Розчинність та фактори, що впливають на розчинність

Розчинність - це кількість розчиненої речовини 100 см 3 (100 мл) розчинника.

Приклад: у 100 г води при 20 °С можна розчинити 36 г солі. При цьому розчинність солі при 20 °С у 100 г води становить 36 г/100 г.

Розчинність є характерною властивістю речовин, ми можемо розрізняти речовини, знаючи їх значення розчинності за тієї ж температури. Таблиця, наведена нижче, показує розчинність деяких речовин при 20°С;

Приклад: 25 г солі X поміщають у 40 см 3 води при 20 °C. Після процесу розчинення 15 г Х залишається нерозчиненим на дні резервуару. Визначити розчинність Х при 20 ° C на 100 г води.

Рішення:

25-15 = 10 г X розчиняється у 40 см 3 води.

40 см 3 води розчиняється в 10 г

100 см 3 води розчиняється? г х

Розчинність Х у 100 г води при 20 °С становить 25 г/100 см 3

Приклад: якщо розчинність KCl у воді при кімнатній температурі становить 25 г / 100 см 3 то один з наступних розчинів є насиченим.

I. 50 г води - 15 г KCl

ІІ. 30 г води - 10 г KCl

ІІІ. 20 г води – 3 г KCl.

Рішення:

100 г води розчиняє 25 г KCl

50 г води розчиняє X г KCl

Х = 12,5 г KCl розчиняється. Таким чином, 15-12,5 = 2,5 г KCl залишається нерозчиненим на дні резервуару.

100 г води розчиняє 25 г KCl

30 г води розчиняє X г KCl

Х = 7,5 г KCl розчиняється. Таким чином, 10-7,5 = 2,5 г KCl залишається нерозчиненим на дні резервуару.

100 г води розчиняє 25 г KCl

20 г води розчиняє X г KCl

Х = 5 г KCl розчиняється. Таким чином, якщо додати 5-3 = 2 г KCl, його можна розчинити в 20 г води.

Таким чином, I та II є насиченими розчинами, а III є ненасиченим розчином.

Чинники, що впливають на розчинність

Розчинник та типи розчиненої речовини, температура, тиск та загальний іонний ефект є факторами, що впливають на розчинність.

1) Розчинник та типи розчиненої речовини:

• Якщо молекулярні структури розчиненої речовини та розчинника схожі, більша кількість розчиненої речовини розчиняється у розчиннику по відношенню до розчинів, що мають різнорідну структуру розчиненої речовини та молекули розчинника.



• Полярні речовини, такі як кислоти, основи, солі, спирт і цукор дуже добре розчиняються в полярних розчинниках, таких як вода.



• Неполярні речовини, такі як I₂, Br₂ дуже добре розчиняються в неполярних речовинах, таких як CCl₄.

2) Температура:

Деякі речовини краще розчиняються при підвищенні температури, а деякі краще розчиняються при зниженні температури. Розчини, що приймають тепло, називаються ендотермічними, а розчини, що виділяють тепло - екзотермічними.

а) Ендотермічні розчини. Більшості твердих речовин потрібно тепло для їх розчинення;

У розчинах цього розчинність збільшується зі зростанням температури.

b) екзотермічні рішення: більшість газів виділяють тепло для розчинення подібно;

У розчинах цього розчинність зменшується зі зростанням температури.

Приклад: подивіться на наступні реакції і знайдіть, які мають розчинність, що збільшується з температурою.

I. XY(s) + тепло → X +2 (aq) + Y -2

ІІ. XY₂(s) → X +2 (aq) + 2Y -1 (aq) + тепло

ІІІ. XY₃(s) → X +3 (aq) + 3Y -1 (aq) + тепло

Рішення: В ендотермічних розчинах розчинність збільшується із зростанням температури.Таким чином, оскільки реакція є ендотермічною, її розчинність збільшується із підвищенням температури. II та III є екзотермічними реакціями, тому їх розчинність зменшується з температурою.
3) Тиск:

Тиск змінює лише розчинність газів у рідинах. Розчинність газів у рідинах збільшується зі збільшенням парціального тиску та зменшується із зменшенням парціального тиску.

4) Загальний іон:

Розчинність будь-якої твердої речовини, що має загальні іони з розчинником, нижча, ніж розчинність у чистих розчинниках. Наприклад, розчинність AgNO₃ у чистій воді більше, ніж розчинність AgNO₃ у NaNO₃оскільки вони мають загальний іон NO₃ - .

Приклад: Порівняйте розчинність NaCl у наступних розчинниках;

I. Чиста вода

ІІ. NaNO₃ (водно)

Розчинність NaCl у чистій воді вища, ніж в інших, оскільки вони не мають спільних іонів. NaCl має один спільний іон з NaNO₃ та 2 спільних іони з Na₂SO₄. Збільшення кількості загального іона знижує розчинність. Таким чином, I>II>III

Чинники, що впливають на швидкість сольватації

• Типи матерії



• Зміна температури (зниження для екзотермічних розчинів та збільшення для ендотермічних розчинів)



• Поверхня контакту (цукровий пісок розчиняється швидше, ніж кусковий цукор)



• Змішування розчину підвищує швидкість сольватації.

© Copyright www.ChemistryTutorials.org, Відтворення в електроніці і написання форми є expressly forbidden без повідомлень про відомство www.ChemistryTutorials.org. Privacy Policy

• Матерія та властивості речовини
  
  
  
  • Класифікація Матерії з прикладами
  
  
  
  • Розкладання з'єднань та сумішей
  
  
  
  • Фази (стану) матерії з прикладами
  
  
  
  • Властивості та назви простих хімічних сполук з прикладами
  
  
  
  • Матеріал та властивості матеріалу робочий лист
  
  
  
  
  
  
  • Електронна конфігурація з прикладами
  
  
  
  • Орбіталі та розміщення електронів на орбіталі з прикладами
  
  
  
  • Атомна структура робочий лист
  
  
  
  
  
  
  • Пошук розташування елементів у періодичній таблиці з прикладами
  
  
  
  • Періодичні властивості елементів із прикладами
  
  
  
  • Властивості періодичних груп із прикладами
  
  
  
  • Періодична таблиця робочий лист
  
  
  
  
  
  
  • Молярні розрахунки з прикладами
  
  
  
  • Моль концепції робочого листа
  
  
  
  
  
  
  • Вимірювання тиску газу та манометрів з прикладами
  
  
  
  • Кінетична теорія газів
  
  
  
  • Ефузія та дифузія газів з прикладами
  
  
  
  • Закони про газ із прикладами
  
  
  
  • Закон про ідеальний газ
  
  
  
  • Щільність газів із прикладами
  
  
  
  • Суміші та парціальний тиск газів з прикладом
  
  
  
  • газів робочий лист
  
  
  
  
  
  
  • Типи хімічних реакцій із прикладами
  
  
  
  • Редокс (Окислення та відновлення) реакції
  
  
  
  • Балансування хімічних реакцій із прикладами
  
  
  
  • Хімічна реакція стехіометрії з прикладами
  
  
  
  • Хімічні реакції робочий лист
  
  
  
  
  
  
  • Природні ядерні реакції та радіоактивні розпади
  
  
  
  • Штучна радіоактивність поділу та синтезу
  
  
  
  • Періоди напіврозпаду та радіоактивного розпаду
  
  
  
  • Ядерна хімія (радіоактивність) робочий лист
  
  
  
  
  
  
  • Розчинність та фактори, що впливають на розчинність
  
  
  
  • Концентрація з прикладами
  
  
  
  • Розведення та щільність розчинів
  
  
  
  • Концентрація іонів із прикладами
  
  
  
  • Властивості рішення та розрахунки рішення
  
  
  
  • Рішення робочий лист
  
  
  
  
  
  
  • Властивості кислот та основ
  
  
  
  • Сильні сторони кислот та основ
  
  
  
  • рН рОН та іонізація води
  
  
  
  • Кислотний та базовий робочий лист
  
  
  
  
  
  
  • Ентальпія та термохімічні реакції
  
  
  
  • Закон Гесса (Сумування термохімічних реакцій)
  
  
  
  • Сполучні енергії та ентальпія
  
  
  
  • Вимірювання ентальпії та калориметра
  
  
  
  • термохімія робочий лист
  
  
  
  
  
  
  • Чинники, що впливають на швидкість реакції
  
  
  
  • Швидкості реакцій (хімічна кінетика)
  
  
  
  
  
  
  • Чинники, що впливають на хімічну рівновагу
  
  
  
  • Хімічна рівновага робочий лист
  
  
  
  
  
  
  • Полярність облігацій
  
  
  
  • Металеві та молекулярні зв'язки
  
  
  
  • Хімічні зв'язки робочий лист
  
  
  
  
  
  
  • Матерія та властивості речовини Іспити та Вирішення проблем
    
    
    
    • Матерія та властивості речовини Екзамен 1 та вирішення проблем
    
    
    
    • Матерія та властивості речовини Екзамен 2 та вирішення проблем
    
    
    
    • Матерія та властивості речовини Екзамен 3 та вирішення проблем
    
    
    
    • Матерія та властивості речовини Екзамен 4 та вирішення проблем
    
    
    
    
    
    
    • Атомна структура Іспит 1 та вирішення проблем
    
    
    
    • Атомна структура Іспит 2 та вирішення проблем
    
    
    
    • Атомна структура Іспит 3 та вирішення проблем
    
    
    
    
    
    
    • Періодична таблиця Іспит 1 та вирішення проблем
    
    
    
    • Періодична таблиця Іспит 2 та вирішення проблем
    
    
    
    
    
    
    • Моль Концепція Іспит 1 та вирішення проблем
    
    
    
    • Моль Концепція Іспит 2 та вирішення проблем
    
    
    
    
    
    
    • Газовий іспит 1 та вирішення проблем
    
    
    
    • Газовий іспит 2 та вирішення проблем
    
    
    
    • Газовий іспит 3 та вирішення проблем
    
    
    
    • Газовий іспит 4 та вирішення проблем
    
    
    
    
    
    
    • Хімічні реакції Екзамен 1 та вирішення проблем
    
    
    
    • Хімічні реакції Екзамен 2 та вирішення проблем
    
    
    
    
    
    
    • Ядерна хімія (радіоактивність) Іспит 1 та вирішення проблем
    
    
    
    • Ядерна хімія (радіоактивність) Іспит 2 та вирішення проблем
    
    
    
    
    
    
    • Рішення Іспит 1 та вирішення проблем
    
    
    
    • Рішення Іспит 2 та вирішення проблем
    
    
    
    • Рішення Іспит 3 та вирішення проблем
    
    
    
    
    
    
    • Кислота та основа Іспит 1 та вирішення проблем
    
    
    
    • Кислота та основа Іспит 2 та вирішення проблем
    
    
    
    
    
    
    • термохімія Іспит 1 та вирішення проблем
    
    
    
    • термохімія Іспит 2 та вирішення проблем
    
    
    
    
    
    
    • Швидкість реакції Іспит 1 та вирішення проблем
    
    
    
    
    
    
    • Хімічна рівновага Екзамен 1 та вирішення проблем
    
    
    
    
    
    
    • Хімічні зв'язки Екзамен 1 та вирішення проблем
    
    
    
    
    
    

    Розчинність твердих речовин у воді

    
    
    

    Розчинність - Це здатність речовин розчинятися у воді.Одні речовини дуже добре розчиняються у воді, деякі навіть у необмежених кількостях. Інші лише в невеликих кількостях, а треті взагалі майже не розчиняються. Тому речовини ділять на розчинні, малорозчинні та практично нерозчинні.

    
    
    

    До розчинних відносяться такі речовини, які в 100 г води розчиняються у кількості більше 1 г (NaCl, цукор, HCl, KNO₃). Малорозчинні речовини розчиняються у кількості від 0,01 г до 1 г у 100 г води (Ca(OH))₂, CaSO₄). Практично нерозчинні речовини не можуть розчинитись у 100 г води у кількості більше 0,01 г (метали, CaCO₃, BaSO₄).

    
    
    

    При протіканні хімічних реакцій у водних розчинах можуть утворюватися нерозчинні речовини, які випадають в осад або перебувають у завислому стані, роблячи розчин каламутним.

    
    
    

    Існує таблиця розчинності у воді кислот, основ і солей, де відображено, чи є сполука розчинною. Всі солі калію та натрію, а також всі нітрати (солі азотної кислоти) добре розчиняються у воді. З сульфатів (солей сірчаної кислоти) малорозчинний сульфат кальцію, нерозчинні сульфати барію та свинцю. Хлорид свинцю малорозчинний, а хлорид срібла нерозчинний.

    
    
    

    Якщо в клітинах таблиці розчинності стоїть рисочка, це означає, що з'єднання реагує з водою, у результаті утворюються інші речовини, тобто з'єднання у воді не існує (наприклад, карбонат алюмінію).

    
    
    

    Усі тверді речовини, навіть добре розчинні у питній воді, розчиняються лише певних кількостях. Розчинність речовин виражають числом, що показує найбільшу масу речовини, яка може розчинитись у 100 г води за певних умов (зазвичай мається на увазі температура).Так, при 20 °C у воді розчиняється 36 г кухонної солі (хлориду натрію NaCl), більше 200 г цукру.

    
    
    

    З іншого боку, взагалі нерозчинних речовин немає. Будь-яка практично нерозчинна речовина хоча б у дуже незначній кількості, але розчиняється у воді. Наприклад, крейда розчиняється у 100 г води при кімнатній температурі у кількості 0,007 г.

    
    
    

    Більшість речовин із підвищенням температури краще розчиняються у воді. Однак NaCl майже однаково розчинний за будь-якої температури, а Ca(OH)₂ (вапно) краще розчиняється при нижчій температурі. На основі залежності розчинності речовин від температури будують криві розчинності.

    
    
    

    Якщо в розчині за даної температури ще можна розчинити якусь кількість речовини, то такий розчин називають ненасиченим. Якщо ж досягнуто болю розчинності, і більше речовини розчинити не можна, то кажуть, що розчин насичений.

    
    
    

    Коли охолоджують насичений розчин, розчинність речовини знижується, і, отже, вона починає випадати в осад. Часто речовина виділяється як кристалів. Для різних солей кристали мають форму. Так кристали кухонної солі мають кубічну форму, у калійної селітри вони схожі голки.

    
    
    

    Розчинність

    
    
    

    Розчинність, здатність речовини утворювати з іншою речовиною (або речовинами) гомогенні суміші з дисперсним розподілом компонентів (розчини). Кількісно розчинність газу, рідини або твердої речовини в рідкому розчиннику вимірюється концентрацією насиченого розчину при даній температурі та тиску. Насиченим називають розчин, що знаходиться в рівновазі з надлишком речовини, що розчиняється.Для найважливіших складені таблиці розчинності різних речовин залежно від зовнішніх умов або лише стандартних умов.

    
    
    

    Таблиця розчинності. Таблиця розчинності. Розчинність визначається фізичною і хімічною спорідненістю молекул розчинника і речовини, що розчиняється, співвідношенням енергій взаємодії однорідних і різнорідних компонентів розчину. Як правило, добре розчиняються один в одному подібні за фізичними та хімічними властивостями речовини (емпіричне правило «подібне розчиняється в подібному»). Зокрема, речовини, що складаються з полярних молекул, і речовини з іонним типом зв'язку добре розчиняються в полярних розчинниках (воді, етанолі, рідкому аміаку), а неполярні речовини добре розчиняються в неполярних розчинниках (бензолі, сірковуглецю). На цих закономірностях, зокрема, заснований такий важливий спосіб поділу сумішей, як екстракція.

    
    
    

    Залежність розчинності від температури та тиску визначається загальним принципом усунення рівноваг (принцип Ле Шательє - Брауна). Так, розчинення газів (які не вступають у хімічну взаємодію з розчинником) у воді – екзотермічний процес, тому зі зростанням температури розчинність газів у воді зменшується. В органічних розчинниках гази часто розчиняються з поглинанням теплоти і зі зростанням температури розчинність газів підвищується. При постійній температурі у разі утворення ідеального розведеного бінарного розчину неелектроліту розчинність газу (молярна частка в розчині) пропорційна його парціальному тиску над розчином (закон Генрі).Зі зростанням тиску визначення розчинності газу необхідно враховувати відхилення його властивостей від властивостей ідеального газу, що досягається заміною парціального тиску летючістю.

    
    
    

    Системи рідина – рідина (рідкі суміші) розрізняються за такими типами: рідини змішуються один з одним у всіх співвідношеннях (наприклад, розчинність, система вода – етанол); рідини практично нерозчинні одна в одній (вода – ртуть); рідини частково розчиняються один в одному - обмежена взаємна розчинність (вода - діетиловий ефір). При змішуванні двох рідин з обмеженою взаємною розчинністю суміш розпадається на два шари, з яких один є насиченим розчином другого компонента у першому, а другий – насиченим розчином першого компонента у другому. Зі зростанням температури взаємна розчинність рідин у більшості випадків збільшується і, якщо не досягається температура кипіння, існує температура, при якій обидві рідини змішуються одна з одною в будь-яких співвідношеннях, – т.з. критична температура розчинення, або верхня критична точка змішування. У деяких системах взаємна розчинність підвищується зі зниженням температури та можливе досягнення нижньої критичної температури змішування. Відомі системи, де є верхня, і нижня критична точки.

    
    
    

    Вплив тиску на розчинність залежить від того, як змінюється з тиском молярний об'єм речовини та її парціальний молярний об'єм у розчині. Якщо при деякому тиску молярний об'єм речовини стає меншим за його парціальний молярний об'єм, розчинність речовини зі зростанням тиску знижується.Така закономірність й у неполярних розчинників; наприклад, розчинність гексахлоретану в сірковуглецю при 500 МПа менше, ніж при 0,1 МПа, в 15 разів. Для газів при високому тиску на кривій залежності розчинності від тиску є максимум. Для електролітів залежність розчинності від тиску впливає зміна молярного обсягу внаслідок сольватації іонів молекулами розчинника. Взаємна розчинність рідин мало залежить від тиску, залежність стає помітною при тисках близько кількох ГПа.

    
    
    

    Розчинення твердих тіл у рідинах може супроводжуватися поглинанням теплоти, у цьому випадку підвищення температури призводить до збільшення розчинності. Якщо енергія сольватації більше енергії, необхідної для руйнування кристалічних ґрат, розчинення є екзотермічним процесом і розчинність зі зростанням температури знижується. Діаграма розчинності. Діаграма розчинності. У деяких речовин (наприклад, гіпс) спостерігається мінімум на кривій залежності розчинності від температури.

    
    
    

    Дослідження розчинності проводять методами термічного аналізу; отримані результати подають у вигляді діаграм розчинності (графічне зображення

    
    
    

    залежності між розчинністю компонента або компонентів фізико-хімічної системи та факторами рівноваги – складом, температурою, тиском), які є окремим випадком діаграми стану. Використання діаграм розчинності дозволяє встановити співіснуючі фази при даній температурі та відповідні їм склади розчинів, провести розрахунки процесів випаровування, кристалізації з розчинів тощо, що необхідно для обґрунтування багатьох технологічних схем.

    
    
    

    Редакція хімічних наук

    
    
    

    Опубліковано 15 серпня 2022 р. о 13:29 (GMT+3). Останнє оновлення 15 серпня 2022 р. о 13:29 (GMT+3). Зв'язатися з редакцією