Supstance koje su nerastvorljive u vodi. Raspuštanje

Rješenje naziva se termodinamički stabilan homogeni (jednofazni) sistem promjenljivog sastava, koji se sastoji od dvije ili više komponenti ( hemijske supstance). Komponente koje čine rastvor su rastvarač i rastvor. Obično se otapalo smatra komponentom koja u čista forma postoji u istom stanje agregacije kao rezultujući rastvor (na primer, u slučaju vodenog rastvora soli, rastvarač je, naravno, voda). Ako su obje komponente prije rastvaranja bile u istom agregacijskom stanju (na primjer, alkohol i voda), onda se komponenta koja je u većoj količini smatra rastvaračem.

Rastvori su tečni, čvrsti i gasoviti.

Tečni rastvori su rastvori soli, šećera, alkohola u vodi. Tečne otopine mogu biti vodene i nevodene. Vodeni rastvori su rastvori u kojima je rastvarač voda. Ne vodeni rastvori- to su rastvori u kojima su organske tečnosti (benzen, alkohol, etar itd.) rastvarači. Čvrste otopine su legure metala. Gasoviti rastvori– vazduh i druge mešavine gasova.

Proces rastvaranja. Otapanje je složen fizički i hemijski proces. Tokom fizičkog procesa, struktura otopljene supstance se uništava i njene čestice se raspoređuju između molekula rastvarača. Hemijski proces je interakcija molekula rastvarača sa česticama otopljene tvari. Kao rezultat ove interakcije, solvati. Ako je rastvarač voda, onda se nastali solvati nazivaju hidratizira. Proces nastajanja solvata naziva se solvatacija, a proces stvaranja hidrata naziva se hidratacija. Kada se vodene otopine ispare, nastaju kristalni hidrati - to jesu kristalne supstance, koji uključuju određeni broj molekula vode (kristalna voda). Primjeri kristalnih hidrata: CuSO 4 . 5H 2 O - bakar (II) sulfat pentahidrat; FeSO4 . 7H 2 O - gvožđe sulfat heptahidrat (II).

Nastavlja se fizički proces rastvaranja preuzmi energija, hemijska isticanje. Ako se kao rezultat hidratacije (solvatacije) oslobodi više energije nego što se apsorbira tijekom razaranja strukture tvari, tada otapanje - egzotermna proces. Energija se oslobađa prilikom rastvaranja NaOH, H 2 SO 4 , Na 2 CO 3 , ZnSO 4 i drugih supstanci. Ako je za uništavanje strukture supstance potrebno više energije nego što se oslobađa tokom hidratacije, tada otapanje - endotermni proces. Apsorpcija energije nastaje kada se NaNO 3 , KCl, NH 4 NO 3 , K 2 SO 4 , NH 4 Cl i neke druge supstance rastvore u vodi.

Količina energije koja se oslobađa ili apsorbuje tokom rastvaranja naziva se termički efekat rastvaranja.

Rastvorljivost supstanca je njena sposobnost da se distribuira u drugoj supstanci u obliku atoma, jona ili molekula sa formiranjem termodinamički stabilnog sistema promenljivog sastava. Kvantitativna karakteristika rastvorljivost je faktor rastvorljivosti, koji pokazuje kolika je najveća masa tvari koja se može otopiti u 1000 ili 100 g vode na datoj temperaturi. Rastvorljivost tvari ovisi o prirodi rastvarača i tvari, o temperaturi i tlaku (za plinove). Rastvorljivost čvrste materije uglavnom raste sa porastom temperature. Rastvorljivost plinova opada s povećanjem temperature, ali raste s povećanjem tlaka.

Prema njihovoj rastvorljivosti u vodi, supstance se dele u tri grupe:

1. Visoko rastvorljiv (str.). Rastvorljivost tvari je veća od 10 g u 1000 g vode. Na primjer, 2000 g šećera otopi se u 1000 g vode, odnosno 1 litru vode.

2. Slabo rastvorljiv (m.). Rastvorljivost tvari je od 0,01 g do 10 g u 1000 g vode. Na primjer, 2 g gipsa (CaSO 4 . 2 H 2 O) rastvara se u 1000 g vode.

3. Praktično nerastvorljiv (n.). Rastvorljivost tvari je manja od 0,01 g u 1000 g vode. Na primjer, u 1000 g vode, 1,5 . 10 -3 g AgCl.

Kada su tvari otopljene, mogu nastati zasićene, nezasićene i prezasićene otopine.

zasićeni rastvor je rješenje koje sadrži maksimalni iznos rastvorena pod datim uslovima. Kada se supstanca doda takvoj otopini, supstanca se više ne otapa.

Ne zasićeni rastvor Otopina koja sadrži manje otopljene tvari od zasićene otopine pod datim uvjetima. Kada se supstanca doda takvoj otopini, supstanca se i dalje otapa.

Ponekad je moguće dobiti otopinu u kojoj otopljena tvar sadrži više nego u zasićenoj otopini na datoj temperaturi. Takvo rješenje naziva se prezasićeno. Ovaj rastvor se dobija pažljivim hlađenjem zasićenog rastvora na sobnu temperaturu. Prezasićene otopine su vrlo nestabilne. Kristalizacija tvari u takvoj otopini može biti uzrokovana trljanjem stijenki posude u kojoj se otopina nalazi staklenom šipkom. Ova metoda se koristi kada se izvode neke kvalitativne reakcije.

Rastvorljivost supstance se takođe može izraziti molarnom koncentracijom njenog zasićenog rastvora (odeljak 2.2).

Konstanta rastvorljivosti. Razmotrimo procese koji nastaju prilikom interakcije slabo rastvorljivog, ali jakog elektrolita barijum sulfata BaSO 4 sa vodom. Pod dejstvom vodenih dipola, joni Ba 2+ i SO 4 2 - iz kristalna rešetka BaSO 4 će preći u tečnu fazu. Istovremeno sa ovim procesom, pod uticajem elektrostatičko polje deo jona Ba 2+ i SO 4 2 - ponovo će se deponovati u kristalnoj rešetki (slika 3). Na datoj temperaturi konačno će se uspostaviti ravnoteža u heterogenom sistemu: brzina procesa rastvaranja (V 1) biće jednaka brzini procesa taloženja (V 2), tj.

BaSO 4 ⇄ Ba 2+ + SO 4 2 -

čvrsti rastvor

Rice. 3. Zasićeni rastvor barijum sulfata

Rješenje u ravnoteži sa čvrstom fazom BaSO 4 naziva se bogat u odnosu na barijum sulfat.

Zasićeni rastvor je ravnotežni heterogeni sistem koji karakteriše konstanta hemijska ravnoteža:

, (1)

gdje je a (Ba 2+) aktivnost barijevih jona; a(SO 4 2-) - aktivnost sulfatnih jona;

a (BaSO 4) je aktivnost molekula barijum sulfata.

Imenitelj ove frakcije - aktivnost kristalnog BaSO 4 - je konstantna vrijednost, jednako jedan. Proizvod dvije konstante daje novi konstantna vrijednost, koji se zove termodinamička konstanta rastvorljivosti i označimo K s °:

K s ° \u003d a (Ba 2+) . a(SO 4 2-). (2)

Ova vrijednost se ranije zvala proizvod rastvorljivosti i označena je kao PR.

Dakle, u zasićenom rastvoru slabo rastvorljivog jakog elektrolita, proizvod ravnotežne aktivnosti njegovih jona je konstantna vrednost na datoj temperaturi.

Ako prihvatimo da je u zasićenom rastvoru malo rastvorljivi elektrolit faktor aktivnosti f~1, tada se aktivnost jona u ovom slučaju može zamijeniti njihovim koncentracijama, budući da a( X) = f (X) . IZ( X). Termodinamička konstanta rastvorljivosti K s ° će se pretvoriti u konstantu koncentracijske rastvorljivosti K s:

K s \u003d C (Ba 2+) . C(SO 4 2-), (3)

gdje su C(Ba 2+) i C(SO 4 2 -) ravnotežne koncentracije iona Ba 2+ i SO 4 2 - (mol/l) u zasićenom rastvoru barijum sulfata.

Da bi se pojednostavili proračuni, obično se koristi konstanta rastvorljivosti koncentracije Ks, uzimajući f(X) = 1 (Dodatak 2).

Ako je teško rastvorljiv jak elektrolit formira nekoliko jona tokom disocijacije, tada izraz K s (ili K s °) uključuje odgovarajuće snage jednake stehiometrijskim koeficijentima:

PbCl 2 ⇄ Pb 2+ + 2 Cl-; K s \u003d C (Pb 2+) . C 2 (Cl -);

Ag3PO4 ⇄ 3 Ag + + PO 4 3 - ; K s \u003d C 3 (Ag +) . C (PO 4 3 -).

AT opšti pogled izraz konstante koncentracijske rastvorljivosti za elektrolit A m B n ⇄ m A n++ n B m - ima oblik

K s \u003d C m (A n+) . C n (B m -),

gdje su C koncentracije A n+ i B m jona u zasićenom rastvoru elektrolita u mol/l.

Vrijednost K s se obično koristi samo za elektrolite čija rastvorljivost u vodi ne prelazi 0,01 mol/l.

Uslovi padavina

Pretpostavimo da je c stvarna koncentracija jona slabo rastvorljivog elektrolita u rastvoru.

Ako je C m (A n +) . Sa n (B m -) > K s , tada će se formirati talog, jer rastvor postaje prezasićen.

Ako je C m (A n +) . C n (B m -)< K s , то раствор является ненасыщенным и осадок не образуется.

Svojstva rješenja. U nastavku razmatramo svojstva neelektrolitnih otopina. U slučaju elektrolita, korekcijski izotonični koeficijent se uvodi u gornje formule.

Ako je nehlapljiva tvar otopljena u tekućini, tada tlak zasićena para nad rastvorom je manji od pritiska zasićene pare nad čistim rastvaračem. Istovremeno sa smanjenjem tlaka pare nad otopinom, uočava se promjena njegove točke ključanja i smrzavanja; tačke ključanja rastvora se povećavaju, a tačke smrzavanja smanjuju u poređenju sa temperaturama koje karakterišu čista rastvarača.

Relativno smanjenje tačke smrzavanja ili relativno povećanje tačke ključanja rastvora proporcionalno je njegovoj koncentraciji.

Rastvorljivost supstanci zavisi od prirode rastvarača i supstance koja se rastvara, kao i od uslova rastvaranja: temperature, pritiska (za gasove), koncentracije i prisustva drugih otopljenih materija.

Neke se tvari dobro otapaju u određenom rastvaraču, druge slabo. Ali također je moguće kvantificirati sposobnost tvari da se otapa ili, drugim riječima, rastvorljivost supstance.

Rastvorljivost naziva se sposobnost tvari da se otopi u određenom rastvaraču. Mera rastvorljivosti supstance u datim uslovima je njen sadržaj u zasićenom rastvoru.

Prema njihovoj rastvorljivosti u vodi, sve supstance se dele u tri grupe:

- dobro rastvorljiv (r),

- slabo rastvorljiv (m),

- praktično nerastvorljiv (n).

Međutim, treba napomenuti da ne postoje apsolutno nerastvorljive supstance. Ako spustite staklenu šipku ili komad zlata ili srebra u vodu, oni će se i dalje otopiti u vodi u zanemarljivim količinama.

Gips, olovo sulfat (čvrste tvari), dietil etar, benzen (tečne tvari), metan, dušik, kisik (plinovite tvari) mogu poslužiti kao primjer tvari koje su slabo topljive u vodi.

Mnoge supstance se veoma dobro otapaju u vodi. Primjeri takvih supstanci su šećer, bakar sulfat, natrijum hidroksid (čvrste supstance), alkohol, aceton (tečne supstance), hlorovodonik, amonijak (gasovite supstance). Treba napomenuti da rastvorljivost čvrstih materija zavisi od stepena njihovog mlevenja. Mali kristali, koji su manji od oko 0,1 mm, rastvorljiviji su od velikih.

Rastvorljivost, izražena kao masa supstance koja se može rastvoriti u 100 g vode na datoj temperaturi, takođe se naziva faktor rastvorljivosti.

Granična rastvorljivost mnogih supstanci u vodi (ili drugim otapalima) je konstantna vrednost koja odgovara koncentraciji zasićenog rastvora na datoj temperaturi. Ona je kvalitativna karakteristika rastvorljivost i daje se u gramima na 100 g rastvarača pod određenim uslovima. Rastvorljivost nekih supstanci u vodi na sobnoj temperaturi data je u tabeli 1.

Rastvorljivost tekućina u tekućinama može biti potpuna ili ograničena. Ograničena rastvorljivost je češća. Uz potpunu međusobnu topljivost, tekućine se miješaju u bilo kojem omjeru. Na primjer (alkohol-voda). Tečnosti sa ograničenom međusobnom rastvorljivošću uvek formiraju dva sloja. Primer sistema ograničene rastvorljivosti je sistem benzol-voda. Prilikom miješanja ovih tekućina uvijek postoje dva sloja: gornji sloj se sastoji uglavnom od vode i sadrži male količine benzena (otprilike 11%), donji sloj se, naprotiv, sastoji uglavnom od benzena i sadrži oko 5% vode. Sa povećanjem temperature, međusobna rastvorljivost teško rastvorljivih tečnosti u većini slučajeva raste i često kada se postigne određena temperatura za svaki par tečnosti tzv. kritičan tečnosti se u potpunosti miješaju jedna s drugom. Na primjer, fenol i voda na t° 68,8° ( kritična temperatura) i iznad se rastvaraju jedno u drugom u bilo kojoj proporciji; ispod kritične temperature, samo su slabo rastvorljivi jedan u drugom.

Supstance koje karakterišu jonske i polarne veze bolje su rastvorljive u polarnim rastvaračima (voda, alkoholi, tečni amonijak, sirćetna kiselina i sl.). Naprotiv, tvari s nepolarnim ili niskopolarnim tipom veze dobro se otapaju u nepolarnim otapalima (aceton, ugljični disulfid, benzen, itd.). Može se formulisati opšte pravilo međusobna rastvorljivost supstanci: "Slično se rastvara u slično."

Ovisnost rastvorljivosti čvrste materije i gasovitim materijama na temperaturi pokazuju krivulje rastvorljivosti (slika 1).

Rice. 1. Krivulje rastvorljivosti čvrstih i gasovitih materija.

Tok krivulje rastvorljivosti nitrata srebra, kalija i olova pokazuje da se sa povećanjem temperature rastvorljivost ovih supstanci značajno povećava. Gotovo horizontalni tok krivulje rastvorljivosti natrijum hlorida ukazuje na blagu promenu njegove rastvorljivosti sa povećanjem temperature.

Većinu soli karakterizira povećanje topljivosti kada se zagrijavaju.

Krivulje rastvorljivosti se mogu koristiti za određivanje:

je koeficijent rastvorljivosti supstanci na različitim temperaturama;

je masa rastvorljive supstance koja se istaloži kada se rastvor ohladi sa t 1 o C na t 2 o C.

Ako je otapanje tvari egzotermni proces, tada se njena topljivost smanjuje s povećanjem temperature. Gotovo svi plinovi se rastvaraju oslobađanjem topline, pa s povećanjem temperature opada topljivost plinova (slika 3). Tako se ključanjem vode iz nje mogu ukloniti otopljeni plinovi.

U tabeli. 2 prikazuje rastvorljivost u vodi nekih gasova na različitim temperaturama.

Rastvorljivost gasa zavisi od prirode tečnosti i gasa. Na primjer, kisik se otapa u vodi pri približno dvostrukoj količini dušika. Ova okolnost ima veliki značaj za život živih organizama u vodi.

Rastvorljivost plinova u tekućinama opada s porastom temperature, a raste s padom temperature.

Rastvorljivost plinova u vodi također se smanjuje kada se otopini dodaju soli, čiji se ioni jače vežu za molekule vode nego molekule plina, čime se smanjuje njena topljivost.

Danas ćemo pričati o supstanci - vodi!

Da li je neko od vas video vodu?

Da li vam se pitanje učinilo smiješnim? Ali to se odnosi na potpuno čistu vodu, u kojoj nema nečistoća. Da budem iskren i tačan u odgovoru, moraćete da priznate da ni ja ni vi takvu vodu još nismo videli. Zato se na čaši vode iza natpisa "H 2 O" nalazi znak pitanja. Dakle, u čaši nema čiste vode, ali šta onda?

Gasovi rastvoreni u ovoj vodi: N 2, O 2, CO 2, Ar, soli iz tla, kationi željeza iz vodovodnih cijevi. Osim toga, u njemu su suspendirane i najsitnije čestice prašine. To je ono što mi zovemo h i s t o y voda! Mnogi naučnici rade na rješavanju teškog problema - dobiti apsolutno čista voda. Ali do sada nije bilo moguće dobiti tako ultra čistu vodu. Međutim, možete prigovoriti da postoji destilovana voda. Usput, šta je ona?

U stvari, takvu vodu dobijemo kada steriliziramo tegle prije konzerviranja. Okrenite teglu naopako i stavite je iznad kipuće vode. Na dnu tegle se pojavljuju kapljice, ovo je destilovana voda. Ali čim teglu prevrnemo, gasovi iz vazduha ulaze u nju, i opet je rastvor u tegli. Stoga se kompetentne domaćice trude da tegle napune potrebnim sadržajem odmah nakon sterilizacije. Kažu da će se proizvodi u ovom slučaju duže čuvati. Možda su u pravu. Slobodno eksperimentirajte! Upravo zato što je voda sposobna da rastvori različite supstance u sebi, naučnici još uvek ne mogu da dobiju idealno čistu vodu u velikim količinama. I bilo bi tako korisno, na primjer, u medicini za pripremu lijekova.

Inače, u čaši voda "otapa" čašu. Stoga, što je staklo deblje, to će čaše duže trajati. Šta je morska voda?

Ovo je rješenje koje sadrži mnoge tvari. Na primjer, kuhinjska so. Kako možete izdvojiti kuhinjska so od morska voda?

Isparavanje.Usput, upravo su to radili naši preci. U Onjegi su postojale solane u kojima se sol isparavala iz morske vode. Sol se prodavala novgorodskim trgovcima, kupovali su skupocjeni nakit i šik tkanine za svoje nevjeste i žene. Čak ni moskovske modne osobe nisu imale takvu odjeću kao Pomoroks. I sve to samo zahvaljujući poznavanju svojstava rješenja! Dakle, danas govorimo o rješenjima i rastvorljivosti. Zapišite definiciju rješenja u svoju bilježnicu.

Rješenje - homogeni sistem, koji se sastoji od molekula otapala i otopljene tvari, između kojih dolazi do fizičkih i kemijskih interakcija.

Razmotrite šeme 1–2 i analizirajte koja su rješenja.

Koje rješenje biste preferirali kada pravite supu? Zašto?

Odrediti gdje je razrijeđeni rastvor, a gdje koncentrirani rastvor bakar sulfata?

Ako određeni volumen otopine sadrži malo otopljene tvari, tada se takva otopina naziva razrijeđen, ako puno - koncentrirano .

Odredite koje je rješenje gdje?

Nemojte brkati koncepte "zasićene" i "koncentrirane" otopine, "nezasićene" i "razrijeđene" otopine.

Neke se tvari dobro otapaju u vodi, druge malo, a treće se uopće ne otapaju. Pogledajte video "RASTVORIVOST ČVRSTIH MATERIJA U VODI"

Dovršite zadatak u bilježnici: Podijelite predložene supstance -CO 2, H 2, O 2 , H 2 SO 4 , sirće, NaCl, kreda, hrđa, biljno ulje, alkoholu prazne kolone tabele 1, koristeći svoje životno iskustvo.

Tabela 1

Raspušteno supstance	Primjeri tvari
	Rastvorljivo	Slabo rastvorljiv
Gas
Tečnost
Solid

Možete li mi reći o rastvorljivosti FeSO4?

Kako biti?

Da bismo odredili rastvorljivost supstanci u vodi, koristićemo tablicu rastvorljivosti soli, kiselina i baza u vodi. Nalazi se u prilozima uz lekciju.

U gornjem redu tabele su kationi, u levoj koloni su anjoni; tražimo presečnu tačku, gledamo slovo - ovo je rastvorljivost.

Odredimo rastvorljivost soli: AgNO 3 , AgCl, CaSO 4 .

Rastvorljivost raste s povećanjem temperature (postoje izuzeci). Sasvim dobro znate da je zgodnije i brže rastopiti šećer u vrućem, a ne u hladnom vodom. Vidi "Termički fenomeni u rastvaranju"

Probajte sami, koristeći tablicu, da odredite topljivost tvari.

Vježbajte. Odredite rastvorljivost sledećih supstanci: AgNO 3 , Fe (OH) 2 , Ag 2 SO 3 , Ca (OH) 2 , CaCO 3 , MgCO 3 , KOH.

DEFINICIJE na temu "Rješenja"

Rješenje- homogeni sistem koji se sastoji od molekula rastvarača i rastvorene supstance, između kojih dolazi do fizičkih i hemijskih interakcija.

zasićeni rastvor je rješenje u kojem datu supstancu ne otapa se na ovoj temperaturi.

nezasićeni rastvor Otopina u kojoj se supstanca još uvijek može otopiti na datoj temperaturi.

suspenzijanazvana suspenzija u kojoj male česticečvrste materije su ravnomerno raspoređene među molekulima vode.

emulzijazove se suspenzija u kojoj su male kapljice tečnosti raspoređene među molekulima druge tečnosti.

razblaženih rastvora - rastvori sa malim sadržajem rastvorene supstance.

koncentrovanih rastvora - otopine s visokim sadržajem otopljene tvari.

DODATNO:

Prema omjeru prevlasti broja čestica koje prolaze u otopinu ili se uklanjaju iz otopine, razlikuju se otopine zasićeni, nezasićeni i prezasićeni. Prema relativnim količinama rastvorene supstance i rastvarača, rastvori se dele na razrijeđen i koncentrovan.

Otopina u kojoj se data tvar na datoj temperaturi više ne otapa, tj. rješenje u ravnoteži s otopljenom tvari naziva se bogat i otopina u kojoj se još može otopiti dodatna količina određene tvari, - nezasićeni.

Zasićeni rastvor sadrži maksimalnu moguću (za date uslove) količinu otopljene supstance. Prema tome, zasićena otopina je ona koja je u ravnoteži sa viškom otopljene tvari. Koncentracija zasićenog rastvora (topljivost) za datu supstancu pod strogo definisanim uslovima (temperatura, rastvarač) je konstantna vrednost.

Otopina koja u zasićenom rastvoru sadrži više otopljene supstance nego što bi trebalo da bude pod datim uslovima u zasićenom rastvoru prezasićeno. Prezasićena rješenja su nestabilni, neravnotežni sistemi u kojima se opaža spontani prijelaz u ravnotežno stanje. U tom slučaju oslobađa se višak otopljene tvari i otopina postaje zasićena.

Zasićene i nezasićene otopine ne treba miješati s razrijeđenim i koncentriranim otopinama. razblaženih rastvora- rastvori sa malim sadržajem rastvorene supstance; koncentrovanih rastvora- otopine s visokim sadržajem otopljene tvari. Mora se naglasiti da su pojmovi razrijeđenih i koncentriranih otopina relativni i izražavaju samo omjer količina otopljene tvari i rastvarača u otopini.

Topljivost je svojstvo tvari da formira homogene smjese s različitim rastvaračima. Kao što smo već spomenuli, količina otopljene tvari potrebna za dobivanje zasićene otopine određuje ovu supstancu. U tom smislu, rastvorljivost ima istu mjeru kao i sastav, npr. maseni udio otopljene tvari u njenoj zasićenoj otopini, ili količine otopljene tvari u njenoj zasićenoj otopini.

Sve supstance u pogledu njihove rastvorljivosti mogu se svrstati u:

• Visoko rastvorljiv - više od 10 g supstance može se rastvoriti u 100 g vode.
• Slabo rastvorljiv - manje od 1 g supstance može se rastvoriti u 100 g vode.
• Nerastvorljivo - manje od 0,01 g supstance može se rastvoriti u 100 g vode.

Poznato je da ako polaritet rastvorena materija je slična polarnosti rastvarača, veća je verovatnoća da će se rastvoriti. Ako su polariteti različiti, onda s velikim stupnjem vjerovatnoće rješenje neće raditi. Zašto se ovo dešava?

polarnog rastvarača je polarna rastvorena supstanca.

Uzmimo za primjer otopinu kuhinjske soli u vodi. Kao što već znamo, molekule vode su polarne prirode s djelomičnim pozitivnim nabojem na svakom atomu vodika i djelomičnim negativnim nabojem na atomu kisika. I jonske čvrste materije, poput natrijum hlorida, sadrže katione i anjone. Stoga, kada se kuhinjska sol stavi u vodu, djelomično pozitivan naboj na atomima vodika, molekule vode privlače negativno nabijeni kloridni ion u NaCl. Isto tako, delimično negativni naboj na atome kisika molekula vode privlači pozitivno nabijeni natrijev ion u NaCl. A pošto je privlačenje molekula vode za jone natrijuma i hlora jača od interakcije koja ih drži zajedno, sol se otapa.

Nepolarni rastvarač je nepolarna rastvorena supstanca.

Pokušajmo otopiti komadić ugljičnog tetrabromida u tetrahloridu. U čvrstom stanju, molekule tetrabromida ugljika se drže zajedno vrlo slabom interakcijom disperzije. Kada se smjeste u tetrahlorid, njegovi molekuli će biti raspoređeni više nasumično, tj. entropija sistema se povećava i jedinjenje se rastvara.

Ravnoteža u rastvaranju

Razmotrimo rastvor slabo rastvorljivog jedinjenja. Da bi se uspostavila ravnoteža između čvrste supstance i njenog rastvora, rastvor mora biti zasićen i u kontaktu sa neotopljenim delom čvrste supstance.

Na primjer, neka se uspostavi ravnoteža u zasićenoj otopini srebrnog klorida:

AgCl (tv) \u003d Ag + (vod.) + Cl - (vod.)

Predmetno jedinjenje je jonsko i prisutno je u rastvorenom obliku kao joni. To već znamo u heterogene reakcije koncentracija čvrste supstance ostaje konstantna, što joj omogućava da se uključi u konstantu ravnoteže. Dakle, izraz za će izgledati ovako:

K = [ Cl - ]

Takva konstanta se zove proizvod rastvorljivosti PR, pod uslovom da su koncentracije izražene u mol/l.

PR \u003d [ Cl - ]

Proizvod rastvorljivosti jednak je proizvodu molarne koncentracije joni koji učestvuju u ravnoteži, u snagama jednakim odgovarajućim stehiometrijskim koeficijentima u jednačini ravnoteže.
Potrebno je razlikovati pojam rastvorljivosti i produkt rastvorljivosti. Topljivost neke supstance može se promeniti kada se u rastvor doda druga supstanca, a proizvod rastvorljivosti ne zavisi od prisustva dodatnih supstanci u rastvoru. Iako su ove dvije vrijednosti međusobno povezane, što omogućava poznavanje jedne vrijednosti za izračunavanje druge.

Rastvorljivost kao funkcija temperature i pritiska

Voda igra važnu ulogu u našem životu, on je u stanju da se rastvori veliki broj supstance, što je za nas od velikog značaja. Stoga ćemo se fokusirati na vodene otopine.

Rastvorljivost gasova se povećava sa rastući pritisak gas iznad rastvarača, a rastvorljivost čvrstih i tečnih materija neznatno zavisi od pritiska.

William Henry prvi došao do zaključka da količina gasa koja se rastvara na konstantnoj temperaturi u datoj zapremini tečnosti direktno je proporcionalna njegovom pritisku. Ova izjava je poznata kao Henrijev zakon i izražava se na sljedeći način:

C \u003d k P,

gdje je C rastvorljivost gasa u tečnoj fazi

P - pritisak gasa iznad rastvora

k je Henrijeva konstanta

Sljedeća slika prikazuje krivulje rastvorljivosti nekih plinova u vodi temperaturu pri konstantnom pritisku gasa nad rastvorom (1 atm)

Kao što se može vidjeti, topljivost plinova opada s povećanjem temperature, za razliku od većine jonska jedinjenja, čija se rastvorljivost povećava sa porastom temperature.

Utjecaj temperature na rastvorljivost zavisi od promene entalpije koja se dešava tokom procesa rastvaranja. Kada dođe do endotermnog procesa, rastvorljivost se povećava sa povećanjem temperature. Ovo proizilazi iz onoga što već znamo : ako promijenite jedan od uslova pod kojima je sistem u ravnoteži - koncentraciju, pritisak ili temperaturu - tada će se ravnoteža pomjeriti u smjeru reakcije koja se suprotstavlja ovoj promjeni.

Zamislite da imamo posla sa rastvorom u ravnoteži sa delimično otopljenom supstancom. I ovaj proces je endotermni, tj. ide sa apsorpcijom toplote izvana, tada:

Supstanca + rastvarač + toplota = rastvor

Prema princip Le Chateliera, at endotermni procesa, ravnoteža se pomiče u smjeru koji smanjuje unos topline, tj. nadesno. Dakle, rastvorljivost se povećava. Ako proces egzotermna, tada povećanje temperature dovodi do smanjenja rastvorljivosti.

zavisnost rastvorljivosti jonskih jedinjenja o temperaturi

Poznato je da postoje rastvori tečnosti u tečnostima. Neki od njih se mogu rastvoriti jedan u drugom u neograničenim količinama, poput vode i etilnog alkohola, dok se drugi mogu samo delimično rastvoriti. Dakle, ako pokušate otopiti ugljični tetrahlorid u vodi, tada se formiraju dva sloja: gornji je zasićena otopina vode u tetrakloridu ugljika, a donji je zasićena otopina ugljičnog tetraklorida u vodi. Kako temperatura raste, općenito se povećava međusobna rastvorljivost takvih tečnosti. To se događa sve dok se ne postigne kritična temperatura, pri kojoj se obje tekućine miješaju u bilo kojem omjeru. Rastvorljivost tečnosti je praktično nezavisna od pritiska.

Kada se supstanca koja se može rastvoriti u bilo kojoj od ove dve tečnosti unese u smešu koja se sastoji od dve tečnosti koje se ne mešaju, njena raspodela između ovih tečnosti će biti proporcionalna rastvorljivosti u svakoj od njih. One. prema zakon o distribuciji tvar koja se može otopiti u dva otapala koja se ne miješaju raspoređuje se između njih tako da omjer njenih koncentracija u tim rastvaračima na konstantnoj temperaturi ostaje konstantan, bez obzira na ukupno rastvorena supstanca:

C 1 / C 2 \u003d K,

gdje su C 1 i C 2 koncentracije tvari u dvije tekućine

K je koeficijent raspodjele.

kategorije ,