in una data quantità di solvente a una certa temperatura, non è possibile sciogliere ulteriore soluto.
Il rapporto tra soluto e solvente per unità di soluzione è espressa dalla concentrazione.
La solubilità di un certo soluto in un certo solvente dipende, oltre che dalle caratteristiche delle due sostanze, anche dalla temperatura e dalla pressione.
In generale all'aumento della temperatura aumenta la solubilità delle sostanze solide, mentre diminuisce quella delle sostanze gassose; un riprova di questo fenomeno può essere rilevata nel fatto che i mari tropicali, più caldi, sono più "salati" e con meno nutrienti di quelli glaciali.
È però da rilevare che non tutte le sostanze hanno comportamenti analoghi riguardo alla dipendenza della solubilità dalla temperatura ad esempio la solubilità del carbonato di litio in acqua diminuisce con l'aumentare della temperatura.
Anche l'aumento di pressione provoca un aumento della solubilità. Esempio di ciò è la solubilità dell'anidride carbonica nelle bevande gassate: fino a quando la bottiglia è sigillata la maggior pressione interna permette all'anidride di rimanere in soluzione, quando la bottiglia viene aperta la diminuzione di pressione comporta la rapida gassificazione dell'anidride disciolta con la conseguente formazione delle bollicine.
L'aumento della solubilità dipendentemente dalla pressione è un fenomeno apprezzabile solamente nei gas.
[modifica] Solubilità nello stato solido
La solubilità in fase solida è fondamentale per capire il comportamento di alcune leghe. Alcuni materiali metallici (per esempio Au e Cu o, entro certi limiti, Fe e Cr) quando solidificano formano una sola fase, in cui un elemento è indistinguibile dall'altro. In questo caso si dice che i due metalli formano una soluzione solida. La solubilità degli elementi nella matrice cristallina dell'elemento base può essere totale (vedi i casi indicati sopra), in generale in questo caso si ha una lega di sostituzione, cioè gli atomi di un materiale sostituiscono quelli dell'altro nel reticolo cristallino, ne consegue che, per avere questo tipo di lega, i due materiali devono avere lo stesso reticolo cristallino.
In altri casi la solubilità non è totale, ma solo parziale, cioè quando si supera una certa percentuale del materiale soluto nella matrice del materiale solvente (per soluto si intende il materiale in percentuale atomica più bassa e solvente quello con percentuale atomica più alta) supera un certo valore, si forma una fase diversa formata solo dal soluto. Il caso più noto è quello del C nel Fe (vedi Diagramma ferro-carbonio), in cui il C è solubile nel Fe per un massimo di circa il 2% a 1150°C, mentre a temperatura ambiente è praticamente insolubile. In genere questa solubilità forma leghe interstiziali, in cui gli atomi del soluto (che devono avere un raggio atomico molto più basso di quello del solvente) occupano gli spazi lasciati liberi dentro il reticolo dagli atomi di dimensioni maggiori. Naturalmente la presenza di corpi estranei modifica sensibilmente i parametri reticolari.
