Miscibilità

Che cos’è la miscibilità?

La miscibilità è la proprietà di due sostanze di mescolarsi completamente. Pertanto, può anche essere definita come la capacità di due sostanze di formare una soluzione omogenea. È un termine generalmente utilizzato per descrivere le sostanze liquide. Tuttavia, al di là di questa applicazione, si può parlare anche di miscibilità di solidi e gas. Quando si parla di miscibilità, occorre sottolineare che essa non dipende dalla proporzione di determinate quantità. In altre parole, questa miscibilità si verifica indipendentemente dal fatto che l’uno o l’altro elemento rappresenti una proporzione maggiore o minore.

La miscibilità è quindi un termine chimico che descrive la proprietà di alcune sostanze. Ci sono liquidi che sono miscibili indipendentemente dalla loro proporzione e altri che sono “miscibili” solo in una certa proporzione. In quest’ultimo caso, infatti, non sarebbero considerati miscibili proprio per quanto detto sopra.

Differenze tra miscibilità e solubilità

È molto comune confondere la solubilità con la miscibilità. I termini sono simili, ma non identici. Infatti, una delle principali differenze è che la solubilità si verifica sempre all’interno di un certo spettro. Ciò significa che le sostanze possono combinarsi in misura maggiore o minore e possono quindi essere definite soluzioni solubili o molto solubili. La miscibilità, invece, è una proprietà che non distingue tra gradi. In altre parole, non esistono sostanze più o meno miscibili in combinazione: o sono miscibili o non lo sono. A rigore, quando due sostanze sono miscibili, non ci sono strati, separazioni o precipitati. Non si verifica nemmeno una miscelazione parziale. Miscibile significa quindi che due sostanze sono completamente solubili l’una nell’altra, indipendentemente dalle loro proporzioni.

Come si misura la miscibilità?

Per spiegare come si misura la miscibilità, è necessario spiegare il comportamento delle sostanze non miscibili o immiscibili. Quando due sostanze sono immiscibili, non si mescolano completamente per produrre una sostanza omogenea. Quando si combinano, invece, formano strati e risultano in una miscela eterogenea o non integrata. Il caso più noto di questo fenomeno è quello che si verifica con l’olio e l’acqua.

La miscibilità di due sostanze può quindi essere determinata visivamente. Se due sostanze si uniscono e, invece di mescolarsi omogeneamente, formano “strati”, sono immiscibili.

Tuttavia, esistono metodi avanzati per misurare il livello di miscibilità di due sostanze. Una di queste è la spettroscopia – una forma di analisi cromatografica – o la viscosimetria. Altri metodi includono l’osmometria e la calorimetria. La miscibilità di due sostanze di laboratorio è solitamente rappresentata da grafici. Il fatto che ci siano sostanze che sono state ripetutamente lavorate in laboratorio significa che i valori sono noti e non è necessario analizzare le sostanze o le miscele separatamente.

Fattori che incidono sulla miscibilità.

Diversi fattori influenzano la miscibilità delle sostanze. Il primo di questi criteri è la polarità. Sostanze con polarità simile sono miscibili. Nel caso dei solventi non polari, essi sono tenuti insieme da forze dette “forze di Van Der Waals”, che limitano il numero massimo di legami che non può essere superato in modo che le molecole di solventi polari possano essere interposte e mescolate. Pertanto, i solventi polari vengono solitamente miscelati con altri solventi non polari.

Allo stesso tempo, anche il peso della catena idrocarburica gioca un ruolo importante. Questo, ovviamente, si riferisce ai composti organici e all’analisi della loro miscibilità o meno in acqua. L’etano, ad esempio, è una sostanza miscibile con l’acqua con solo due atomi di carbonio. Tuttavia, l’1-butanolo ne ha quattro e non è quindi miscibile con l’acqua.

Esempi di liquidi miscibili e immiscibili

Di seguito sono elencate le sostanze miscibili e immiscibili e il loro comportamento quando vengono mescolate.

Esempi di sostanze immiscibili

Il caso più noto, come già detto, è quello dell’olio e dell’acqua. Si tratta di sostanze immiscibili che possono unirsi, ma che alla fine si separano e formano strati. Tuttavia, oltre all’olio e all’acqua, esistono altre sostanze come metanolo e cicloesano, acqua e benzene o acqua e toluene.

Per quanto riguarda i gas, va notato che tutti i gas sono miscibili a pressioni normali. Tuttavia, a pressioni e temperature elevate può verificarsi il fenomeno dell’immiscibilità. In realtà, in questi casi, le particelle compresse si comportano in modo più simile ai liquidi. Questo è esattamente ciò che accade con alcuni vapori come il benzene e l’acqua, che sono immiscibili ad alta pressione.

Nel caso dei solidi, esistono anche esempi in cui non si formano leghe e che quindi sono considerati solidi immiscibili. Questi solidi possono mescolarsi quando sono in forma liquida, ma si separano quando si solidificano. Ne sono un esempio il cobalto e il rame.

Esempi di sostanze miscibili

L’acqua e l’etanolo sono due sostanze miscibili. Indipendentemente dalle loro proporzioni, si mescoleranno e formeranno una sostanza omogenea. Altri esempi sono lo xilene e l’esano o, come già detto, i gas a pressione normale. Questi gas miscibili includono elio e azoto o etanolo e vapore acqueo.

I solidi miscibili formano leghe, cioè si mescolano allo stato liquido e successivamente si solidificano. I solidi miscibili possono quindi essere definiti come tutti i solidi che danno origine a leghe: ferro e carbonio o rame e zinco, tra gli altri.