Czynniki wpływające na rozpuszczalność

Schemat, który pokazuje różnice między roztworem, zawiesiną i opadami, które tworzy osad i supernatant. Źródło: Zabmilenko: Orninzofari: Vectormrmw: zoptymalizowane, multilang, wikimedia Commons

Jakie są czynniki wpływające na rozpuszczalność?

Główny Czynniki wpływające na rozpuszczalność Są to polaryzacja, wpływ wspólnego jonu, temperatury, ciśnienia, natury substancji rozpuszczonej i czynników mechanicznych. Rozpuszczalność to zdolność substancji stałej, ciekłej lub gazowej (zwanej substancją rozpuszczoną) do rozpuszczenia w rozpuszczalniku (zwykle cieczy) i tworzeniu roztworu.

Rozpuszczalność substancji zależy zasadniczo od zastosowanego rozpuszczalnika, a także temperatury i ciśnienia. Rozpuszczalność substancji w określonym rozpuszczalniku mierzy się przez stężenie nasyconego roztworu.

Roztwór jest uważany za nasycony, gdy dodanie dodatkowej substancji rozpuszczonej nie zwiększa już stężenia roztworu.

Stopień rozpuszczalności jest bardzo różny w zależności od substancji, od nieskończenie rozpuszczalnego (całkowicie mieszającego się), takich jak etanol w wodzie, aż do niewielkiej rozpuszczalnej, jako chlorek srebra w wodzie. Termin „nierozpuszczalny” często dotyczy małych rozpuszczalnych związków.

Niektóre substancje są rozpuszczalne we wszystkich proporcjach z danym rozpuszczalnikiem, takie jak etanol w wodzie. Ta właściwość jest znana jako mieszalność.

W różnych warunkach można przezwyciężyć rozpuszczalność równowagi, aby podać roztwór zwany przesyconym.

Główne czynniki, które wpływają na rozpuszczalność

1. Biegunowość

W większości przypadków rozpuszczone rozpuszczalne rozpuszczalniki o podobnej polaryzacji. Chemicy używają popularnego aforyzmu, aby opisać tę charakterystykę substancji rozpuszczonych i rozpuszczalników: „Podobne rozpuszcza się podobne”.

Subolarne substancje rozpuszczone nie rozpuszczają się w rozpuszczalnikach polarnych i odwrotnie.

2. Wspólny efekt jonu

Wspólnym efektem jonów jest termin opisujący spadek rozpuszczalności związku jonowego, gdy sól zawiera jon, który już istnieje w bilansie chemicznym, dodaje się do mieszaniny.

Ten efekt najlepiej wyjaśnia zasadą Le Châteliera. Wyobraź sobie, że złożony siarczan wapnia nieco rozpuszczalny, przypadek₄, Jest dodawany do wody. Równanie jonowe netto dla powstałej bilansu chemicznego jest następujące:

Case4 (s) ⇌ca2+(aq)+SO42− (aq)

Siarczan wapnia jest lekko rozpuszczalny. W równowadze większość wapnia i siarczanu istnieje solidnie siarczanu wapnia.

Może ci służyć: kwas iarhydrryczny (HI): Struktura, właściwości i zastosowania

Załóżmy, że rozpuszczalny siarczan miedzi jonowy (CUO₄) Dodano go do rozwiązania. Siarczan miedzi jest rozpuszczalny. Dlatego jego jedynym ważnym wpływem na równanie jonowe netto jest dodanie większej liczby jonów siarczanowych (więc₄^2-).

CUSO4 (s) ⇌cu2+(aq)+SO42− (aq)

Odłączone jony siarczanu siarczanu miedzi są już obecne (wspólne A) w mieszaninie z niewielkiej dysocjacji siarczanu wapnia.

Dlatego to dodanie jonów siarczanowych podkreśla wcześniej ustaloną równowagę.

Zasada Le Catelier decyduje, że dodatkowy wysiłek po tej stronie produktu równowagi powoduje zmianę równowagi na bok reagentów w celu złagodzenia tego nowego napięcia.

Ze względu na zmianę po stronie reagującej rozpuszczalna rozpuszczalność siarczanu wapnia jest dalsza zmniejszona.

3. Temperatura

Temperatura ma bezpośredni wpływ na rozpuszczalność. W przypadku większości jonowych stałych wzrost temperatury zwiększa prędkość, z jaką można wykonać roztwór.

Wraz ze wzrostem temperatury cząstki stałe poruszają się szybciej, co zwiększa możliwości interakcji z większą liczbą cząstek rozpuszczalnika. Powoduje to wzrost prędkości, z jaką występuje rozwiązanie.

Temperatura może również zwiększyć ilość substancji rozpuszczonej, którą można rozpuścić w rozpuszczalniku. Ogólnie rzecz biorąc, wraz ze wzrostem temperatury rozpuszcza się więcej cząstek substancji rozpuszczonej.

Na przykład, gdy cukier jest dodawany do wody, jest to łatwa metoda tworzenia rozwiązania. Gdy ten roztwór jest podgrzewany i nadal dodaje się cukier, stwierdzono, że można dodać duże ilości cukru w ​​miarę wzrostu temperatury.

Powodem, dla którego tak się dzieje, jest to, że wraz ze wzrostem temperatury siły międzycząsteczkowe można łatwiej łamać, umożliwiając przyciąganie większej ilości cząstek substancji rozpuszczonej do cząstek rozpuszczalników.

Może ci służyć: magnez: historia, struktura, właściwości, reakcje, zastosowania

Istnieją jednak inne przykłady, w których wzrost temperatury ma bardzo niewielki wpływ na ilość substancji rozpuszczonej, którą można rozpuścić.

Sól stołowa jest dobrym przykładem: możesz rozpuścić prawie taką samą ilość soli stołowej w lodowatej wodzie, którą możesz w wrzącej wodzie.

Dla wszystkich gazów, wraz ze wzrostem temperatury, rozpuszczalność zmniejsza się. Do wyjaśnienia tego zjawiska można zastosować kinetyczną teorię molekularną.

Wraz ze wzrostem temperatury cząsteczki gazu poruszają się szybciej i są w stanie uciec od cieczy. Zatem rozpuszczalność gazu maleje.

4. Ciśnienie

Czwarty czynnik, ciśnienie, wpływa na rozpuszczalność gazu w cieczy, ale nigdy z substancji stałej, która rozpuszcza się w cieczy.

Gdy ciśnienie jest wywierane na gaz, który znajduje się nad powierzchnią rozpuszczalnika, gaz przesunie się do rozpuszczalnika i zajmuje niektóre przestrzenie między cząstkami rozpuszczalnika.

Dobrym przykładem jest soda gazowana. Ciśnienie jest wywierane na cząsteczki Force Co₂ w sodzie. Jest również odwrotnie. Gdy ciśnienie gazu zmniejsza się, rozpuszczalność tego gazu również zmniejsza się.

Kiedy otwiera się napój napoju sodowego, ciśnienie w sodzie jest obniżone, więc gaz natychmiast zaczyna wydostawać się z roztworu.

Dwutlenek węgla przechowywany w sodzie jest uwalniany i można zobaczyć musowanie na cieczy. Jeśli na pewien czas pozostawiono otwartą puszkę sody, możemy zauważyć, że napój staje się płaski z powodu utraty dwutlenku węgla.

Ten współczynnik ciśnienia gazowego wyraża się w prawie Henry'ego. Prawo Henry'ego stwierdza, że ​​w danej temperaturze rozpuszczalność gazu w cieczy jest proporcjonalna do ciśnienia częściowego gazu na cieczy.

Może ci służyć: normalne rozwiązania: koncepcja, przygotowanie, przykłady

Przykład prawa Henry'ego powstaje w nurkowaniu. Kiedy osoba zanurza się w głębokiej wodzie, ciśnienie wzrasta, a więcej gazów rozpuszcza się we krwi.

Wzrasta z głębokiej wody, nurka musi powrócić na powierzchnię z bardzo powolną prędkością, aby wszystkie rozpuszczone gazowe gazy bardzo powoli pozostawić krew.

Jeśli dana osoba wznosi się zbyt szybko, może wystąpić sytuacja pogotowia medycznego z powodu gazów, które wychodzą z krwi zbyt szybko.

5. Charakter substancji rozpuszczonej

Charakter substancji rozpuszczonej i rozpuszczalnika oraz obecność innych związków chemicznych w roztworze wpływa na rozpuszczalność.

Na przykład możesz rozpuścić większą ilość cukru w ​​wodzie, która pojawia się w wodzie. W takim przypadku mówi się, że cukier jest bardziej rozpuszczalny.

Etanol w wodzie jest całkowicie rozpuszczalny. W tym konkretnym przypadku rozpuszczalnikiem będzie związek w większej ilości.

Rozmiar substancji rozpuszczonej jest również ważnym czynnikiem. Im większe cząsteczki substancji rozpuszczonej, tym większa jej masa cząsteczkowa i wielkość. Cząsteczki rozpuszczalnika trudniej jest otaczać większe cząsteczki.

Jeśli wszystkie wyżej wymienione czynniki zostaną wykluczone, można znaleźć ogólną zasadę, że największe cząstki są ogólnie mniej rozpuszczalne.

Jeśli ciśnienie i temperatura są takie same jak między dwiema substancjami substancji rozpuszczonych tej samej polaryzacji, ten z mniejszymi cząsteczkami jest zwykle bardziej rozpuszczalny.

6. Czynniki mechaniczne

W przeciwieństwie do prędkości roztworu, która zależy głównie od temperatury, prędkość rekrystalizacji zależy od stężenia substancji rozpuszczonej na powierzchni sieci krystalicznej, co jest faworyzowane, gdy roztwór jest nieruchomy.

Dlatego pobudzenie rozwiązania pozwala uniknąć tej akumulacji, maksymalizując roztwór. 

Bibliografia

1. Rozpuszczalność. Odzyskane z linii.com.
2. Czynniki zawierające rozpuszczalność. Odzyskane z CK12.org.
3. Edukacja online (s.F.). Czynniki zawierające rozpuszczalność. Pobrano z rozpuszczalności.com.