Пояснюємо, що таке розчинність в хімії і які фактори впливають на неї. Також, що таке добуток розчинності та різні приклади.
Що таке розчинність?
в хімія, розчинність — це ємність тіла або a речовина визначено (дзвінок розчинена речовина) розчинятися в певному середовищі (наз розчинник); тобто це максимальна сума a розчинена речовина які розчинник може отримати за певних умов навколишнього середовища.
Розчинена речовина - це речовина, яка розчиняється в певному розчиннику. Це може бути а твердий, а рідина або a газ. Загалом, розчинена речовина міститься в меншій кількості, ніж розчинник в a розчинення.
Розчинник або розчинник - це речовина, в якій розчиняється певна розчинена речовина. Розчинник зазвичай міститься в більшій кількості, ніж розчинена речовина в розчині.
Розчинність може бути виражена в одиницях концентрації, наприклад, молярності або моляльності.
Молярна концентрація (іменується молярністю) визначається як кількість молей розчиненої речовини на літр розчину (або еквівалентної одиниці) і розраховується наступним чином:
де:
- М (X). Молярність речовини X виражені в моль / л.
- n (X). Речовина кількість речовини X виражений у родимки (моль).
- V (X). Обсяг розчинення, виражене в літрах (л) або еквівалентних одиницях.
Моляльна концентрація (моляльність) визначається як кількість молей розчиненої речовини в одному кілограмі розчинника і розраховується наступним чином:
де:
- м (X). Це моляльність речовини X виражається в моль / (кг розчинника).
- n (X). Це кількість речовини речовини X виражається в молях (моль).
- м (розчинник виражений в кг). Є мас розчинник, виражений в кг.
Однак розчинність не є універсальною характеристикою всіх речовин. Деякі розчиняються легко, інші важче, а деякі просто не розчиняються.
Все також залежить від того, які речовини ми змішуємо. The Вода, який зазвичай називають універсальним розчинником, наприклад, не може повністю розчинити масло.
Але навіть коли розчиннику вдається розчинити розчинену речовину, він робить це до певної міри, завдяки чому розчини можна класифікувати на:
- Насичений. Коли розчинена речовина більше не може бути розчинено, тобто коли розчин має максимальну кількість розчиненої речовини, яку підтримує розчинник.
- Ненасичені Коли можна продовжувати розчиняти більше розчиненої речовини в розчині.
- Перенасичений Коли розчин містить більше розчиненої речовини, ніж він може розчинитися. Перенасиченого розчину можна досягти шляхом зміни певних умов, таких як температура, щоб розчинялося більше розчиненої речовини, ніж максимальне, яке можна розчинити.
Фактори, що впливають на розчинність
В принципі, розчинність речовини залежить від того, з якою з них ми її змішуємо. Загалом, речовини поділяються на:
- Розчинний у воді. Це ті, які легше (або повністю) розчиняються у воді.
- Жиророзчинний. Це ті, які легше розчиняються в оліях.
З іншого боку, розчинність речовин залежить від таких факторів:
Температура. Більшість твердих речовин з підвищенням температури збільшують свою розчинність у воді, хоча є деякі винятки. Також органічні сполуки, загалом, підвищують свою розчинність із підвищенням температури. Це збільшення розчинності з підвищенням температури пояснюється посиленням взаємодії між частинок з розчинена речовина і розчинник, тому міжмолекулярні сили між ними можуть бути порушені. З іншого боку, газоподібні розчинені речовини мають різну поведінку, оскільки при підвищенні температури їх розчинність в органічних розчинниках збільшується, але зменшується у воді, оскільки газ прагне вийти з рідини з підвищенням температури.
Наприклад, в склянці води розчиняється певна кількість цукру, поки надлишок не почне осідати на дно. Якщо ми нагріємо цю склянку води, то помітимо, як надлишок починає зникати, збільшуючи розчинність розчиненої речовини в розчиннику.
Тиск. Тиск в основному впливає на розчинність газоподібних розчинених речовин. При збільшенні тиску газоподібної розчиненої речовини збільшується її розчинність у певному розчиннику.
Природа розчиненої речовини та розчинника. Речовини однакової полярності розчиняються одна в одній, звідси і фраза: «подібне розчиняє подібне». Однак, коли розчинена речовина і розчинник мають різні полярності, вони повністю нерозчинні один в одному, хоча завжди існує діапазон проміжних полярностей, у яких розчинена речовина і розчинник можуть бути частково розчинні.
Полярність є властивістю хімічні сполуки Вони мають тенденцію до розділення електричних зарядів у своїй структурі.
The молекули Полярні молекули складаються з атомів, електронегативність яких дуже різна, тоді як неполярні молекули складаються з атоми з рівною електронегативністю.
Але полярність молекули також визначається симетрією її структури, тому можуть існувати молекули, що складаються з атомів, електронегативність яких різна, але вони влаштовані таким чином у структурі молекули, що їхні диполі та, нарешті, молекула скасовуються. . є неполярним.
Агітація. Струшування або перемішування розчинів збільшує розчинність розчиненої речовини, оскільки це сприяє більшій взаємодії між розчиненою речовиною та розчинником.
Продукт розчинності
Коли ми говоримо про продукт розчинності або іонний продукт (скорочено Ктільки Кs), ми маємо на увазі добуток молярної концентрації іонів які утворюють сполуку, піднесені до відповідних стехіометричних індексів рівняння рівноваги. Таким чином, чим більше Кзолю, тим більш розчинною буде сполука. Це виражається такою формулою, враховуючи рівняння рівноваги:
де:
- Ксол. Це продукт розчинності.
- [Cn +] m. Це молярна концентрація катіону, підвищена до стехіометричного коефіцієнта м.
- [Ам-] н. Це молярна концентрація аніона, підвищена до стехіометричного коефіцієнта п.
Приклади розчинності
- Сіль, розчинена у воді. Звичайна сіль (хлорид натрію, NaCl) легко розчиняється у воді з розрахунку 360 грамів на літр, якщо вода має температуру 20ºC. Якщо ми підвищимо температуру розчинника, кількість солі, яку ми можемо розчинити, збільшиться.
- Газовані напої Консервовані або пляшкові газовані напої, які ми споживаємо щодня, мають велику кількість вуглекислий газ (CO2) газоподібний розчинений у їх внутрішніх частинах, і тому вони мають характерне бульбашковість. Щоб досягти цього, промисловості перенасичувати суміш в умовах дуже високого тиску. Тому, коли ми їх розкриваємо, тиск вирівнюється і починається витік газу.
- Розчини йоду. Ми часто використовуємо розчини йоду для загоєння поверхневих ран, які неможливо зробити водою, оскільки йод в ній не розчиняється. Саме тому вони використовують алкоголь, швидкість розчинності якого покращується і дозволяє отримувати суміш.
- Кава з молоком. Для приготування кави з молоком додаємо молоко в настій і спостерігаємо за його зміною кольори як вони змішуються. Це завжди робиться з гарячою кавою, оскільки швидкість розчинності обох речовин зростає з підвищенням температури. Але якщо почекати, поки речовини охолонуть, то помітимо утворення крему на поверхні, оскільки розчин насичується швидше.