Растворы, растворение

МЕХАНИЗМ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ДИССОЦИАЦИИ

1.  ЭД ионных веществ:

ü  Ориентация диполей воды относительно ионов кристалла.

ü  Распад кристалла на ионы (собственно диссоциация).

ü  Гидратация ионов.

2.  ЭД веществ с ковалентным полярным типом химической связи.

ü  Разрушение водородных связей между молекулами воды, образование диполей воды.

ü  Ориентация диполей воды относительно диполей полярной молекулы.

ü  Сильная поляризация связи, в результате которой общая электронная пара полностью смещается к атомной частице более электроотрицательного элемента.

ü  Распад вещества на ионы (собственно диссоциация).

ü  Гидратация ионов.

Растворимость ионных соединений в воде

Некоторые ионные соединения ( соли ) растворяются в воде, что возникает из-за притяжения между положительными и отрицательными зарядами (см .: сольватация ). Например, положительные ионы соли (например, Ag + ) притягивают частично отрицательные атомы кислорода в H 2 O. Точно так же отрицательные ионы соли (например, Cl — ) притягивают частично положительные водороды в H 2 O. Примечание: кислород частично отрицателен, потому что он более электроотрицателен, чем водород, и наоборот (см .: химическая полярность ).

AgCl (s) ⇌ Ag + (водн.) + Cl — (водн.)

Однако существует предел того, сколько соли может быть растворено в данном объеме воды. Это количество выражается произведением растворимости K уд . Это значение зависит от типа соли (например, AgCl или NaCl), температуры и общего ионного эффекта.

Можно рассчитать количество AgCl, которое растворяется в 1 литре воды, потребуется некоторая алгебра.

K sp = × (определение произведения растворимости)
K уд = 1,8 × 10 −10 (из таблицы произведений растворимости)

= , в отсутствие других солей серебра или хлорида,

2 = 1,8 × 10 -10
= 1,34 × 10 −5

Результат: 1 литр воды может растворить 1,34 × 10 -5 моль AgCl (ов) при комнатной температуре. По сравнению с другими типами солей AgCl плохо растворяется в воде. Напротив, поваренная соль (NaCl) имеет более высокий K уд и, следовательно, более растворима.

Растворимый Нерастворимый
Соединения группы I и NH 4 + (кроме фосфата лития ) Карбонаты (кроме группы I , NH 4 + и ураниловых соединений)
Нитраты Сульфиты (кроме соединений группы I и NH 4 + )
Ацетаты (этаноаты) (кроме соединений Ag + ) Фосфаты (кроме соединений группы I и NH 4 + (кроме Li + ))
Хлориды (хлораты и перхлораты), бромиды и йодиды (кроме Ag + , Pb 2+ , Cu + и Hg 2 2+ ) Гидроксиды и оксиды (кроме группы I , NH 4 + , Ba 2+ , Sr 2+ и Tl + )
Сульфаты (кроме Ag + , Pb 2+ , Ba 2+ , Sr 2+ и Ca 2+ ) Сульфиды (кроме соединений группы I , группы II и NH 4 + )

Навигация по записям

Х и м и я

Растворами называют однородные системы переменного состава. Химический состав и физические свойства одного раствора во всех частях его объёма одинаковы.

В отличие от простого смешивания веществ, при растворении происходит взаимодействие между частицами, образующими раствор.

Часто для определения раствора используют понятия гомогенной и системы.

В этом случае, раствором называется гомогенная система, состоящая из двух или более компонентов.

Гомогенные и гетерогенные системы

Гомогенная система (от греч. όμός — равный, одинаковый; γένω — рождать) — однородная система, химический состав и физические свойства которой во всех частях одинаковы или меняются непрерывно, без скачков (между частями системы нет поверхностей раздела).

В гомогенной системе из двух и более химических компонентов каждый компонент распределен в массе другого в виде молекул, атомов, ионов. Составные части гомогенной системы нельзя отделить друг от друга механическим путем.

Гетерогенная система (от греч. έτερος — разный; γένω — рождать) — неоднородная система, состоящая из однородных частей (фаз), разделённых поверхностью раздела.

Растворы могут существовать в трёх агрегатных состояниях – твёрдом, жидком и газообразном (парообразном). Примерами твёрдых растворов могут служить некоторые сплавы металлов, например сплав золота и меди, газообразных – воздух.

Наиболее важный вид растворов – жидкие растворы.

Растворы имеют чрезвычайно важное значение в жизни человека. Так, процессы усвоения пищи человеком и животными связаны с переводом питательных веществ в раствор

Растворами являются все важнейшие физиологические жидкости (кровь, лимфа и т.д.).

Растворители

Всякий раствор состоит из растворённых веществ и растворителя, т.е. среды, в которой эти вещества равномерно распределены в виде молекул и ионов.

Обычно растворителем считают тот компонент, который в чистом виде существует в том же агрегатном состоянии, что и полученный раствор. Например, в случае водного раствора соли растворителем является вода.

Если же оба компонента до растворения находились в одинаковом агрегатном состоянии (например, спирт и вода), то растворителем считается компонент, находящийся в большем количестве.

Истинные и коллоидные растворы

В растворах вещества могут находиться в различных степенях дисперсности (т.е. раздробленности). Величина частиц служит важным признаком, обуславливающим многие физикохимические свойства растворов.

По величине частиц растворы делятся на:

1. Истинные растворы (размер частиц меньше 1 мкм) и

2. Коллоидные растворы (размер частиц от 1 до 100 мкм).

Смеси с частицами размером более 100 мкм образуют взвеси: суспензии и эмульсии.

Истинные растворы могут быть ионными или молекулярными в зависимости от того, диссоциирует ли растворённое вещество на ионы или остаётся в недиссоциированном состоянии в виде молекул.

Коллоидные растворы резко отличаются по свойствам от истинных растворов. Они гетерогенны, так как имеют поверхность раздела между фазами – растворённым веществом (дисперсной фазой) и растворителем (дисперсионной средой).

Растворы высокомолекулярных соединений: белков, полисахаридов, каучука обладают свойствами как истинных, так и коллоидных растворов и выделяются в особую группу.

Растворы, механические смеси и химические соединения

Однородность растворов делает их очень сходными с химическими соединениями.

Химическое соединение — сложное вещество, состоящее из химически связанных атомов двух или нескольких элементов.

Раствор это не одно химическое соединение, а как минимум два смешанных соединения. В отличие от простого смешивания веществ, при растворении происходит взаимодействие между частицами, образующими раствор.

Выделение теплоты при растворении некоторых веществ тоже указывает на химическое взаимодействие между растворителем и растворяемым веществом.

Отличие растворов от химических соединений состоит в том, что состав раствора может изменяться в широких пределах. Кроме того, в свойствах раствора можно обнаружить многие свойства его отдельных компонентов, чего не наблюдается в случае химического соединения.

Непостоянство состава растворов приближает их к механическим смесям.

Механическая смесь — физико-химическая система, в состав которой входят два или несколько химических соединений (компонентов). В смеси исходные вещества включены неизменными. При смешивании не возникает никакое новое вещество.

От механических смесей растворы резко отличаются своею однородностью. Таким образом, растворы занимают промежуточное положение между механическими смесями и химическими соединениями.

Процесс растворения

Растворение кристалла в жидкости протекает следующим образом.

Когда вносят кристалл в жидкость, в которой он может растворяться, от поверхности его отрываются отдельные молекулы. Последние благодаря диффузии равномерно распределяются по всему объёму растворителя.

Отделение молекул от поверхности твёрдого тела вызывается, с одной стороны, их собственным колебательным движением, а сдругой – притяжением со стороны молекул растворителя.

Этот процесс должен был бы продолжаться до полного до полного растворения любого количества кристаллов, если бы не происходил обратный процесс – кристаллизация. Перешедшие в раствор молекулы, ударяясь о поверхность ещё не растворившегося вещества, снова притягиваются к нему и входят в состав его кристаллов.

Понятно, что выделение молекул из раствора будет идти тем быстрее, чем больше концентрация раствора.

А так как последняя по мере растворения вещества увеличивается, то, наконец наступает такой момент, когда скорость растворения становится равной скорости кристаллизации.

Тогда устанавливается динамическое равновесие, при котором в единицу времени растворяется и кристаллизуется одинаковое число молекул.

Раствор, находящийся в равновесии с растворяющимся веществом, называется насыщенным раствором.

Концентрация растворов

Насыщенными растворами приходится пользоваться сравнительно редко. В большинстве случаев употребляются растворы ненасыщенные, т.е. с меньшей концентрацией растворённого вещества, чем в насыщенном растворе.

Концентрацией раствора называется количество растворённого вещества, содержащееся в определённом количестве раствора или растворителя.

Растворы с большой концентрацией растворённого вещества называются концентрированными, с малой – разбавленными.

Концентрацию раствора можно выражать по разному:

1. В процентах растворённого вещества по отношению ко всему количеству раствора.

2. Числом грам-молекул растворённого вещества, содержащегося в 1 литре раствора.

3. Числом грамм-молекул растворённого вещества, содержащегося в 1000 г растворителя    и т.д.

Растворимость

Растворимостью называется способность вещества растворяться в том или ином растворителе.

Мерой растворимости вещества при данных условиях служит концентрация его насыщенного раствора.

Растворимость различных веществ колеблется в широких пределах.

  • Если в 100 граммах воды растворяется более 10 г вещества, то такое вещество    принято называть хорошо растворимым.
  • Если растворяется менее 1 г вещества – малорастворимым.
  • Если в раствор переходит менее 0,01 г вещества, то такое вещество называют    практически нерастворимым.

Принципы, позволяющие предсказать растворимость вещества, пока не известны. Однако, обычно вещества, состоящие из полярных молекул, и вещества с ионным типам связи лучше растворяются в полярных растворителях (вода, спиры, жидкий амиак), а неполярные вещества – в неполярных растворителях (бензол, сероуглерод).

Растворение большинства твёрдых тел сопровождается поглощением теплоты. Это объясняется затратой значительного количества энергии на разрушение кристаллической решётки твёрдого тела, что обычно не полностью компенсируется энергией, выделяющейся при образовании гидратов (сольватов).

Как правило, повышение температуры должно приводить к увеличению растворимости твёрдых тел.

Факторы, влияющие на растворимость веществ

Химический состав веществ. Правило «подобное притягивает подобное» распространяется и на реагенты. Схожие по физическим и химическим свойствам вещества могут взаимно растворяться быстрее. Например, неполярные соединения хорошо взаимодействуют с неполярными. Вещества с полярными молекулами или ионным строением разводятся в полярных, например, в воде. В ней разлагаются соли, щёлочи и другие компоненты, а неполярные — наоборот. Можно привести простой пример. Для приготовления насыщенного раствора сахара в воде потребуется большее количество вещества, чем в случае с солью. Как это понимать? Проще говоря, вы можете развести гораздо больше сахара в воде, чем соли.

Температура. Чтобы увеличить растворимость твердых веществ в жидкостях, нужно увеличить температуру экстрагента (работает в большинстве случаев). Можно продемонстрировать такой пример. Если положить щепотку хлорида натрия (соль) в холодную воду, то данный процесс займет много времени. Если проделать то же самое с горячей средой, то растворение будет проходить гораздо быстрее. Это объясняется тем, что вследствие повышения температуры возрастает кинетическая энергия, значительное количество которой часто тратится на разрушение связей между молекулами и ионами твёрдого вещества. Однако, когда повышается температура в случае с солями лития, магния, алюминия и щелочами, их растворимость понижается.

Давление. Этот фактор влияет только на газы. Их растворимость увеличивается при повышении давления. Ведь объём газов сокращается.

Понятие о растворах. Растворимость веществ

Растворы — гомогенные (однородные) системы переменного состава, которые содержат два или несколько компонентов.

Наиболее распространены жидкие растворы. Они состоят из растворителя (жидкости) и растворенных веществ (газообразных, жидких, твердых):

Жидкие растворы могут быть водные и неводные. Водные растворы — это растворы, в которых растворителем является вода. Неводные растворы — это растворы, в которых растворителями являются другие жидкости (бензол, спирт, эфир и т. д.). На практике чаще применяются водные растворы.

Растворение веществ

Растворение — сложный физико-химический процесс. Разрушение структуры растворяемого вещества и распределение его частиц между молекулами растворителя — это физический процесс. Одновременно происходит взаимодействие молекул растворителя с частицами растворенного вещества, т.е. химический процесс. В результате этого взаимодействия образуются сольваты.

Сольваты — продукты переменного состава, которые образуются при химическом взаимодействии частиц растворенного вещества с молекулами растворителя.

Если растворителем является вода, то образующиеся сольваты называются гидратами. Процесс образования сольватов называется сольватацией. Процесс образования гидратов называется гидратацией. Гидраты некоторых веществ можно выделить в кристаллическом виде при выпаривании растворов. Например:

Что представляет собой и как образуется кристаллическое вещество синего цвета? При растворении в воде сульфата меди (II) происходит его диссоциация на ионы:

Образующиеся ионы взаимодействуют с молекулами воды:

При выпаривании раствора образуется кристаллогидрат сульфата меди (II) — CuSО4 • 5Н2О.

Кристаллические вещества, содержащие молекулы воды, называются кристаллогидратами. Вода, входящая в их состав, называется кристаллизационной водой. Примеры кристаллогидратов:

Впервые идею о химическом характере процесса растворения высказал Д. И. Менделеев в разработанной им химической (гидратной) теории растворов (1887 г.). Доказательством физико-химического характера процесса растворения являются тепловые эффекты при растворении, т. е. выделение или поглощение теплоты.

Тепловой эффект растворения равен сумме тепловых эффектов физического и химического процессов. Физический процесс протекает с поглощением теплоты, химический — с выделением.

Если в результате гидратации (сольватации) выделяется больше теплоты, чем ее поглощается при разрушении структуры вещества, то растворение — экзотермический процесс. Выделение теплоты наблюдается, например, при растворении в воде таких веществ, как NaOH, AgNО3, H2SО4, ZnSО4 и др.

Если для разрушения структуры вещества необходимо больше теплоты, чем ее образуется при гидратации, то растворение — эндотермический процесс. Это происходит, например, при растворении в воде NaNО3, KCl, K2SO4, KNO2, NH4Cl и др.

Растворимость веществ

Мы знаем, что одни вещества хорошо растворяются, другие — плохо. При растворении веществ образуются насыщенные и ненасыщенные растворы.

Насыщенный раствор — это раствор, который содержит максимальное количество растворяемого вещества при данной температуре.

Ненасыщенный раствор — это раствор, который содержит меньше растворяемого вещества, чем насыщенный при данной температуре.

Количественной характеристикой растворимости является коэффициент растворимости. Коэффициент растворимости показывает, какая максимальная масса вещества может раствориться в 1000 мл растворителя при данной температуре.

Растворимость выражают в граммах на литр (г/л).

По растворимости в воде вещества делят на 3 группы:

Таблица растворимости солей, кислот и оснований в воде:

Растворимость веществ зависит от природы растворителя, от природы растворенного вещества, температуры, давления (для газов). Растворимость газов при повышении температуры уменьшается, при повышении давления — увеличивается.

По кривым растворимости можно определить: 1) коэффициент растворимости веществ при различных температурах; 2) массу растворенного вещества, которое выпадает в осадок при охлаждении раствора от t1oC до t2oC.

Процесс выделения вещества путем испарения или охлаждения его насыщенного раствора называется перекристаллизацией. Перекристаллизация используется для очистки веществ.

Растворимость меди в азотной кислоте

Такая реакция возможна ввиду того, что происходит процесс окисления металла сильным реагентом. Кислота азотная в разбавленном и концентрированном виде проявляет окислительные свойства с растворением меди.

В первом варианте во время реакции получается меди нитрат и азота двухвалентный оксид в соотношении 75 % к 25 %. Процесс с разбавленной кислотой азотной можно описать следующим уравнением:

8HNO3 + 3Cu → 3Cu(NO3)2 + NO + NO + 4H2O.

Во втором случае получается меди нитрат и азота оксиды двухвалентные и четырёхвалентные, соотношение которых 1 к 1. В этом процессе участвует 1 моль металла и 3 моля кислоты азотной концентрированной. При растворении меди происходит сильный разогрев раствора, в результате чего наблюдается термическое разложение окислителя и выделение дополнительного объёма азотных оксидов:

4HNO3 + Cu → Cu(NO3)2 + NO2 + NO2 + 2H2O.

Реакцию используют в малотоннажном производстве, связанном с переработкой лома или удалением покрытия с отходов. Однако такой способ растворения меди имеет ряд недостатков, связанных с выделением большого количества азотных оксидов. Для их улавливания или нейтрализации необходимо специальное оборудование. Процессы эти весьма затратные.

Растворение меди считается завершённым, когда происходит полное прекращение выработки летучих азотистых оксидов. Температура реакции колеблется от 60 до 70 °C. Следующим этапом является спуск раствора из химического реактора. На его дне остаются небольшие куски металла, который не прореагировал. К полученной жидкости добавляют воду и проводят фильтрацию.

Определение ИЮПАК

Согласно определению ИЮПАК , растворимость — это аналитический состав насыщенного раствора, выраженный как доля указанного растворенного вещества в указанном растворителе. Растворимость может быть указана в различных единицах концентрации, таких как молярность, молярность, мольная доля, мольное отношение, масса (растворенного вещества) на объем (растворитель) и другие единицы.

Таблица растворимости

Растворимость — это свойство вещества растворяться в воде или другом растворителе. В воде могут растворяться и твёрдые и жидкие и газообразные вещества. По растворимости все вещества делятся на три группы:

  • хорошо растворимые
  • мало растворимые
  • нерастворимые

Абсолютно нерастворимых веществ несуществует, поэтому название нерастворимые условно и нужно читать «практически нерастворимые».

Растворимость веществ зависит от температуры зависит от температуры и давления, так, например, вещество KNO3 (нитрат калия) при температуре +20°C имеет растворимость 31,6 г / 100 г воды, а при температуре +100°C — 245 г / 100 г воды.

Твёрдые

Жидкие

  • Бензин
  • Растительное масло

Газообразные

Твёрдые

Жидкие

Газообразные

Растворимые вещества

Твёрдые

Жидкие

Газообразные

Катионы Анионы OH- F- Cl- Br- I- S2- NO3- CO32- SiO32- SO42- PO43-
H+ Р Р Р Р Р М Р Н Р Р
Na+ Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р
K+ Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р
NH4+ Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р
Mg2+ Н РК Р Р Р М Р Н РК Р РК
Ca2+ М НК Р Р Р М Р Н РК М РК
Sr2+ М НК Р Р Р Р Р Н РК РК РК
Ba2+ Р РК Р Р Р Р Р Н РК НК РК
Sn2+ Н Р Р Р М РК Р Н Н Р Н
Pb2+ Н Н М М М РК Р Н Н Н Н
Al3+ Н М Р Р Р Г Р Г НК Р РК
Cr3+ Н Р Р Р Р Г Р Г Н Р РК
Mn2+ Н Р Р Р Р Н Р Н Н Р Н
Fe2+ Н М Р Р Р Н Р Н Н Р Н
Fe3+ Н Р Р Р Р Г Н Р РК
Co2+ Н М Р Р Р Н Р Н Н Р Н
Ni2+ Н М Р Р Р РК Р Н Н Р Н
Cu2+ Н М Р Р Н Р Г Н Р Н
Zn2+ Н М Р Р Р РК Р Н Н Р Н
Cd2+ Н Р Р Р Р РК Р Н Н Р Н
Hg2+ Н Р Р М НК НК Р Н Н Р Н
Hg22+ Н Р НК НК НК РК Р Н Н М Н
Ag+ Н Р НК НК НК НК Р Н Н М Н
Катионы Анионы OH- F- Cl- Br- I- S2- NO3- CO32- SiO32- SO42- PO43-
Таблица 1. Растворимость веществ
  • Р — вещество хорошо растворимо в воде
  • М — вещество малорастворимо в воде
  • Н — вещество практически нерастворимо в воде, но легко растворяется в слабых или разбавленных кислотах
  • РК — вещество нерастворимо в воде и растворяется только в сильных неорганических кислотах
  • НК — вещество нерастворимо ни в воде, ни в кислотах
  • Г — вещество полностью гидролизуется при растворении и не существует в контакте с водой
  • — — вещество не существует
  • H-OH
  • H-NO3
  • Na-Cl
  • Na-CO3
  • K-F
  • K-NO3
  • NH4-OH
  • NH4-S
  • NH4-PO4
  • Mg-SO4
  • Sr-Cl
  • Ba-OH
  • Ba-NO3
  • Sn-SO4
  • Al-NO3
  • Cr-I
  • Mn-Br
  • Fe-Br
  • Fe-Cl
  • Co-Br
  • Ni-Br
  • Cu-Br
  • Zn-I
  • Cd-Br
  • Hg-Cl
  • Ag-F
  • H-F
  • H-SO4
  • Na-Br
  • Na-SiO3
  • K-Cl
  • K-CO3
  • NH4-F
  • NH4-NO3
  • Mg-Cl
  • Ca-Cl
  • Sr-Br
  • Ba-Cl
  • Sn-F
  • Pb-NO3
  • Al-SO4
  • Cr-NO3
  • Mn-I
  • Fe-I
  • Fe-Br
  • Co-I
  • Ni-I
  • Cu-NO3
  • Zn-NO3
  • Cd-I
  • Hg-NO3
  • Ag-NO3
  • H-Cl
  • H-PO4
  • Na-I
  • Na-SO4
  • K-Br
  • K-SiO3
  • NH4-Cl
  • NH4-CO3
  • Mg-Br
  • Ca-Br
  • Sr-I
  • Ba-Br
  • Sn-Cl
  • Al-Cl
  • Cr-F
  • Cr-SO4
  • Mn-NO3
  • Fe-NO3
  • Fe-NO3
  • Co-NO3
  • Ni-NO3
  • Cu-SO4
  • Zn-SO4
  • Cd-NO3
  • Hg-SO4
  • H-Br
  • Na-OH
  • Na-S
  • Na-PO4
  • K-I
  • K-SO4
  • NH4-Br
  • NH4-SiO3
  • Mg-I
  • Ca-I
  • Sr-S
  • Ba-I
  • Sn-Br
  • Al-Br
  • Cr-Cl
  • Mn-F
  • Mn-SO4
  • Fe-SO4
  • Fe-SO4
  • Co-SO4
  • Ni-SO4
  • Zn-Cl
  • Cd-F
  • Cd-SO4
  • Hg2-F
  • H-I
  • Na-F
  • Na-NO3
  • K-OH
  • K-S
  • K-PO4
  • NH4-I
  • NH4-SO4
  • Mg-NO3
  • Ca-NO3
  • Sr-NO3
  • Ba-S
  • Sn-NO3
  • Al-I
  • Cr-Br
  • Mn-Cl
  • Fe-Cl
  • Fe-F
  • Co-Cl
  • Ni-Cl
  • Cu-Cl
  • Zn-Br
  • Cd-Cl
  • Hg-F
  • Hg2-NO3
  • H-SiO3
  • Ba-CO3
  • Pb-OH
  • Pb-PO4
  • Mn-S
  • Fe-S
  • Fe-SiO3
  • Co-PO4
  • Cu-OH
  • Zn-CO3
  • Cd-SiO3
  • Hg-PO4
  • Ag-OH
  • Mg-OH
  • Sn-OH
  • Pb-F
  • Al-OH
  • Mn-CO3
  • Fe-CO3
  • Co-OH
  • Ni-OH
  • Cu-S
  • Zn-SiO3
  • Cd-PO4
  • Hg2-OH
  • Ag-CO3
  • Mg-CO3
  • Sn-CO3
  • Pb-CO3
  • Cr-OH
  • Mn-SiO3
  • Fe-SiO3
  • Co-S
  • Ni-CO3
  • Cu-SiO3
  • Zn-PO4
  • Hg-OH
  • Hg2-CO3
  • Ag-SiO3
  • Ca-CO3
  • Sn-SiO3
  • Pb-SiO3
  • Cr-SiO3
  • Mn-PO4
  • Fe-PO4
  • Co-CO3
  • Ni-SiO3
  • Cu-PO4
  • Cd-OH
  • Hg-CO3
  • Hg2-SiO3
  • Ag-PO4
  • Sr-CO3
  • Sn-PO4
  • Pb-SO4
  • Mn-OH
  • Fe-OH
  • Fe-OH
  • Co-SiO3
  • Ni-PO4
  • Zn-OH
  • Cd-CO3
  • Hg-SiO3
  • Hg2-PO4

Скачать статью в формате PDF.

Виды растворов по степени насыщенности

Насыщенный раствор — это смесь химических веществ, содержащая максимальную концентрацию одного вещества в растворителе при определенной температуре. Дальше оно разводиться не будет. В препарате твёрдого вещества заметно выпадение осадка, который находится в динамическом равновесии с ним. Под этим понятием подразумевается состояние, сохраняющееся во времени вследствие его протекания одновременно в двух противоположных направлениях (прямая и обратная реакции) с одинаковой скоростью.

Если вещество при постоянной температуре все еще может разлагаться, то этот раствор — ненасыщенный. Они устойчивы. Но если в них продолжать добавлять вещество, то оно будет разводиться в воде (или другой жидкости), пока не достигнет максимальной концентрации.

Еще один вид — перенасыщенный. В нем содержится больше растворенного вещества, чем может быть при постоянной температуре. Из-за того, что они находятся в неустойчивом равновесии, при физическом воздействии на них происходит кристаллизация.

Какие вещества растворяются в воде, а какие — нет

Вода действительно универсальна и уникальна по своим
свойствам. Иногда требуется сильнее перемешать, чтобы добиться полного
разрушения частиц, но в большинстве своем вода размывает любые соединения.
Однако есть вещества, которые не подвластны даже ей.

Существует условие, по которому количество воды должно быть
превышающим, чтобы вещества именно разошлись, а не осели на дно. На примере
пищевой соли: при добавлении большого количества, она перестает растворяется и
образует плотный, напоминающий камень, слой.

Кроме того, от некоторых веществ жидкость можно очистить, от
других — нет. Так, например, ртуть в воде растворяется и процесс очищения
невозможен. Другие похожие вещества из встречаемых в быту: поваренная и морская
соль, сахар любого типа, пищевая сода, крахмал. Они невидимые и склоны к
окрашиванию воды, но частицы настолько мелкие, что они попросту проходят
фильтрацию вместе с раствором. Сыпучие вещества вроде песка или глины не
растворяются, потому воду можно отфильтровать.

Классификация способности по веществам:

  1. Хорошо растворимые (спирт, сахар, соль (она же натрий), большинство щелочей и нитратов металлов).
  2. Мало растворимые (гипс, бертолетова соль, бензол, метан, азот и кислород).
  3. Практически нерастворимые (драгоценные и полудрагоценные металлы, керосин, ряд масел, инертные газы, сульфид меди).

Отдельная группа — жирорастворимые и водорастворимые
витамины. Они необходимы для здоровья человека, а за счет собственной
способности растворяться, накапливаются в организме из-за содержания воды. К
водорастворимому типу относятся витамины С, В1, В2, В3 (РР), В6, В12, фолиевая
кислота, пантотеновая кислота и биотин.

Таким образом, вода как растворитель весьма уникальна.
Список сложно и нерастворимых веществ достаточно короткий, чтобы говорить об
универсальности воды в качестве растворителя.

Что такое растворимость

Растворимость указывает, может ли и в какой степени вещество
образовывать с другими однородную систему (растворы). Эта химическая реакция
описывает свойство веществ смешиваться с растворителем при однородном распределении
(в виде атомов, молекул или ионов). Растворимость может выражаться в процентах
(%), объемных (см3/100 см3), весовых (г/100г) единицах. Она определяется двумя
характеристиками.

  • Качественная, которая показывает, растворяется
    ли вещество в определенном растворителе.
  • Количественная, показывает какое количество
    вещества может быть растворено в единице объема конкретного растворителя.

В основном растворитель представляет собой жидкость, но есть
и твердые растворы, такие как сплавы, стекла, керамические материалы и
легированные полупроводники.

Одним из таких жидких растворителей является вода. Ее
растворяющая способность варьируется в зависимости от вещества. Чтобы понять,
как поведет себя соль или кислота при взаимодействии с водой, можно воспользоваться
специальной таблицей растворимости солей кислот и оснований в воде. Достаточно
найти пересечение ионов и катионов нужной соли или кислоты и посмотреть какая
буква написана в этой клетке. Если Р—то растворимо, М—малорастворимо,
Н—нерастворимо, прочерк—полностью разлагается. Кстати, посмотрев в эту таблицу
можно узнать, какое свойство воды используют, когда кладут соль в суп.

Солеобразные вещества растворимы только в полярных
растворителях, таких как вода или фтористый водород (HF). Зная это, можно легко
назвать две растворимые в воде соли разных кислот при обработке которых
выделяются газообразные продукты. Многие липофильные, воскообразные вещества,
растворяются только в органических растворителях, таких как бензин («неполярный»
растворитель). Серная кислота смешивается с водой в любом соотношении. При
смешивании фенола с водой существует две области: раствор фенола в воде и
раствор воды в феноле. Между ними не учитывается диапазон «запрещенных»
соотношений смешивания, что приводит к образованию расслоения двух жидких фаз.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий