Ained, mis on vees lahustumatud. Lahustumine

Lahendus nimetatakse termodünaamiliselt stabiilseks muutuva koostisega homogeenseks (ühefaasiliseks) süsteemiks, mis koosneb kahest või enamast komponendist ( keemilised ained). Lahuse komponendid on lahusti ja lahustunud aine. Tavaliselt loetakse lahustiks komponendiks, mis sisaldub puhtal kujul eksisteerib samas agregatsiooni olek saadud lahusena (näiteks soola vesilahuse puhul on lahustiks loomulikult vesi). Kui mõlemad komponendid olid enne lahustumist samas agregatsiooniseisundis (näiteks alkohol ja vesi), siis loetakse lahustiks komponenti, mida on suuremas koguses.

Lahused on vedelad, tahked ja gaasilised.

Vedelad lahused on soolade, suhkru, alkoholi lahused vees. Vedelad lahused võivad olla vesi- või mittevesilahused. Vesilahused on lahused, milles lahustiks on vesi. Mitte vesilahused- need on lahused, milles orgaanilised vedelikud (benseen, alkohol, eeter jne) on lahustiteks. Tahked lahused on metallisulamid. Gaasilised lahused– õhk ja muud gaasisegud.

Lahustumisprotsess. Lahustumine on keeruline füüsikaline ja keemiline protsess. Füüsikalise protsessi käigus hävib lahustunud aine struktuur ja selle osakesed jaotuvad lahusti molekulide vahel. Keemiline protsess on lahusti molekulide koostoime lahustunud aineosakestega. Selle interaktsiooni tulemusena solvaadid. Kui lahustiks on vesi, nimetatakse tekkivaid solvaate hüdraadid. Solvaatide moodustumise protsessi nimetatakse solvatatsiooniks, hüdraatide moodustumise protsessi nimetatakse hüdratatsiooniks. Vesilahuste aurustamisel tekivad kristalsed hüdraadid - need on kristalsed ained, mis sisaldavad teatud arvu veemolekule (kristallimisvesi). Kristalliliste hüdraatide näited: CuSO4 . 5H2O - vask(II)sulfaatpentahüdraat; FeSO4 . 7H 2 O - raudsulfaatheptahüdraat (II).

Füüsiline lahustumisprotsess jätkub üle võtma energia, keemia esiletõstmine. Kui aine struktuuri hävimisel eraldub hüdratatsiooni (solvatatsiooni) tulemusena rohkem energiat, kui neeldub, siis lahustumine - eksotermiline protsessi. Energia vabaneb NaOH, H 2 SO 4, Na 2 CO 3, ZnSO 4 ja teiste ainete lahustumisel. Kui aine struktuuri hävitamiseks on vaja rohkem energiat, kui see hüdratatsiooni käigus vabaneb, siis lahustumine - endotermiline protsessi. Energia neeldumine toimub NaNO 3, KCl, NH 4 NO 3, K 2 SO 4, NH 4 Cl ja mõnede teiste ainete lahustamisel vees.

Lahustumisel vabanenud või neeldunud energia hulka nimetatakse lahustumise termiline efekt.

Lahustuvus aine on selle võime jaotuda teises aines aatomite, ioonide või molekulide kujul, moodustades muutuva koostisega termodünaamiliselt stabiilse süsteemi. Kvantitatiivne omadus lahustuvus on lahustuvustegur, mis näitab, milline on aine maksimaalne mass, mida saab antud temperatuuril lahustada 1000 või 100 g vees. Aine lahustuvus sõltub lahusti ja aine olemusest, temperatuurist ja rõhust (gaaside puhul). Lahustuvus tahked ained suureneb peamiselt temperatuuri tõustes. Gaaside lahustuvus väheneb temperatuuri tõustes, kuid suureneb rõhu tõustes.

Vees lahustuvuse järgi jagunevad ained kolme rühma:

1. Väga lahustuv (lk). Ainete lahustuvus 1000 g vees on üle 10 g. Näiteks 2000 g suhkrut lahustub 1000 g vees ehk 1 liitris vees.

2. Vähelahustuv (m.). Ainete lahustuvus 1000 g vees on 0,01 g kuni 10 g. Näiteks 2 g kipsi (CaSO 4 . 2 H 2 O) lahustub 1000 g vees.

3. Praktiliselt lahustumatu (n.). Ainete lahustuvus 1000 g vees on alla 0,01 g. Näiteks 1000 g vees on 1,5 . 10-3 g AgCl.

Ainete lahustumisel võivad tekkida küllastunud, küllastumata ja üleküllastunud lahused.

küllastunud lahus on lahus, mis sisaldab maksimaalne summa lahustunud aine antud tingimustel. Kui sellisele lahusele lisatakse ainet, siis aine enam ei lahustu.

Mitte küllastunud lahus Lahus, mis sisaldab antud tingimustes vähem lahustunud ainet kui küllastunud lahus. Kui sellisele lahusele ainet lisada, siis aine siiski lahustub.

Mõnikord on võimalik saada lahust, milles lahustunud aine sisaldab antud temperatuuril rohkem kui küllastunud lahuses. Sellist lahendust nimetatakse üleküllastunud. See lahus saadakse küllastunud lahuse ettevaatlikul jahutamisel toatemperatuurini. Üleküllastunud lahused on väga ebastabiilsed. Aine kristalliseerumise sellises lahuses võib põhjustada anuma seinte hõõrumine klaaspulgaga, milles lahus asub. Seda meetodit kasutatakse mõne kvalitatiivse reaktsiooni läbiviimisel.

Aine lahustuvust saab väljendada ka selle küllastunud lahuse molaarse kontsentratsiooniga (punkt 2.2).

Lahustuvuskonstant. Vaatleme protsesse, mis tekivad halvasti lahustuva, kuid tugeva baariumsulfaadi BaSO 4 elektrolüüdi koosmõjul veega. Vee dipoolide toimel Ba 2+ ja SO 4 2 ioonid - alates kristallvõre BaSO 4 läheb vedelasse faasi. Samaaegselt selle protsessiga, mõju all elektrostaatiline väli osa Ba 2+ ja SO 4 2 - ioonidest ladestub taas kristallvõresse (joonis 3). Antud temperatuuril tekib heterogeenses süsteemis lõpuks tasakaal: lahustumisprotsessi kiirus (V 1) on võrdne sadestumisprotsessi kiirusega (V 2), s.o.

BaSO 4 ⇄ Ba 2+ + SO 4 2 -

tahke lahus

Riis. 3. Küllastunud baariumsulfaadi lahus

BaSO 4 tahke faasiga tasakaalus olevat lahust nimetatakse rikas võrreldes baariumsulfaadiga.

Küllastunud lahus on tasakaaluline heterogeenne süsteem, mida iseloomustab konstant keemiline tasakaal:

, (1)

kus a (Ba 2+) on baariumioonide aktiivsus; a(SO 4 2-) - sulfaadioonide aktiivsus;

a (BaSO 4) on baariumsulfaadi molekulide aktiivsus.

Selle fraktsiooni nimetaja - kristalse BaSO 4 aktiivsus - on konstantne väärtus, võrdne ühega. Kahe konstandi korrutis annab uue püsiv väärtus, mida nimetatakse termodünaamilise lahustuvuse konstant ja tähistage K s °:

K s ° \u003d a (Ba 2+) . a(SO42-). (2)

Seda väärtust nimetati varem lahustuvusproduktiks ja tähistati PR-ga.

Seega halvasti lahustuva tugeva elektrolüüdi küllastunud lahuses on selle ioonide tasakaaluaktiivsuse korrutis antud temperatuuril konstantne väärtus.

Kui nõustume, et küllastunud lahuses on seda vähe lahustuv elektrolüüt aktiivsustegur f~1, siis saab ioonide aktiivsuse sel juhul asendada nende kontsentratsioonidega, kuna a( X) = f (X) . FROM( X). Termodünaamiline lahustuvuse konstant K s ° muutub kontsentratsiooni lahustuvuskonstandiks K s:

K s \u003d C (Ba 2+) . C(SO42-), (3)

kus C(Ba 2+) ja C(SO 4 2 -) on Ba 2+ ja SO 4 2 - ioonide tasakaalukontsentratsioonid (mol / l) baariumsulfaadi küllastunud lahuses.

Arvutuste lihtsustamiseks kasutatakse tavaliselt kontsentratsiooni lahustuvuse konstanti K s, võttes f(X) = 1 (lisa 2).

Kui lahustub vähe tugev elektrolüüt moodustab dissotsiatsiooni käigus mitu iooni, siis avaldis K s (või K s °) sisaldab vastavaid võimsusi, mis on võrdsed stöhhiomeetriliste koefitsientidega:

PbCl 2 ⇄ Pb 2+ + 2 Cl-; K s \u003d C (Pb 2+) . C2 (Cl-);

Ag3PO4 ⇄ 3 Ag++PO43-; K s \u003d C 3 (Ag +) . C (PO43-).

AT üldine vaade elektrolüüdi A m B n ⇄ kontsentratsiooni lahustuvuskonstandi avaldis m A n++ n B m - omab vormi

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

kus C on A n+ ja B m ioonide kontsentratsioonid küllastunud elektrolüüdi lahuses mol/l.

K s väärtust kasutatakse tavaliselt ainult elektrolüütide puhul, mille lahustuvus vees ei ületa 0,01 mol/l.

Sademete tingimused

Oletame, et c on vähelahustuva elektrolüüdi ioonide tegelik kontsentratsioon lahuses.

Kui C m (A n +) . Kui n (B m -) > K s , siis tekib sade, sest lahus muutub üleküllastunud.

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

Lahuse omadused. Allpool käsitleme mitteelektrolüütide lahuste omadusi. Elektrolüütide puhul sisestatakse ülaltoodud valemitesse parandusisotooniline koefitsient.

Kui vedelikus lahustatakse mittelenduv aine, siis rõhk küllastunud aur lahuse kohal on väiksem kui küllastunud auru rõhk puhta lahusti kohal. Samaaegselt lahuse aururõhu langusega täheldatakse selle keemis- ja külmumistemperatuuri muutust; lahuste keemistemperatuurid tõusevad ja külmumistemperatuurid langevad võrreldes puhastele lahustitele iseloomulike temperatuuridega.

Lahuse külmumistemperatuuri suhteline langus või keemistemperatuuri suhteline tõus on võrdeline selle kontsentratsiooniga.

Ainete lahustuvus sõltub lahusti ja lahustuva aine olemusest, samuti lahustumistingimustest: temperatuurist, rõhust (gaaside puhul), kontsentratsioonist ja teiste lahustunud ainete olemasolust.

Mõned ained lahustuvad teatud lahustis hästi, teised halvasti. Kuid on võimalik kvantifitseerida ka aine lahustumisvõimet ehk teisisõnu aine lahustuvust.

Lahustuvus nimetatakse aine võimeks lahustuda teatud lahustis. Aine lahustuvuse mõõt antud tingimustes on selle sisaldus küllastunud lahuses.

Vees lahustuvuse järgi jagunevad kõik ained kolme rühma:

- hästi lahustuv (р),

- vähe lahustuv (m),

- praktiliselt lahustumatu (n).

Siiski tuleb märkida, et absoluutselt lahustumatuid aineid pole olemas. Kui langetate klaaspulga või kulla- või hõbetüki vette, lahustuvad need vees siiski tühistes kogustes.

Vees halvasti lahustuvate ainete näideteks võivad olla kips, pliisulfaat (tahked ained), dietüüleeter, benseen (vedelad ained), metaan, lämmastik, hapnik (gaasilised ained).

Paljud ained lahustuvad vees väga hästi. Sellised ained on näiteks suhkur, vasksulfaat, naatriumhüdroksiid (tahked ained), alkohol, atsetoon (vedelad ained), vesinikkloriid, ammoniaak (gaasilised ained). Tuleb märkida, et tahkete ainete lahustuvus sõltub nende jahvatusastmest. Väikesed kristallid, mis on väiksemad kui umbes 0,1 mm, lahustuvad paremini kui suured.

Lahustuvust, mida väljendatakse aine massina, mis võib antud temperatuuril lahustuda 100 g vees, nimetatakse ka lahustuvustegur.

Paljude ainete piirav lahustuvus vees (või teistes lahustites) on konstantne väärtus, mis vastab küllastunud lahuse kontsentratsioonile antud temperatuuril. Ta on kvalitatiivne omadus lahustuvus ja on teatud tingimustel antud grammides 100 g lahusti kohta. Mõnede ainete lahustuvus vees toatemperatuuril on toodud tabelis 1.

Vedelike lahustuvus vedelikes võib olla täielik või piiratud. Piiratud lahustuvus on tavalisem. Täieliku vastastikuse lahustuvuse korral segatakse vedelikke mis tahes vahekorras. Näiteks (alkohol-vesi). Piiratud vastastikuse lahustuvusega vedelikud moodustavad alati kaks kihti. Piiratud lahustuvusega süsteemi näide on benseen-vesi süsteem. Nende vedelike segamisel on alati kaks kihti: ülemine kiht koosneb peamiselt veest ja sisaldab vähesel määral benseeni (umbes 11%), alumine kiht, vastupidi, koosneb peamiselt benseenist ja sisaldab umbes 5% vett. Temperatuuri tõustes suureneb enamasti vähelahustuvate vedelike vastastikune lahustuvus ja sageli siis, kui saavutatakse iga vedelikupaari teatud temperatuur, nn. kriitiline vedelikud segunevad üksteisega täielikult. Näiteks fenool ja vesi temperatuuril t° 68,8° ( kriitiline temperatuur) ja eespool lahustuvad üksteises mis tahes vahekorras; alla kriitilise temperatuuri lahustuvad nad üksteises vaid halvasti.

Ained, mida iseloomustavad ioonsed ja polaarsed sidemed, lahustuvad paremini polaarsetes lahustites (vesi, alkoholid, vedel ammoniaak, äädikhape ja jne). Vastupidi, mittepolaarset või vähepolaarset tüüpi sidemega ained lahustuvad hästi mittepolaarsetes lahustites (atsetoon, süsinikdisulfiid, benseen jne). Võib sõnastada üldreegel ainete vastastikune lahustuvus: "Sarnane lahustub sarnaseks."

Tahke aine lahustuvuse sõltuvus ja gaasilised ained temperatuuril näidata lahustuvuse kõveraid (joonis 1).

Riis. 1. Tahkete ja gaasiliste ainete lahustuvuskõverad.

Hõbeda, kaaliumi ja plii nitraatide lahustuvuskõverate kulg näitab, et temperatuuri tõustes suureneb nende ainete lahustuvus oluliselt. Naatriumkloriidi lahustuvuse kõvera peaaegu horisontaalne kulg näitab selle lahustuvuse kerget muutust temperatuuri tõustes.

Enamikku sooli iseloomustab lahustuvuse suurenemine kuumutamisel.

Lahustuvuskõveraid saab kasutada, et määrata:

on ainete lahustuvustegur erinevatel temperatuuridel;

on lahustuva aine mass, mis sadestub lahuse jahutamisel temperatuurilt t 1 o C kuni t 2 o C.

Kui aine lahustumine on eksotermiline protsess, siis selle lahustuvus temperatuuri tõustes väheneb. Peaaegu kõik gaasid lahustuvad soojuse eraldumisel, seetõttu temperatuuri tõustes gaaside lahustuvus väheneb (joonis 3). Seega saab vee keetmisega lahustunud gaasid sellest eemaldada.

Tabelis. 2 näitab teatud gaaside lahustuvust vees erinevatel temperatuuridel.

Gaasi lahustuvus sõltub vedeliku ja gaasi olemusest. Näiteks lahustub hapnik vees ligikaudu kahekordse lämmastikukoguse juures. See asjaolu on suur tähtsus elusorganismide eluks vees.

Gaaside lahustuvus vedelikes väheneb temperatuuri tõustes ja suureneb temperatuuri langedes.

Gaaside lahustuvus vees väheneb ka siis, kui lahusele lisatakse soolad, mille ioonid seostuvad veemolekulidega tugevamini kui gaasimolekulid, alandades seeläbi selle lahustuvust.

Täna räägime ainest – veest!

Kas keegi teist on vett näinud?

Kas küsimus tundus teile naeruväärne? Kuid see viitab täiesti puhtale veele, milles pole lisandeid. Kui vastuses aus ja täpne olla, siis tuleb tunnistada, et ei mina ega sina pole veel sellist vett näinud. Seetõttu on veeklaasil pärast kirja "H 2 O" küsimärk. Niisiis, klaasis pole puhast vett, aga mis siis saab?

Selles vees lahustunud gaasid: N 2, O 2, CO 2, Ar, soolad pinnasest, rauakatioonid veetorudest. Lisaks hõljuvad selles väikseimad tolmuosakesed. Seda me nimetame h ja s t o y veeks! Paljud teadlased töötavad selle nimel, et lahendada keeruline probleem – saada absoluutselt puhas vesi. Aga nii ülipuhast vett pole siiani õnnestunud saada. Siiski võite vastu vaielda, et seal on destilleeritud vesi. Muide, mis ta on?

Tegelikult saame sellist vett, kui purgid enne konserveerimist steriliseerime. Pöörake purk tagurpidi ja asetage see keeva vee kohale. Purgi põhja ilmuvad tilgad, see on destilleeritud vesi. Aga niipea, kui me purgi ümber keerame, sisenevad sinna õhust gaasid ja jälle on purgis lahus. Seetõttu püüavad pädevad koduperenaised kohe pärast steriliseerimist purgid vajaliku sisuga täita. Nad ütlevad, et sel juhul säilitatakse tooteid kauem. Võib-olla on neil õigus. Katsetage julgelt! Just seetõttu, et vesi on võimeline ise lahustama erinevaid aineid, ei saa teadlased endiselt suurtes kogustes ideaalset puhast vett. Ja see oleks nii kasulik näiteks meditsiinis ravimite valmistamisel.

Muide, klaasis olles "lahustab" vesi klaasi. Seega, mida paksem klaas, seda kauem klaasid vastu peavad. Mis on merevesi?

See on lahendus, mis sisaldab palju aineid. Näiteks lauasool. Kuidas saab välja tuua lauasool alates merevesi?

Aurustumine.Muide, just seda tegid meie esivanemad. Onegas olid soolapannid, kus mereveest soola aurustati. Soola müüdi Novgorodi kaupmeestele, nad ostsid oma pruutidele ja naistele kalleid ehteid ja šikke kangaid. Isegi Moskva moemeestel polnud selliseid rõivaid nagu Pomorokidel. Ja seda kõike ainult tänu teadmisele lahenduste omadustest! Niisiis, täna räägime lahendustest ja lahustuvusest. Kirjutage lahenduse määratlus vihikusse.

Lahendus - homogeenne süsteem, mis koosneb lahusti ja lahustunud aine molekulidest, mille vahel tekivad füüsikalised ja keemilised vastasmõjud.

Mõelge skeemidele 1–2 ja analüüsige, millised on lahendused.

Millist lahendust eelistaksid supi valmistamisel? Miks?

Tehke kindlaks, kus on lahjendatud lahus, kus on vasksulfaadi kontsentreeritud lahus?

Kui teatud ruumala lahust sisaldab vähe lahustunud ainet, nimetatakse sellist lahust lahjendatud, kui palju - keskendunud .

Määrake, milline lahendus on kus?

Ärge ajage segi mõisteid "küllastunud" ja "kontsentreeritud" lahus, "küllastumata" ja "lahjendatud" lahus.

Mõned ained lahustuvad vees hästi, teised vähe ja kolmandad ei lahustu üldse. Vaata videot "TAHKETE AINETE LAHUSTUVUS VEES"

Täitke vihikus olev ülesanne: levitage pakutud aineid -CO 2, H 2, O 2 , H 2 SO 4, äädikas, NaCl, kriit, rooste, taimeõli, alkoholtabeli 1 tühjadesse veergudesse, kasutades oma elukogemust.

Tabel 1

Lahustunud aine	Aine näited
	Lahustuv	Kergelt lahustuv
Gaas
Vedelik
Tahke

Kas saate mulle rääkida lahustuvusest FeSO4?

Kuidas olla?

Ainete vees lahustuvuse määramiseks kasutame soolade, hapete ja aluste vees lahustuvuse tabelit. See on õppetunni lisades.

Tabeli ülemisel real on katioonid, vasakpoolses veerus anioonid; otsime ristumispunkti, vaatame tähte - see on lahustuvus.

Määrame soolade lahustuvuse: AgNO3, AgCl, CaSO4.

Lahustuvus suureneb temperatuuri tõustes (on erandeid). Teate väga hästi, et suhkrut on mugavam ja kiirem lahustada kuumas, mitte sees külm vesi. Vaata "Soojusnähtused lahustumisel"

Proovige ise, kasutades tabelit, et määrata ainete lahustuvus.

Harjutus. Määrake järgmiste ainete lahustuvus: AgNO 3, Fe (OH) 2, Ag 2 SO 3, Ca (OH) 2, CaCO 3, MgCO 3, KOH.

MÕISTED teemal "Lahendused"

Lahendus– lahusti ja lahustunud aine molekulidest koosnev homogeenne süsteem, mille vahel tekivad füüsikalised ja keemilised vastasmõjud.

küllastunud lahus on lahendus, milles antud aine ei lahustu sellel temperatuuril.

küllastumata lahus Lahus, milles aine võib antud temperatuuril veel lahustuda.

peataminenimetatakse suspensiooniks, milles väikesed osakesed tahked ained jaotuvad veemolekulide vahel ühtlaselt.

emulsioonnimetatakse suspensiooniks, milles vedeliku väikesed tilgad jaotuvad teise vedeliku molekulide vahel.

lahjendatud lahused - vähese lahustunud aine sisaldusega lahused.

kontsentreeritud lahused - suure lahustunud aine sisaldusega lahused.

LISAKS:

Lahusesse sisenevate või lahusest eemaldatud osakeste ülekaalu suhte järgi eristatakse lahuseid küllastunud, küllastumata ja üleküllastumata. Vastavalt lahustunud aine ja lahusti suhtelistele kogustele jagatakse lahused lahjendatud ja kontsentreeritud.

Lahus, milles antud aine antud temperatuuril enam ei lahustu, s.t. nimetatakse lahustunud ainega tasakaalus olevat lahust rikas ja lahus, milles saab veel lahustada täiendavat kogust antud ainet, - küllastumata.

Küllastunud lahus sisaldab maksimaalset võimalikku (antud tingimustel) kogust lahustunud ainet. Seetõttu on küllastunud lahus lahus, mis on tasakaalus lahustunud aine liiaga. Antud aine küllastunud lahuse kontsentratsioon (lahustuvus) rangelt määratletud tingimustes (temperatuur, lahusti) on konstantne väärtus.

Nimetatakse lahust, mis sisaldab rohkem lahustunud ainet, kui see küllastunud lahuses antud tingimustes peaks olema üleküllastunud. Üleküllastunud lahused on ebastabiilsed, mittetasakaalulised süsteemid, milles täheldatakse spontaanset üleminekut tasakaaluolekusse. Sel juhul vabaneb lahustunud aine liig ja lahus küllastub.

Küllastunud ja küllastumata lahuseid ei tohi segi ajada lahjendatud ja kontsentreeritud lahustega. lahjendatud lahused- vähese lahustunud aine sisaldusega lahused; kontsentreeritud lahused- suure lahustunud aine sisaldusega lahused. Tuleb rõhutada, et lahjendatud ja kontsentreeritud lahuste mõisted on suhtelised, väljendades ainult lahustunud aine ja lahusti koguste suhet lahuses.

Lahustuvus on aine omadus moodustada erinevate lahustitega homogeenseid segusid. Nagu me juba mainisime, määrab selle aine küllastunud lahuse saamiseks vajalik lahustunud aine kogus. Sellega seoses on lahustuvus samasugune kui koostisel, näiteks massiosa lahustunud aine kogus selle küllastunud lahuses või lahustunud aine kogus selle küllastunud lahuses.

Kõik ained võib nende lahustuvuse järgi klassifitseerida:

• Väga hästi lahustuv – 100 g vees võib lahustuda üle 10 g ainet.
• Kergelt lahustuv – 100 g vees võib lahustuda vähem kui 1 g ainet.
• Lahustumatu – 100 g vees võib lahustuda vähem kui 0,01 g ainet.

On teada, et kui polaarsus lahustunud aine on sarnane lahusti polaarsusega, see lahustub tõenäolisemalt. Kui polaarsused on erinevad, siis suure tõenäosusega lahendus ei tööta. Miks see juhtub?

polaarne lahusti on polaarne lahustunud aine.

Võtame näiteks keedusoola lahuse vees. Nagu me juba teame, on veemolekulid oma olemuselt polaarsed, igal vesinikuaatomil on osaline positiivne laeng ja hapnikuaatomil osaliselt negatiivne laeng. Ja ioonsed tahked ained, nagu naatriumkloriid, sisaldavad katioone ja anioone. Seetõttu on lauasoola vette pannes osaline positiivne laeng vesinikuaatomitel tõmbab veemolekule NaCl-s leiduv negatiivselt laetud kloriidioon. Samamoodi osaline negatiivne laeng veemolekulide hapnikuaatomitele tõmbab NaCl-s sisalduv positiivselt laetud naatriumioon. Ja kuna veemolekulide külgetõmbejõud naatriumi- ja klooriioonide jaoks on tugevam kui vastastikmõju, mis neid koos hoiab, lahustub sool.

Mittepolaarne lahusti on mittepolaarne lahustunud aine.

Proovime lahustada süsiniktetrabromiidi tükki süsiniktetrakloriidis. Tahkes olekus hoiab süsiniktetrabromiidi molekule koos väga nõrk dispersiooni interaktsioon. Süsiniktetrakloriidi paigutamisel paiknevad selle molekulid juhuslikumalt, st. süsteemi entroopia suureneb ja ühend lahustub.

Tasakaalud lahustumisel

Mõelge halvasti lahustuva ühendi lahusele. Tahke aine ja selle lahuse vahelise tasakaalu saavutamiseks peab lahus olema küllastunud ja kontaktis tahke aine lahustumata osaga.

Näiteks seadke tasakaal hõbekloriidi küllastunud lahuses:

AgCl (tv) \u003d Ag + (vesi) + Cl - (vesi)

Kõnealune ühend on ioonne ja esineb lahustunud kujul ioonidena. Me teame seda juba sisse heterogeensed reaktsioonid tahke aine kontsentratsioon jääb konstantseks, mis võimaldab selle kaasata tasakaalukonstandi hulka. Seega näeb väljend välja selline:

K = [ Cl - ]

Sellist konstanti nimetatakse lahustuvusprodukt PR, tingimusel et kontsentratsioonid on väljendatud mol/l.

PR \u003d [ Cl - ]

Lahustuvusprodukt on võrdne tootega molaarsed kontsentratsioonid tasakaalus osalevad ioonid võimsustes, mis on võrdsed vastavate stöhhiomeetriliste koefitsientidega tasakaaluvõrrandis.
On vaja eristada lahustuvuse mõistet lahustuvuse korrutisest. Aine lahustuvus võib muutuda, kui lahusele lisatakse mõni muu aine ning lahustuvusprodukt ei sõltu täiendavate ainete olemasolust lahuses. Kuigi need kaks väärtust on omavahel seotud, mis võimaldab ühe väärtuse teadmisel teise arvutada.

Lahustuvus temperatuuri ja rõhu funktsioonina

Vesi mängib oluline roll meie elus suudab see lahustuda suur hulk aineid, mis on meie jaoks väga olulised. Seetõttu keskendume vesilahustele.

Lahustuvus gaaside hulk suureneb koos tõusev rõhk gaas üle lahusti ning tahkete ja vedelate ainete lahustuvus sõltub rõhust ebaoluliselt.

William Henry jõudis esmalt järeldusele, et gaasi kogus, mis lahustub konstantsel temperatuuril teatud vedelikumahus, on otseselt võrdeline selle rõhuga. See väide on tuntud kui Henry seadus ja seda väljendatakse järgmiselt:

C \u003d k P,

kus C on gaasi lahustuvus vedelas faasis

P - gaasi rõhk lahuse kohal

k on Henry konstant

Järgmisel joonisel on kujutatud mõnede gaaside lahustuvuse kõverad vees temperatuuri konstantsel gaasirõhul lahuse kohal (1 atm)

Nagu näha, väheneb gaaside lahustuvus erinevalt enamikust temperatuuri tõustes ioonsed ühendid, mille lahustuvus suureneb temperatuuri tõustes.

Temperatuuri mõju lahustuvusele sõltub entalpia muutusest, mis toimub lahustumisprotsessi käigus. Kui toimub endotermiline protsess, suureneb lahustuvus temperatuuri tõustes. See tuleneb sellest, mida me juba teame : kui muudate üht süsteemi tasakaalutingimustest – kontsentratsiooni, rõhku või temperatuuri –, siis tasakaal nihkub reaktsiooni suunas, mis sellele muutusele vastu mõjub.

Kujutage ette, et meil on tegemist osaliselt lahustunud ainega tasakaalus oleva lahusega. Ja see protsess on endotermiline, st. toimub väljastpoolt tuleva soojuse neeldumisega, siis:

Aine + lahusti + soojus = lahus

Vastavalt Le Chatelier' põhimõte, juures endotermiline protsessi, tasakaal nihkub suunas, mis vähendab soojuse sisendit, s.t. paremale. Seega lahustuvus suureneb. Kui protsess eksotermiline, siis põhjustab temperatuuri tõus lahustuvuse vähenemist.

ioonsete ühendite lahustuvuse sõltuvus temperatuurist

On teada, et neid on vedelike lahused vedelikes. Mõned neist võivad lahustuda üksteises piiramatus koguses, näiteks vesi ja etüülalkohol, teised aga ainult osaliselt. Seega, kui proovite süsiniktetrakloriidi vees lahustada, moodustub kaks kihti: ülemine on vee küllastunud lahus süsiniktetrakloriidis ja alumine süsiniktetrakloriidi küllastunud lahus vees. Temperatuuri tõustes üldiselt selliste vedelike vastastikune lahustuvus suureneb. See juhtub kuni kriitilise temperatuuri saavutamiseni, mille juures segatakse mõlemad vedelikud mis tahes vahekorras. Vedelike lahustuvus ei sõltu praktiliselt rõhust.

Kui aine, mida saab lahustada kummaski neist kahest vedelikust, viiakse segusse, mis koosneb kahest segunematust vedelikust, on selle jaotus nende vedelike vahel võrdeline lahustuvusega neis mõlemas. Need. vastavalt jaotusseadus aine, mis võib lahustuda kahes segunematus lahustis, jaotatakse nende vahel nii, et selle kontsentratsioonide suhe neis lahustites püsib konstantsel temperatuuril konstantne, sõltumata kokku lahustunud aine:

C 1 / C 2 \u003d K,

kus C 1 ja C 2 on aine kontsentratsioonid kahes vedelikus

K on jaotuskoefitsient.

Kategooriad ,