что такое растворимость в химии

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.

Зависимость растворимости твердых веществ от температуры показывают кривые растворимости. Растворимость многих твердых веществ увеличивается при повышении температуры.

По кривым растворимости можно определить: 1) коэффициент растворимости веществ при различных температурах; 2) массу растворенного вещества, которое выпадает в осадок при охлаждении раствора от t₁ o C до t₂ o C.

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

Источник

Растворимость веществ

Растворимость вещества показывает, сколько вещества в грам­мах может раствориться в 1 л воды или сколько вещества в граммах может раствориться в 100 г растворителя. Отношение массы вещества, образующего насыщенный раствор при данной температуре, к объему растворителя называется раство­римостью этого вещества или коэффициентом растворимости. Массовая доля растворенного вещества показывает долю этого ве­щества, содержащегося в растворе

Растворимость веществ зависит от природы раство­ряемого вещества и растворителя, температуры и давления.

При­чины различной растворимости веществ пока точно не установлены, их связывают с характером взаимодействия молекул растворителя и растворенного вещества. Поэтому точно установить растворимость вещества в некотором растворителе можно только экспериментальным путем. Однако замечено, что вещества, состоящие из полярных молекул и вещества с ионным типом связи лучше растворяются в полярных растворителях, а неполярные вещества – в неполярных растворителях. Или иначе: подобное растворяется в подобном.

При растворении твердых и жидких веществ объем раствора обычно почти не изменяется. Следовательно, растворимость твердых и жидких веществ не зависит от давления. При растворении газов объем системы уменьшится, поэтому их растворимость существенно зависит от давления и, согласно принципу Ле Шателье, растворимость газа увеличивается.

Если растворение эндотермичено повышение температуры увеличивает раство­римость. Почти всегда этот процесс экзотермичен, следовательно, повышение температуры понижает растворимость газов, по­этому при кипячении газы удаляются из раствора.

Важной закономерностью, описывающей растворимость газов в жидкостях, является закон Генри: растворимость газа прямо пропорциональна его давлению над жидкостью. Эта закономерность выражается формулой х = kp, где х — молярная доля растворенного вещества, р — давление, k — константа.

Также вы можете посмотреть ВИДЕО-уроки на эту тему:

И выполнить задания из ЦТ и ЕГЭ на эту тему вы можете здесь

Источник

Растворение: что такое в химии, как характеризуется, описывается

Содержание:

Растворение — это процесс, при котором частицы взаимодействуют между собой. Раствор – это гомогенная смесь, состоящая из мелких частиц вещества и растворителя. В растворах частицы не видны. До XIX века растворы рассматривали только с физической точки зрения, и считалось, что растворение – это результат процесса диффузии. В 1906 году была высказана теория Дмитрия Ивановича Менделеева, объединяющая химические и физические процессы в растворах. Доказана эта теория была значительно позже.

Растворимость – это максимально возможное число граммов вещества, которое растворяется в 100 г воды или другого растворителя при определенной температуре. Понятие растворимости используется при приготовлении насыщенных и ненасыщенных растворов. Она зависит от:

Например, в 100 мл воды Н₂О растворяется 200 г пищевого сахара С₁₂Н₂₂О₁₁ или 35,9 г пищевой соли NaCl. При нагревании растворимость газов понижается, а твердых веществ повышается.

Растворимость у всех веществ различна. Растворяемое вещество можно классифицировать на несколько групп в зависимости от растворимости:

Растворение в формулах

Также в задачах на растворы встречается понятие массовой доли, которую можно рассчитать по следующей формуле:

В первом случае массовая доля – безразмерная величина, а во втором случае массовая доля выражается в процентах %.

Также растворы можно выразить с помощью молярной концентрации (молярности). Единица измерения – моль/л.

Задачи на растворение веществ

Задача №1. В насыщенной гомогенной смеси 33 % соли. Найдите коэффициент растворимости.

Дано:

Решение:

Ответ: k_S=49,25 г/100 г воды

Задача №2. Массовая доля нитрата серебра AgNO₃ в насыщенном растворе равна 69,5 %. Найдите массу соли, растворяемой в 100 г воды Н₂О.

Дано:

Решение:

х+100 – масса раствора

Ответ: m(AgNO₃)=227,9 г

Задача №3. В 100 г воды Н₂О растворяется 36 г хлорида натрия NaCl. Определите массовую долю соли в насыщенном растворе.

Дано:

Решение:

w(NaCl)=36 г/136 г=0,265 или 26,5 %

Ответ: w(NaCl)=0,265 или 26,5 %

Найти: w(NaCl)-?

Задача №4. В 100 г воды Н₂О растворяется 36 г хлорида натрия NaCl. Найдите молярную массу раствора поваренной соли, если плотность раствора 1,2 г/мл.

Источник

Факторы растворимости

Растворимость

Растворимость — это свойство вещества образовывать с различными растворителями гомогенные смеси. Количество растворяемого вещества, необходимое для получения насыщенного раствора и определяет растворимость этого вещества.

В связи с этим растворимость имеет ту же меру, что и состав, например, массовая доля растворенного вещества в его насыщенном растворе или количество растворенного вещества в его насыщенном растворе.

Все вещества с точки зрения его растворимости можно классифицировать на:

Известно, что если полярность растворяемого вещества схожа с полярностью растворителя, то оно скорее всего растворится. Если же полярности разные, то с большой долей вероятности раствора не получится. Почему же так происходит?

Процесс растворения

Полярный растворитель – полярное растворяемое вещество.

Для примера опишем раствор поваренной соли в воде. Как мы уже знаем, молекулы воды имеют полярную природу с частичным положительным зарядом на каждом атоме водорода и частичным отрицательным – на атоме кислорода. А твердые ионные вещества, вроде хлорида натрия, содержат катионы и анионы. Поэтому, когда поваренную соль помещают в воду, частичный положительный заряд на атомах водорода молекул воды притягивается отрицательно заряженным ионом хлора в NaCl. Аналогично, частичный отрицательный заряд на атомах кислорода молекул воды притягивается положительно заряженным ионом натрия в NaCl. И, поскольку притяжение молекул воды для ионов натрия и хлора сильнее взаимодействия, удерживающего их вместе, соль растворяется.

Неполярный растворитель – неполярное растворяемое вещество.

Попробуем растворить кусочек тетрабромида углерода в тетрахлориде углерода. В твердом состоянии молекулы тетрабромида углерода удерживаются вместе благодаря очень слабому дисперсионному взаимодействию. При помещению его в тетрахлорид углерода его молекулы будут располагаться более хаотично, т.е. увеличивается энтропия системы и соединение растворится.

Равновесия при растворении. Произведение растворимости

Рассмотрим раствор малорастворимого соединения. Для того, чтобы между твердым веществом и его раствором установилось равновесие, раствор должен быть насыщенным и соприкасаться с нерастворившейся частью твердого вещества.

Например, предположим, что равновесие установилось в насыщенном растворе хлорида серебра:

AgCl(тв)=Ag + (водн.) + Cl — (водн.)

Рассматриваемое соединение является ионным и в растворенном виде присутствует в виде ионов. Нам уже известно, что в гетерогенных реакциях концентрация твердого вещества остается постоянной, что позволяет включить ее в константу равновесия. Поэтому выражение для константы равновесия будет выглядеть следующим образом:

K = [Ag + ][ Cl — ]

Такая константа называется произведением растворимости ПР, при условии, что концентрации выражаются в моль/л.

ПР = [Ag + ][ Cl — ]

Произведение растворимости равно произведению молярных концентраций ионов, участвующих в равновесии, в степенях, равных соответствующим стехиометрическим коэффициентам в уравнении равновесия.

Следует отличать понятие растворимости и произведения растворимости.

Растворимость вещества может меняться при добавлении в раствор еще какого-либо вещества, а произведение растворимости не зависит от присутствия в растворе дополнительных веществ. Хотя эти две величины взаимосвязаны, что позволяет зная одну величину, вычислить другую.

Зависимость растворимости от температуры и давления

Вода играет важную роль в нашей жизни, она способна растворять большое количество веществ, что имеет большое значение для нас. Поэтому основное внимание уделим именно водным растворам.

Влияние давления на растворимость

Растворимость газов повышается при росте давления газа над растворителем, а растворимость твердых и жидких веществ зависит от давления несущественно.

Уильям Генри впервые пришел к выводу, что

количество газа, которое растворяется при постоянной температуре в заданном объеме жидкости, прямо пропорциональна его давлению.

Данное утверждение известно как закон Генри и выражается оно следующим соотношением:

С = k·P,

где С – растворимость газа в жидкой фазе

Р – давление газа над раствором

k – постоянная Генри

Влияние температуры на растворимость

На следующем рисунке приведены кривые зависимости растворимости некоторых газов в воде от температуры при постоянном давлении газа над раствором (1 атм)

Как видно, растворимость газов уменьшается с ростом температуры, в отличие от большинства ионных соединений, растворимость которых растет с увеличением температуры.

Влияние температуры на растворимость зависит от изменения энтальпии, которое происходит при процессе растворения. При протекании эндотермического процесса происходит увеличение растворимости с ростом температуры.

Это следует из уже известного нам принципа Ле – Шателье: если изменить одно из условий, при котором система находится в состоянии равновесия – концентрацию, давление или температуру, — то равновесие сместится в направлении той реакции, которая противодействует этому изменению.

Представим, что мы имеем дело с раствором, находящимся в равновесии с частично растворившимся веществом. И этот процесс является эндотермическим, т.е. идет с поглощением теплоты из вне, тогда:

Вещество + растворитель + теплота = раствор

Согласно принципу Ле – Шателье, при эндотермическом процессе, равновесие смещается в направлении, способствующее уменьшению поступления теплоты, т.е. вправо. Таким образом, растворимость увеличивается.

Если же процесс экзотермический, то повышение температуры приводит к уменьшению растворимости.

Далее на рисунке показаны зависимости растворимости некоторых ионных соединений от температуры.

Известно, что существуют растворы жидкостей в жидкостях. Некоторые из них могут растворяться друг в друге в неограниченных количествах, как вода и этиловый спирт, а другие — растворяются лишь частично.

Так, если попробовать растворить четыреххлористый углерод в воде, то при этом образуются два слоя: верхний — насыщенный раствор воды в четыреххлористом углероде и нижний — насыщенный раствор четыреххлористого углерода в воде.

При повышении температуры, в основном, взаимная растворимость таких жидкостей увеличивается. Это происходит до тех пор, пока не будет достигнута критическая температура, при которой обе жидкости смешиваются в любых пропорциях. От давления растворимость жидкостей практически не зависит.

При вводе в смесь, состоящую из двух несмешивающихся между собой жидкостей, вещества, которое может растворяться в любой из этих двух жидкостей, его распределение между этими жидкостями будет пропорционально растворимости в каждой из них.

Согласно закону распределения вещество, способное растворяться в двух несмешивающихся растворителях, распределяется между ними так, что отношение его концентраций в этих растворителях при постоянной температуре остается постоянным, независимо от общего количества растворенного вещества:

где С₁ и С₂ – концентрации вещества в двух жидкостях

Источник

Растворимость

Раствори́мость — способность вещества образовывать с другими веществами однородные системы — растворы, в которых вещество находится в виде отдельных атомов, ионов, молекул или частиц. Растворимость выражается концентрацией растворённого вещества в его насыщенном растворе либо в процентах, либо в весовых или объёмных единицах, отнесённых к 100 г или 100 см³ (мл) растворителя (г/100 г или см³/100 см³). Растворимость газов в жидкости зависит от температуры и давления. Растворимость жидких и твёрдых веществ — практически только от температуры.

См. также

Полезное

Смотреть что такое «Растворимость» в других словарях:

РАСТВОРИМОСТЬ — способность вещества в смеси с одним или несколькими другими веществами образовывать растворы. Мера растворимости вещества в данном растворителе концентрация его насыщенного раствора при данных температуре и давлении. Растворимость газов зависит… … Большой Энциклопедический словарь

Растворимость — – свойство материала (веществ) образовывать однородные системы, имеющие одинаковый химический состав и физические свойства. [Справочник дорожных терминов, М. 2005 г.] Растворимость – способность материала растворяться в жидкости, как… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

РАСТВОРИМОСТЬ — РАСТВОРИМОСТЬ, растворимости, мн. нет, жен. (научн.). Способность вещества растворяться. С повышением давления растворимость газов заметно увеличивается. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

РАСТВОРИМОСТЬ — РАСТВОРИМОСТЬ, концентрация растворенного вещества в насыщенном растворе, т. е. в растворе, находящемся в равновесии с тем же веществом в виде отдельной фазы. Р. газов. В случае соприкосновения жидкости с газовой фазой Р. газа обнаруживает очень… … Большая медицинская энциклопедия

РАСТВОРИМОСТЬ — РАСТВОРИМОСТЬ, способность веществ в смеси с одним или несколькими другими веществами образовывать однородные системы РАСТВОРЫ. Мерой растворимости является масса (в граммах) РАСТВОРЕННОГО ВЕЩЕСТВА, которая насытит 100 грамм растворителя при… … Научно-технический энциклопедический словарь

Растворимость — горных пород (a. solubility of rocks; н. Auflosbarkeit der Gesteine; ф. solubilite des roches; и. disolubilidad de rocas) способность горн. пород образовывать c др. веществами однородные системы (растворы), в к рых растворённое вещество… … Геологическая энциклопедия

растворимость — РАСТВОРИМЫЙ, ая, ое; им. Способный растворяться в жидкости. Растворимые вещества. Р. кофе. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

РАСТВОРИМОСТЬ — способность вещества образовывать с др. веществом растворы. Количественно характеризуется концентрацией вещества в насыщенном растворе. Р. определяется физ. и хим. сродством молекул растворителя и растворённого вещества, к рое характеризуется т.… … Физическая энциклопедия

растворимость — сущ., кол во синонимов: 3 • взаиморастворимость (1) • водорастворимость (1) • … Словарь синонимов

растворимость — Концентрация вещества в растворе в условиях равновесия раствора с этим веществом. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 103. Термодинамика. Академия наук СССР. Комитет научно технической терминологии. 1984 г.] Тематики термодинамика EN… … Справочник технического переводчика

растворимость — – свойство газообразных, жидких и твердых веществ переходить в растворенное состояние; выражается равновесным массовым отношением растворенного вещества и растворителя при данной температуре. Словарь по аналитической химии [3] … Химические термины

Источник