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Titolo: acqua e alcool

100 cc di acqua + 100 cc di alcool non fanno 200 cc
Quanto fanno? e come mai?
ciao e grazie 

"Soviet_Mario" <Soviet...@CCCP.MIR> ha scritto nel messaggio 
news:4dbddb71$0$38648$4faf...@reader1.news.tin.it...

Se lo spieghi forse lo capiamo. L'esempio delle biglie e della sabbia se il 
totale non è 200 cc, ha confuso le idee a noi tutti in modo drammatico! 

 totale non è 200 cc, ha confuso le idee a noi tutti in modo drammatico!
Regola generale: le masse sono sempre additive (principio di 
conservazione della materia), i volumi invece non lo sono.
Del resto, anche considerando una sostanza pura, 100 g di acqua occupano 
un volume minore di 100 g di ghiaccio, perché le molecole sono disposte 
diversamente.
In una miscela di liquidi reale il volume dipende ad esempio dal tipo di 
interazioni (solvatazione) che si instaura tra le diverse molecole, che 
possono essere diverse da quelle presenti nei rispettivi liquidi puri.
I volumi sono additivi solo per le miscele ideali, cosa che è una 
astrazione simile a quella dei gas perfetti.
-- 
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 e come mai?
Te l'ha spiegato Soviet. Se non l'hai capito, leggi la spiegazione
del supplente all'insegnante di sostegno. :-)
Bye,
  *GB* 

 ha confuso le idee a noi tutti in modo drammatico!
Supponiamo che tu abbia due cilindri graduati da 200 cc, abbastanza
larghi da poter contenere anche le biglie.
Riempi il cilindro A di sabbia fino al livello 100 cc. Noterai che
la sabbia è molto compattata.
Riempi il cilindro B di biglie fino al livello 100 cc. Noterai che
rimangono ampi spazi fra una biglia e l'altra.
Adesso versa la sabbia dal cilindro A dentro il cilindro B, poi
dài dei colpetti alla cima e alla base del cilindro per aiutare
la sabbia a insinuarsi negli spazi fra le biglie.
Risultato: siccome la sabbia va a riempire gli spazi fra le biglie,
il volume totale della "soluzione" ottenuta dipende dall'efficienza
di tale riempimento (tanto maggiore quanto più è fine la sabbia) e
dall'inefficienza dell'occupazione di spazio da parte delle biglie
(tanto maggiore quanto più le biglie sono grosse).
Come si applica questo ad acqua e alcool? Siccome entrambi contengono
legami idrogeno (diretti dall'idrogeno di un ossidrile all'ossigeno
di un altro ossidrile, e quindi O-H...O ), quando li mescoli, le loro
molecole si redistribuiscono e si ricollocano in un modo che realizza
con più efficienza l'occupazione dello spazio: da cui il risparmio
di volume.
Nota allarmante per Soviet e altri chimici: ma nella pagina di Wikipedia
italica alla voce "Acqua" c'è la denominazione "ossano"! Il covalent'onimo
Iupac non era "ossidano"? Nella relativa pagina anglosassone trovo infatti
riportato "oxidane" come unico nome Iupac accettato oltre a "water".
Bye,
  *GB* 

 ha scritto nel messaggio 
news:ipml10$8u7$1...@speranza.aioe.org...

Roba da chiodi, non ci avevo pensato. 

 Roba da chiodi, non ci avevo pensato.
Si, volendo e' anche da chiodi: mescoli chiodi e pezzetti di tubo con
diametro interno sufficiente a far entrare il chiodo, agiti....


mega rotfl ... quando uno si caccia in un vicolo cieco irto 
di mastini, poco ma sicuro che ne esce colle mutanne 
sbrindellate :-)
P.S. la mia mancanza di voglia è che se ne era parlato 
recentemente, e pure su un altro NG (dei fisici, a proposito 
del galleggiamento della ghiaia sul terriccio, con annessa 
mia divagazione sulla annosa quaestio della densità delle 
misture eterogenee).
Ergo, come dire, è vero che scazza cercare sui NG ed è 
comodo richiedere scansando la fatica ... ma anche 
rispondere alla cazzo, costa meno fatica (nel senso che lo 
spunto c'era, niente di più).
Ciao
Soviet


Comunque la questione di acqua+etanolo mi ha fatto sempre riflettere.
Da dove vengono il calore di miscelamento e la diminuzione di volume?
Forse sono le molecole d'acqua ad insinuarsi negli spazi tra molecole
di etanolo? L'entalpia di reazione e' dovuta al maggior numero di
legami a idrogeno formati dalle molecole di alcool a causa dell'acqua?
Mi sembrerebbe strano il viceversa, infatti.
--
cometa_luminosa

 recentemente, e pure su un altro NG (dei fisici, a proposito
Se sei stanco, ripropongo qualcosa di più chimico. Io avevo sostenuto
che le coppie isolate si appiattiscono verso il nucleo (venendo attratte
solo da quella parte) e quindi si respingono maggiormente fra di loro
rispetto agli elettroni di un legame tirati in fuori dall'altro nucleo,
e che nella molecola O2 tale repulsione fra le coppie induce il salto
di un elettrone da un orbitale pigreco all'altro, formando un legame
"uno e due mezzi".
Tu avevi obiettato che l'angolo di legame in H2O è più ampio che in H2S
e me ne chiedevi conto. A tal riguardo segnalo che in H2S è più ampio
che in H2Se (sia pure di poco) e in H2Se lo è più che in H2Te (idem).
Bene, ho già scritto che la mia risposta è che ciò dipende dalla forza
dei legami idrogeno, che tirano in fuori gli elettroni delle coppie
isolate, diminuendo così la repulsione fra di esse, e per conseguenza
rilassando l'angolo fra i due legami covalenti. Non puoi dire che
i legami idrogeno non siano abbastanza forti, giacché mescolando H2O
e D2O, in brevissimo tempo compare anche HDO (se gli idrogeni si spostano
così in fretta da una molecola d'acqua all'altra, è chiaro che quello che
prima era un legame idrogeno, ora è un legame covalente, e viceversa).
Ora prendi un righello di plastica (meglio se trasparente colorata)
da appoggiare al monitor, e osserva questi due grafici di punti di
ebollizione (nel primo l'ascissa è il periodo, nel secondo il p.m.):
 
http://itl.chem.ufl.edu/2045/lectures/g_figs/g12_14.jpg
 
http://tinyurl.com/5tq2d3c
  = 
http://www.knowledgebin.org/kb/images/1/subjects/chemistry/
  chemical-bonding-2_files/fig_004.gif
Noterai che le pendenze dei segmenti H2O--H2S, H2S--H2Se, H2Se--H2Te
si possono far corrispondere ai rispettivi angoli di legame.
Poiché quello strano andamento dei punti di ebollizione dipende dalla
forza del legame idrogeno, è facile supporre che anche la variazione
dell'angolo di legame subisca la stessa influenza.
Ritieni che questa mia spiegazione sia accettabile, o ne hai una diversa
da proporre?
NB: Patrizio mi aveva contestato che Cl(-) idratato sia più stabile,
e anche questo caso si spiega con i legami idrogeno che si formano
fra le coppie isolate del cloruro e gli idrogeni dell'acqua.
Bye,
  *GB* 

 (tanto maggiore quanto più le biglie sono grosse).
Qui e' vera solo una cosa: che essendo i granelli di sabbia suff.
piccoli, possono occupare lo spazio libero tra le biglie.
Ma non e' affatto vero che la frazione di spazio libera tra le biglie
dipenda dal raggio di queste. E' un numero fisso che ora non ricordo
ma che si puo' calcolare elementarmente.
 
-- 
Elio Fabri
Perche' tu devi pur sapere, aggiunse, mio ottimo Critone, che parlare
scorrettamente non solo e' cosa brutta per se medesima, ma anche fa
male all'anima.


Immagino che ti stia riferendo alla fazionedi massimo impacchettamento 
(facile da calcolare per sfere dure a 1 componente perche'  corrisponde 
ad una struttura crstallina fcc) o a quella di massimo impacchettamento 
casuale (meno facile da calcolare da considerazioni elementari ma 
stimabile molto bene numericamente).
Tuttavia l' argomento dell' impacchettamento e dell' efficienza dello 
stesso in un sistema a 2 componenti mi sembra fuori luogo per la 
spiegazione della variazione di volume della soluzione per almeno due 
motivi:
1. A  differenza dei modelli statici, nei liquidi c'e' un moto continuo 
degli atomi e molecole (su tempi caratteristici microscopici) che 
permette di esplarare lo spazio delle fasi accessibile in modo 
estremamente efficace;
2. ancora piu'  importante,  i modelli a palle o sassi grandi e piccoli 
hanno un vizio di fondo: le distanze di minimo approccio microscopice 
risutano ovviamente additive (se una palla picola ha diametro s1 e una 
grande dietro s2,  la distanza di minimo approccio piccola grande non 
puo'  essere che (s1+s2)/2.  Ma le molecole NON sono sfere dure. I 
"diametri"  molecolari sono principalmente dovuti all' effetto sulle 
funzioni di correlazione della parte repulsiva del potenziale e questa 
in genere NON obbedisce la regola additiva.
Percio'  ragionare su biglie e granelli di sabbia o biglie piu'  piccole 
non permette di capire veramente quel che succede.
Giorgio

 cometa_luminosa

 Giorgio

 dipenda dal raggio di queste.
Ascolta, io stavo descrivendo la situazione reale affinché chi volesse
fare la prova non trovasse un'abnorme divergenza fra teoria e pratica.
Ti sfido quindi a passare all'esperimento.
0 ) Prendi un cilindro graduato da 250 cc di diametro interno 3 cm
   (chiamiamolo cilindro B).
1 ) Versa nel cilindro B delle biglie di vetro (o di plastica o metallo)
   del diametro di 4^2 = 16 mm fino al livello 100 cc.
1') Misura lo spazio tra le biglie versando acqua nel cilindro B fino
   al livello 100 cc e poi (mediante una reticella posta all'imboccatura
   del cilindro) travasando solo l'acqua in un altro cilindro graduato
   (chiamiamolo A) e rilevandone il volume occupato, che chiameremo V1.
2 ) Adesso vuota il cilindro B e versaci biglie del diametro di 3^2 = 9 mm
   sempre fino al livello 100 cc.
2') Ripeti la misura versando acqua nel cilindro B e travasandola in A ;
   sia V2 il nuovo volume dell'acqua.
3 ) Adesso vuota il cilindro B e versaci biglie del diametro di 2^2 = 4 mm
   sempre fino al livello 100 cc.
3') Ripeti la solita misurazione versando acqua in B e travasandola in A ;
   sia V3 il nuovo volume risultante.
4 ) Adesso vuota il cilindro B e versaci biglie del diametro di 1^2 = 1 mm
   sempre fino al livello 100 cc.
4') Ripeti la solita misurazione versando acqua in B e travasandola in A ;
   sia V4 il nuovo volume ottenuto.
5 ) Infine confronta i volumi V1, V2, V3 e V4. Scommetto la tua pensione
   contro il mio stipendio che sarà:  V1 > V2 > V3 > V4
Bye,
  *GB* 

 in acqua distillata causa un modesto raffreddamento.
Io partirei dalla considerazione che l'urea solida è dimera via H-bond:
        H
       /
    H-N
       \
        C=O * H
       /       \
    H-N         N-H
       \       /
        H * O=C
               \
                N-H
               /
              H
e che l'acqua la monomerizza sostituendo i legami idrogeno presenti fra
due molecole di urea con quelli che essa forma intorno a ogni molecola
di urea.
Bye,
  *GB* 

    contro il mio stipendio che sarà:  V1 > V2 > V3 > V4
Bella scoperta!
Se nel primo esperimento avessi preso un diametro uguale a quello del
cilindro sarebbe andata anche peggio...
Voglio dire che negli esempi che fai e' determinante l'effetto di
bordo, perche' il diametro del cilindro non e' molto maggiore di
quello delle palle.
Ma se vuoi usare questo modello per ragionare sulle molecole, e' ovvio
che devi andare al caso limite, in cui il diam. del cilindor e' per
molti ordini di grandezza maggiore di quello delle palle.
E allora troverai che il diametro delle palle non conta.
