In chimica si incontrano spesso soluzioni di liquidi, solidi o gas. Un solvente, come l'acqua, dissolve un soluto, come il sale da cucina. Quando aggiungi così tanto sale che non può più dissolversi, i chimici si riferiscono alla soluzione come satura. I motivi per cui alcune soluzioni si saturano e altre non hanno a che fare con fattori che includono la temperatura della soluzione e i tipi di sostanze coinvolte. È sicuro, facile e interessante dimostrare gli effetti di saturazione con materiali comuni trovati a casa.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Una soluzione satura è quella che non può più dissolvere la sostanza che è mescolata in essa.
Sotto pressione: gas disciolti
Le bevande gassate come le bevande analcoliche sono frizzanti perché il gas di anidride carbonica viene dissolto sotto pressione nel liquido nell'impianto di imbottigliamento. Se guardi una bottiglia di soda sigillata trasparente, c'è poco o nessun gorgogliamento, ma togli il tappo e rilasci la pressione. La bottiglia emette un breve sibilo mentre il gas rilasciato fuoriesce. Sotto la normale pressione dell'aria ambiente, la soda non può più trattenere tutta la CO2 disciolta e il gas fuoriesce dalle bolle. Se versi lo zucchero in una bottiglia di soda aperta, fa schiuma e bolle vigorosamente mentre lo zucchero in eccesso si dissolve nella soda, espellendo la CO2 rimanente.
Olio e acqua: nessuna soluzione
È risaputo che olio da cucina e acqua non si mescolano. Se riempi un bicchiere pieno per tre quarti d'acqua e aggiungi dell'olio da cucina, vedi due strati distinti: uno di acqua e l'altro di olio. Puoi mescolare la miscela, ma quando si stabilizza, si separa di nuovo in strati.
Fare una soluzione satura
Riempi un bicchiere per tre quarti con acqua di rubinetto a temperatura ambiente e metti da parte un piccolo contenitore di sale da cucina. Metti un pizzico di sale nell'acqua e mescola con un cucchiaio per qualche secondo finché il sale non si scioglie. Continuate ad aggiungere sale in questo modo, un pizzico alla volta con una buona mescolata. Quando avrai aggiunto poco più di un cucchiaio di sale all'acqua, noterai che il sale inizia a depositarsi sul fondo del bicchiere. Il sale che vedi non è sciolto, il che significa che il liquido ha raggiunto il punto di saturazione. Il sale che aggiungi dopo questo punto finisce sul fondo del bicchiere; l'acqua non può sciogliere più sale.
Temperatura, pressione e solubilità
La temperatura e la pressione influiscono sulla solubilità in acqua, ma l'effetto varia da una sostanza all'altra. Ad esempio, l'acqua dissolve meno gas all'aumentare della temperatura e più gas si dissolve all'aumentare della pressione. Alcuni sali si dissolvono più nell'acqua calda che in quella fredda, mentre con altri l'effetto è opposto.
Sostanze miscibili: nessuna saturazione
Quando puoi mescolare due sostanze in qualsiasi proporzione, e non raggiungono mai la saturazione, i chimici le considerano miscibili. Un esempio riguarda due gas, come ossigeno e azoto. Non formano due distinte bolle di gas; i due gas si mescolano liberamente. Un altro esempio è l'acqua e la maggior parte degli alcoli. Se mescolato in quasi tutte le quantità, uno si dissolverà nell'altro.