Differenza tra soluzione ipertonica, ipotonica ed isotonica in chimica

MEDICINA ONLINE LABORATORIO CHIMICA FISICA SANGUE ANALISI FECI URINA GLICEMIA AZOTEMIA DENSITA CHEMISTRY LAB VISCOSITA LIQUIDO GAS SOLIDO FLUIDO ACQUA PESO SPECIFICO SCUOLA RICERCA RESISTENZA ATTRITOSi definisce “soluzione” in chimica una miscela omogenea in cui una o più sostanze sono contenute in una fase liquida o solida o gassosa; una soluzione contiene particelle diverse mescolate e distribuite in modo uniforme nello spazio disponibile in modo che ogni volume di soluzione abbia la medesima composizione degli altri. La misura della quantità di soluto rispetto alla quantità di soluzione è detta concentrazione e viene misurata sia tramite unità fisiche che tramite unità chimiche.

In chimica si possono distinguere tre tipi di soluzione, in base alla concentrazione di soluto:

  • soluzioni isotoniche: sono due soluzioni con stessa concentrazione di soluto tra loro;
  • soluzione ipertonica: è una soluzione con maggiore concentrazione di soluto rispetto ad un’altra soluzione;
  • soluzione ipotonica: è una soluzione con minore concentrazione di soluto rispetto ad un’altra soluzione.

Passaggio di acqua da una soluzione all’altra

Il passaggio dell’acqua attraverso una membrana posta tra due ambienti (ad esempio cellula e spazio extracellulare), dipende dal tipo di ambiente ipertonico, ipotonico o isotonico:

  • se la soluzione è isotonica rispetto alla cellula, ci sarà la medesima concentrazione di soluto da entrambe le parti venendosi a creare un equilibrio idrico;
  • se la soluzione è ipertonica rispetto alla cellula, l’acqua si muoverà verso l’esterno della cellula che può essere danneggiata dalla disidratazione;
  • se la soluzione è ipotonica rispetto alla cellula, l’acqua si muoverà verso l’interno della cellula che si rigonfia e può scoppiare (lisi cellulare).

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Per sopravvivere in un ambiante ipertonico o ipotonico la cellula deve quindi continuamente regolare l’equilibrio idrico, tramite l’osmoregolazione. Le cellule vegetali hanno una parete cellulare che limita il loro volume e ne definisce la forma.

Turgore : pressione interna alla cellula contro la parete cellulare che impedisce l’ingresso di altra acqua.

  • se la soluzione è isotonica rispetto alla cellula vegetale, quest’ultima perde il proprio turgore;
  • se la soluzione è ipertonica rispetto alla cellula vegetale perde acqua e raggrinzisce e la membrana si stacca dalla parete cellulare mediante un fenomeno detto plasmolisi;
  • Se la soluzione è ipotonica rispetto alla cellula vegetale, la cellula è turgida.

Le proteine di trasporto consentono una diffusione facilitata, cioè permettono a una sostanza di attraversare la membrana secondo il gradiente di concentrazione. È un tipo di trasporto passivo, non richiede energia. La diffusione facilitata è utilizzata da zuccheri, amminoacidi, ioni e acqua. Le proteine di trasporto più comuni agiscono da canale per queste sostanze; la proteina da trasporto “ carrier” si lega al proprio passeggero, cambia forma e lo lascia all’altro lato della membrana. Le proteine di trasporto dette acquaporine rendono rapida la diffusione dell’acqua. La proteina di trasporto è specifica per la sostanza di cui facilita il passaggio; più proteine di trasporto ci sono, più rapida è la diffusione.

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Liquido in chimica: definizione e caratteristiche fisiche

MEDICINA ONLINE LABORATORIO CHIMICA FISICA SANGUE ANALISI FECI URINA GLICEMIA AZOTEMIA DENSITA CHEMISTRY LAB VISCOSITA LIQUIDO GAS SOLIDO FLUIDO ACQUA PESO SPECIFICO SCUOLA RICERCA RESISTENZA ATTRITO.jpgCon “liquido” in chimica si indica uno degli stati della materia, insieme a “solido” ed aeriforme (gas). Generalmente, una sostanza allo stato liquido è meno densa che allo stato solido, cioè un materiale allo stato solido tende ad “andare a fondo” se immerso nello stesso materiale allo stato liquido. Una importante eccezione a quest’ultima affermazione è costituita dall’acqua che è più densa allo stato liquido che allo stato solido, motivo per cui il ghiaccio galleggia sull’acqua.

Le proprietà principali di un materiale allo stato liquido sono:

Fluidità

Un liquido è un fluido che, in assenza di forze esterne tra cui quella di gravità, ha una forma sferica. I liquidi, a causa della limitata forza di coesione fra le molecole, sono scorrevoli, cioè fluidi. Si dice quindi che “non hanno forma propria”. Non tutti i liquidi sono egualmente fluidi, così si dice che l’etere è più fluido dell’acqua o anche che l’acqua è più viscosa dell’etere.

Elasticità

i liquidi sono molto elastici, cioè si deformano facilmente sotto l’azione di una forza e riprendono immediatamente la forma primitiva appena cessa l’azione della forza deformatrice.

Incomprimibilità

un liquido è un fluido il cui volume è costante a temperatura e pressione costanti; la comprimibilità dei liquidi è in genere molto bassa, e trascurabile se confrontata a quella dei gas, quindi i liquidi sono considerati incomprimibili.
Anche se hanno un coefficiente di comprimibilità che varia in funzione della natura del liquido stesso, alcuni di questi liquidi come l’acqua sono stati testati a pressioni fino a 10.000 bar dando variazioni molto piccole, invece altri come gli idrocarburi hanno sensibili variazioni con pressioni di 100 bar.

Comportamento di atomi e molecole nei liquidi

Le molecole o atomi che costituiscono il liquido interagiscono fra loro, sebbene non fortemente come nel solido. Non sono fra loro in posizioni fisse ma “scorrono” gli uni sugli altri, sebbene si ipotizzi l’esistenza di cluster o gabbie relativamente stabili, in liquidi dai forti legami intermolecolari come l’acqua.

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Differenza tra miscela omogenea ed eterogenea

MEDICINA ONLINE LABORATORIO CHIMICA FISICA SANGUE ANALISI FECI URINA GLICEMIA AZOTEMIA DENSITA CHEMISTRY LAB VISCOSITA LIQUIDO GAS SOLIDO FLUIDO ACQUA PESO SPECIFICO SCUOLA RICERCA RESISIn chimica si definisce “miscela” un insieme di sostanze diverse mescolate tra loro. A differenza dei composti, che si possono definire come sostanze elettricamente neutre costituite da due o più elementi diversi i cui atomi vi figurano in proporzioni definite, le miscele hanno una composizione variabile. Ad esempio, in un campione del composto acqua vi saranno sempre due atomi di H per ogni O, mentre lo zucchero e la sabbia si possono mescolare in qualsiasi proporzione. Allo stesso modo, mentre le proprietà dei composti sono diverse da quelle dei componenti, quelle delle miscele sono affini alle proprietà dei costituenti. Non di meno, mentre non è possibile separare i componenti di un composto con mezzi fisici, i costituenti di una miscela si possono separare con l’ausilio di tecniche fisiche.

Una miscela può essere eterogenea od omogenea:

  • miscela eterogenea: è un tipo particolare di miscela in cui è possibile riconoscerne i vari componenti con un microscopio ottico, o anche ad occhio nudo. È il caso di molte rocce o del latte o dell’olio immerso nell’acqua, ad esempio;
  • miscele omogenee o soluzioni: sono un tipo particolare di miscela in cui le molecole o gli ioni sono così intimamente mescolati tra loro tanto che la composizione risulta uniforme ovunque, per piccolo che possa essere il campione esaminato.

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Differenza tra soluzione e miscela in chimica con esempi

MEDICINA ONLINE LABORATORIO CHIMICA FISICA SANGUE ANALISI FECI URINA GLICEMIA AZOTEMIA DENSITA CHEMISTRY LAB VISCOSITA LIQUIDO GAS SOLIDO FLUIDO ACQUA PESO SPECIFICO SCUOLA RICERCA RESISSi definisce “soluzione” in chimica una miscela omogenea in cui una o più sostanze sono contenute in una fase liquida o solida o gassosa; una soluzione contiene particelle diverse mescolate e distribuite in modo uniforme nello spazio disponibile in modo che ogni volume di soluzione abbia la medesima composizione degli altri. La misura della quantità di soluto rispetto alla quantità di soluzione è detta concentrazione e viene misurata sia tramite unità fisiche che tramite unità chimiche.

In una soluzione viene denominato solvente la sostanza presente in quantità maggiore e soluto (o soluti) la sostanza (o le sostanze) presente in minor quantità.

  • Le soluzioni gassose (gas in gas) vengono normalmente dette miscele gassose.
  • Le soluzioni solide (solido in solido) sono dette leghe.
  • Le soluzioni liquide in cui un soluto si scioglie in un liquido (soluto in acqua) vengono dette soluzioni acquose.

Una soluzione consiste quindi in una miscela di due o più componenti che formano una dispersione molecolare omogenea in una sola fase fisica. Ricordiamo che la “fase” in chimica indica una porzione di materia che, ad occhio nudo o al microscopio ottico, presenta in ogni suo punto le medesime proprietà fisiche e chimiche.

In chimica si definisce “miscela” un insieme di sostanze diverse mescolate tra loro. A differenza dei composti, che si possono definire come sostanze elettricamente neutre costituite da due o più elementi diversi i cui atomi vi figurano in proporzioni definite, le miscele hanno una composizione variabile. Ad esempio, in un campione del composto acqua vi saranno sempre due atomi di H per ogni O, mentre lo zucchero e la sabbia si possono mescolare in qualsiasi proporzione. Allo stesso modo, mentre le proprietà dei composti sono diverse da quelle dei componenti, quelle delle miscele sono affini alle proprietà dei costituenti. Non di meno, mentre non è possibile separare i componenti di un composto con mezzi fisici, i costituenti di una miscela si possono separare con l’ausilio di tecniche fisiche.

Una miscela può essere eterogenea od omogenea:

  • miscela eterogenea: è un tipo particolare di miscela in cui è possibile riconoscerne i vari componenti con un microscopio ottico, o anche ad occhio nudo. È il caso di molte rocce o del latte, ad esempio;
  • miscele omogenee (anche chiamate soluzioni): sono un tipo particolare di miscela in cui le molecole o gli ioni sono così intimamente mescolati tra loro tanto che la composizione risulta uniforme ovunque, per piccolo che possa essere il campione esaminato.

In altre parole la soluzione è quel tipo particolare si miscela in cui i due o più componenti sono mescolati in modo omogeneo, in modo che ogni volume di soluzione abbia la medesima composizione degli altri. Tutte le soluzioni sono quindi miscele, ma non tutte le miscele sono necessariamente soluzioni.

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Differenza tra soluzione e miscuglio in chimica con esempi

MEDICINA ONLINE LABORATORIO CHIMICA FISICA SANGUE ANALISI FECI URINA GLICEMIA AZOTEMIA DENSITA CHEMISTRY LAB VISCOSITA LIQUIDO GAS SOLIDO FLUIDO ACQUA PESO SPECIFICO SCUOLA RICERCA RESISTENZA ATTRITO.jpgSi definisce “soluzione” in chimica una miscela omogenea in cui una o più sostanze sono contenute in una fase liquida o solida o gassosa; una soluzione contiene particelle diverse mescolate e distribuite in modo uniforme nello spazio disponibile in modo che ogni volume di soluzione abbia la medesima composizione degli altri. La misura della quantità di soluto rispetto alla quantità di soluzione è detta concentrazione e viene misurata sia tramite unità fisiche che tramite unità chimiche.

In una soluzione viene denominato solvente la sostanza presente in quantità maggiore e soluto (o soluti) la sostanza (o le sostanze) presente in minor quantità.

  • Le soluzioni gassose (gas in gas) vengono normalmente dette miscele gassose.
  • Le soluzioni solide (solido in solido) sono dette leghe.
  • Le soluzioni liquide in cui un soluto si scioglie in un liquido (soluto in acqua) vengono dette soluzioni acquose.

Una soluzione consiste quindi in una miscela di due o più componenti che formano una dispersione molecolare omogenea in una sola fase fisica. Ricordiamo che la “fase” in chimica indica una porzione di materia che, ad occhio nudo o al microscopio ottico, presenta in ogni suo punto le medesime proprietà fisiche e chimiche.

In chimica si definisce “miscuglio” un insieme di componenti chimici che si combinano tra di loro con rapporti costanti per mantenere particolari proprietà fisiche e chimiche. Un miscuglio può essere:

  • omogeneo (o fisico) se i suoi componenti non sono più distinguibili all’osservazione diretta e si presenta in un’unica fase;
  • eterogeneo (o meccanico) se è costituito da due o più fasi e i suoi componenti sono facilmente distinguibili.

Se ad esempio versate olio dentro un bicchiere d’acqua, vedi perfettamente che sia acqua che olio saranno distinti: questo è un tipico miscuglio eterogeneo costituito da due fasi, una fase è l’acqua e l’altra fase è l’olio.

Se invece osservate un bicchiere di vino, o di caffè, le parti che compongono la miscela sono perfettamente omogenee, ciò viene detto miscuglio omogeneo e viene chiamato comunemente soluzione. La soluzione è – più precisamente – un miscuglio omogeneo in cui una fase (il solvente) è in netta prevalenza sull’altra fase (il soluto). In altre parole: una soluzione è un tipo particolare di miscuglio omogeneo.

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Differenza tra soluzione, sospensione aerosol ed emulsione in chimica

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Soluzione

Si definisce “soluzione” in chimica una miscela omogenea in cui una o più sostanze sono contenute in una fase liquida o solida o gassosa; una soluzione contiene particelle diverse mescolate e distribuite in modo uniforme nello spazio disponibile in modo che ogni volume di soluzione abbia la medesima composizione degli altri. La misura della quantità di soluto rispetto alla quantità di soluzione è detta concentrazione e viene misurata sia tramite unità fisiche che tramite unità chimiche.

In una soluzione viene denominato solvente la sostanza presente in quantità maggiore e soluto (o soluti) la sostanza (o le sostanze) presente in minor quantità.

  • Le soluzioni gassose (gas in gas) vengono normalmente dette miscele gassose.
  • Le soluzioni solide (solido in solido) sono dette leghe.
  • Le soluzioni liquide in cui un soluto si scioglie in un liquido (soluto in acqua) vengono dette soluzioni acquose.

Una soluzione consiste quindi in una miscela di due o più componenti che formano una dispersione molecolare omogenea in una sola fase fisica. Ricordiamo che la “fase” in chimica indica una porzione di materia che, ad occhio nudo o al microscopio ottico, presenta in ogni suo punto le medesime proprietà fisiche e chimiche.

Sospensione

Si definisce in chimica “sospensione” una miscela in cui un materiale finemente suddiviso è disperso in un altro materiale in modo tale da non sedimentare in tempo breve. Le sospensioni sono quindi costituite da due componenti:

  • un componente minoritario che è allo stato solido ed è finemente disperso all’interno del componente maggioritario.
  • un componente maggioritario che è allo stato liquido, che contiene il componente minoritario.

Differenza tra soluzione e sospensione

A differenza della soluzione, in cui le due parti si uniscono intimamente dando origine ad un liquido perfettamente trasparente, nella sospensione la miscela è opaca e torbida, a causa dell’effetto Tyndall, cioè quel particolare fenomeno di diffusione della luce dovuto alla presenza di particelle, di dimensioni comparabili a quelle delle lunghezze d’onda della luce incidente, presenti in sistemi colloidali, nelle sospensioni o nelle emulsioni.

Semplificando: nelle sospensioni il soluto è fisicamente distinguibile dal liquido, mentre nelle sospensioni il soluto ed il solvente sono omogenee e macroscopicamente indistinguibili. In altre parole: nella sospensione il soluto si può riconoscere nel solvente. nella soluzione invece no. 

Aerosol ed emulsione

Come abbiamo visto, una sospensione è composta da un solido finemente disperso all’interno del componente maggioritario liquido. Se la sospensione è invece composta da gocce di liquido o da particelle solide disperse in un gas, la sospensione prende il nome di aerosol. Se la sospensione è composta da sostanze lipofile disperse in sostanze idrofile o viceversa, prende invece il nome di emulsione.

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Differenza tra densità relativa ed assoluta

MEDICINA ONLINE LABORATORIO CHIMICA FISICA SANGUE ANALISI FECI URINA GLICEMIA AZOTEMIA DENSITA CHEMISTRY LAB VISCOSITA LIQUIDO GAS SOLIDO FLUIDO ACQUA MIELE OLIO VINO RESISTENZA ATTRITO MOVIMENTO MATERIALE ESPERIMENTO.jpgLa densità assoluta – o più semplicemente “densità” – di un materiale è il rapporto tra la sua massa ed il suo volume (cioè massa diviso volume); l’unità di misura della densità è il kg/m³. Il materiale in esame può essere sia un liquido che un solido o un gas.

Con “densità relativa” si intende invece il rapporto tra la densità del corpo preso in esame e quella di un corpo preso come riferimento, per data temperatura e pressione. Il corpo usato come riferimento è di solito l’acqua pura (distillata o deionizzata) a temperatura di 4 °C e pressione di 1 bar

Proprio per evitare errori la “densità” (cioè il rapporto tra la sua massa ed il suo volume) prende il nome di “densità assoluta”, in modo da distinguerla dalla densità relativa. Bisogna fare attenzione a non confondere il concetto di densità (che è la misura di una massa diviso un volume) con quello di densità relativa (che è invece una grandezza adimensionale).

Come si determina la densità relativa?

La densità relativa può essere determinata in vari modi. I corpi solidi che hanno densità maggiore di quella dell’acqua vengono pesati dapprima in aria e quindi in acqua in condizioni di completa immersione. La densità relativa si ottiene dividendo il peso in aria per la diminuzione di peso del corpo immerso (vedi principio di Archimede). Per determinare la densità relativa dei fluidi si utilizzano invece strumenti appositi detti densimetri. Nel caso siano necessarie misure molto accurate, si procede determinando la massa di un volume noto di liquido o di gas in condizioni controllate di temperatura.

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Differenza tra fluido ideale e reale

MEDICINA ONLINE DENSITA VISCOSITA LIQUIDO GAS SOLIDO FLUIDO ACQUA MIELE OLIO VINO RESISTENZA ATTRITO MOVIMENTO SCIVOLAMENTO FISICA MATERIALE ESPERIMENTO CONTENITORE H20 RESISTENZA SCORRIMENTOCon “fluido” in chimica si definisce un materiale (generalmente costituito da una sostanza o da una miscela di più sostanze) che si deforma illimitatamente (fluisce) se sottoposto a uno sforzo di taglio, indipendentemente dall’entità di quest’ultimo. Il fluido è un particolare stato della materia che comprende

  • i liquidi;
  • gli aeriformi (i gas);
  • il plasma;
  • alcuni solidi plastici.

La dinamica dei fluidi, o fluidodinamica, studia il comportamento dei fluidi in moto, in relazione alle cause che lo determinano. Per ricavare le equazioni che regolano il moto dei fluidi è necessario ricorrere ad un modello teorico di fluido, chiamato “fluido ideale” (anche chiamato “fluido perfetto“, sono sinonimi) del tutto incomprimibile e non viscoso, cioè senza attrito interno. La maggior parte dei fluidi reali non è appartenente al gruppo dei fluidi perfetti, ma il loro comportamento, benché a volte si discosti notevolmente da quello dei fluidi perfetti, in alcuni casi può essere assimilabile a quello dei fluidi perfetti.

La differenza principale tra un fluido perfetto e un fluido reale è la presenza della viscosità, che tende a ostacolare il moto del fluido imponendo che nelle equazioni del moto usate per i fluidi perfetti siano introdotti termini correttivi che tengano conto della dissipazione di energia causata dall’attrito interno tra le molecole. Inoltre, un fluido reale, a differenza di un fluido ideale, può presentare due modalità di scorrimento:

  1. flusso laminare: il flusso scorre in strati che scivolano l’uno sull’altro senza mescolarsi;
  2. flusso turbolento: il flusso scorre con mescolamento di porzioni di fluido, cioè in modo disordinato e caotico: in queste condizioni le equazioni che ne regolano il moto sono ancora più complesse.

Semplificando:

  • i fluidi ideali sono fluidi non viscosi (privi di attrito) e sempre incomprimibili;
  • i fluidi reali sono viscosi, inoltre sono comprimibili nel caso dei gas o incomprimibili nel caso dei liquidi, infine possono scorrere con flusso laminare o turbolento.

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