Растворимость и факторы влияющие на растворимость
Растворимость и факторы, влияющие на растворимость
Растворимость - это количество растворенного вещества в 100 см3 (100 мл) растворителя.
Пример: в 100 г воды при 20 ° С можно растворить 36 г соли. При этом растворимость соли при 20 ° С в 100 г воды составляет 36 г / 100 г.
Растворимость является характерным свойством веществ, мы можем различать вещества, зная их значения растворимости при той же температуре. Таблица, приведенная ниже, показывает растворимость некоторых веществ при 20 ° С;
Пример: 25 г соли X помещают в 40 см3 воды при 20 ° C. После процесса растворения 15 г Х остается нерастворенным на дне резервуара. Найти растворимость Х при 20 ° C на 100 г воды.
Решение:
25-15 = 10 г X растворяется в 40 см3 воды.
40 см3 воды растворяется в 10 г х
100 см3 воды растворяется? г х
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
? = 25 г х
Растворимость Х в 100 г воды при 20 ° С составляет 25 г / 100 см3
Пример: если растворимость KCl в воде при комнатной температуре составляет 25 г / 100 см3, то один из следующих растворов является насыщенным.
I. 50 г воды - 15 г KCl
II. 30 г воды - 10 г KCl
III. 20 г воды - 3 г KCl.
Решение:
I.
100 г воды растворяет 25 г KCl
50 г воды растворяет X г KCl
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
Х = 12,5 г KCl растворяется. Таким образом, 15-12,5 = 2,5 г KCl остается нерастворенным на дне резервуара.
II.
100 г воды растворяет 25 г KCl
30 г воды растворяет X г KCl
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
Х = 7,5 г KCl растворяется. Таким образом, 10-7,5 = 2,5 г KCl остается нерастворенным на дне резервуара.
III.
100 г воды растворяет 25 г KCl
20 г воды растворяет X г KCl
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
Х = 5 г KCl растворяется. Таким образом, если добавить 5-3 = 2 г KCl, его также можно растворить в 20 г воды.
Таким образом, I и II являются насыщенными растворами, а III является ненасыщенным раствором.
Факторы, влияющие на растворимость
Растворитель и типы растворенного вещества, температура, давление и общий ионный эффект являются факторами, влияющими на растворимость.
1) Растворитель и типы растворенного вещества:
- Если молекулярные структуры растворенного вещества и растворителя схожи, большее количество растворенного вещества растворяется в растворителе по отношению к растворам, имеющим разнородную структуру растворенного вещества и молекулы растворителя.
- Полярные вещества, такие как кислоты, основания, соли, спирт и сахар, очень хорошо растворяются в полярных растворителях, таких как вода.
- Неполярные вещества, такие как I2, Br2 очень хорошо растворимы в неполярных веществах, таких как CCl4.
2) Температура:
Некоторые вещества лучше растворяются при повышении температуры, а некоторые лучше растворяются при понижении температуры. Растворы, принимающие тепло, называются эндотермическими, а растворы, выделяющие тепло, - экзотермическими.
а) Эндотермические растворы. Большинству твердых веществ требуется тепло для их растворения;
Х (с) + Тепло → Х (вод)
В растворах этого типа растворимость увеличивается с ростом температуры.
b) экзотермические решения: большинство газов выделяют тепло для растворения подобно;
Y (г) → Y (вод) + тепло
В растворах этого типа растворимость уменьшается с ростом температуры.
Пример: посмотрите на следующие реакции и найдите, какие из них имеют растворимость, увеличивающуюся с температурой.
I. XY(s) + тепло → X+2(aq) + Y-2
II. XY2(s) → X+2(aq) + 2Y-1(aq) + тепло
III. XY3(s) → X+3(aq) + 3Y-1(aq) + тепло
Решение: В эндотермических растворах растворимость увеличивается с ростом температуры. Таким образом, поскольку реакция является эндотермической, ее растворимость увеличивается с повышением температуры. II и III являются экзотермическими реакциями, поэтому их растворимость уменьшается с температурой.
3) Давление:
Давление изменяет только растворимость газов в жидкостях. Растворимость газов в жидкостях увеличивается с увеличением парциального давления и уменьшается с уменьшением парциального давления.
4) Общий ион:
Растворимость любого твердого вещества, имеющего общие ионы с растворителем, ниже, чем растворимость в чистых растворителях. Например, растворимость AgNO3 в чистой воде больше, чем растворимость AgNO3 в NaNO3, поскольку они имеют общий ион NO3-.
Пример: Сравните растворимость NaCl в следующих растворителях;
I. Чистая вода
II. NaNO3 (водно)
III. Na2SO4 (водно)
Растворимость NaCl в чистой воде выше, чем у других, поскольку у них нет общих ионов. NaCl имеет один общий ион с NaNO3 и 2 общих иона с Na2SO4. Увеличение количества общего иона снижает растворимость. Таким образом, I>II>III
Факторы, влияющие на скорость сольватации
- Типы материи
- Изменение температуры (снижение для экзотермических растворов и увеличение для эндотермических растворов)
- Поверхность контакта (сахарный песок растворяется быстрее, чем кусковой сахар)
- Смешивание раствора увеличивает скорость сольватации.