miscele di liquidi parzialmente miscibili

Due liquidi A e B sono parzialmente miscibili quando sono reciprocamente solubili solo in determinate proporzioni.
Un esempio molto buono di questo fenomeno è la miscela di acqua e fenolo. Questi liquidi sono parzialmente miscibili l'uno nell'altro: in determinati rapporti i liquidi sono completamente miscibili e in altri rapporti sono completamente immiscibili. Le variabili di questa miscela sono la temperatura e la pressione (due gradi di libertà). La massima temperatura in cui possono esistere i due liquidi in un sistema bifasico è 68.8 °C. Questa è chiamata temperatura critica: sopra questa temperatura, tutte le combinazioni di fenolo ed acqua saranno completamente miscibili e formeranno una fase unica.

miscibilità del fenolo in acquaUn idrolato di interesse farmaceutico è il fenolo liquido (esiste anche il fenolo anidro solido) che a 20 ºC, forma una soluzione all'85% in acqua. Questa soluzione presenta (v. figura a destra) lacune di miscibilità.
Il comportamento di questa soluzione, si spiega come segue: per esempio, a 50 ºC e pressione atmosferica, l'acqua solubilizza l'11% di fenolo (punto b nel diagramma); a sua volta, il fenolo solubilizza il 37% di acqua (punto c nel diagramma).

Se all'acqua contenuta in una provetta (punto a in figura) si aggiunge lentamente fenolo, questo si scioglie in acqua fino a costituire l'11% della soluzione (punto b); ulteriori aggiunte di fenolo si depositano sul fondo (il fenolo è leggermente più denso dell'acqua) in quanto la solubilità massima è stata raggiunta (punti d, e, f).
Tuttavia, l'acqua è a sua volta solubile in fenolo (fino al 37%), e quindi una parte dello strato acquoso sovrastante passa in soluzione nel fenolo.

osservazioneAd ogni aggiunta di fenolo aumenterà lo strato sottostante e diminuirà lo strato d'acqua sovrastante, ma le due concentrazioni rimangono sempre costanti perché sono sempre costituite da fenolo saturo di acqua e da acqua satura di fenolo (a quella temperatura). In altre parole, la solubilità dell'acqua in fenolo è sempre del 37%, ma via che aumenta la quantità di fenolo, in termini assoluti aumenta la quantità di acqua che si solubilzza nel fenolo fino ad ottenere un sistema monofasico (punto c).

alla scomparsa dell'ultima frazione dello strato acquoso (punto c), si ottiene una soluzione di acqua in fenolo (37%)

Riassumendo: nel punto b e c avremo un'unica soluzione; nei punti d, e, f, avremo separazione della soluzione in due strati, dove quello più denso è depositato sul fondo. Pertanto, è evidente che si possono avere due soluzioni distinte (acqua fenolo, fenolo/acqua), oppure due soluzioni stratificate dove le percentuali minima e massima per le quali esistono i due strati (da 11% a 37% di fenolo) che definiscono a 50 ºC i limiti della lacuna di miscibilità. Questi limiti variano con la temperatura e, oltrre un certo valore di questa (temperatura critica si soluzione) si ha completa miscibilità in qualsiasi proporzione.

Per quanto riguarda i valori delle concentrazioni, c, riportate sulle ascisse, è necessaria una precisazione:

di séguito è riassunto visivamente e numericamente quanto discusso.

fenolo acqua 50 ml di acqua satura con fenolo, contengono 5,5 ml di fenolo disciolto. Infatti la solubilità del fenolo in acqua è 11% , e dunque 50 · 0,11 = 5,5 ml di fenolo fenolo acqua aggiungendo 20 ml di fenolo, questo si stratificherà sul fondo, dove, per diffusione, inizierà a solubilizzare un volume di acqua pari al 37% del proprio volume: 20 · 0,37 = 7,4 ml

fenolo acqua sul fondo è depositato uno strato di 27,4 ml di fenolo saturato con acqua.
I 37,1 ml di acqua residua (44,5 - 7,4) solubilizzano l'11% di fenolo: 37,1 · 0,11 = 4 ml. Poiché in soluzione sono presenti 5,5 ml di fenolo, la soluzione è sovrassatura ed il fenolo in eccesso (5,5 - 4) migra per diffusione nello strato sottostante.
fenolo acqua alla fine del processo, la soluzione acquosa è satura di fenolo, lo strato di fenolo è saturo di acqua (per semplicità si è trascurata l'ulteriore frazione di acqua che può essere solubilizzata dagli ulteriori 1,5 ml di fenolo aggiunti ai precedenti 27,4 ml)

nicotina acqua
Per completezza, occorre ricordare l'esistenza miscele di liquidi che presentano due temperature critiche di miscibilitÓ, una superiore e l'altra inferiore.
Per esempio, nel diagramma qualitativo a fianco, si vede che la coppia nicotina/acqua presenta una lacuna di miscibilitÓ fra le temperature comprese fra 60 e 210 °C . Questo significa che al di sotto ed al di sopra di queste temperature, la nicotina e l'acqua sono completamente miscibili.

la "magia" del Raki turco

raki turcoIl raki, Ŕ considerata la bevanda nazionale turca. Questo distillato alcolico di elevata gradazione Ŕ un grappa aromatizzata con anice e generalmente viene consumata durante i pasti diluendola con acqua o aggiungendovi del ghiaccio... e allora avviene un fatto curioso: il liquido da trasparente assume una colorazione lettescente.

La spiegazione del fenomeno Ŕ un evidente esempio di quanto discusso a proposito delle miscele di liquidi parzialmente miscibili. Addizionando acqua o ghiaccio, diminuisce la gradazione alcolica e qualche sostanza (terpeni) solubile in alcol ad elevata gradazione non si solubilizza in acqua, ma forma un sistema disperso le cui particelle diffondono la luce in tutte le direzioni conferendo alla bevanda un aspetto lattescente.


preparazioni estrattive1 miscele di liquidi immiscibili2 separazione di miscele di liquidi immiscibili3 4 soluzioni che non seguono la legge di Raoult5 soluzioni di acqua e alcol6 soluzioni che presentano sensibili deviazioni dalla legge di Raoult7 distillazione frazionata8 confronto fra le varie tecniche estrattive9 tecniche estrattive10
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