διαλυτότητα

Εξηγούμε τι είναι η διαλυτότητα στη χημεία και ποιοι παράγοντες την επηρεάζουν. Επίσης, ποιο είναι το προϊόν διαλυτότητας και διάφορα παραδείγματα.

Διαλυτότητα είναι η ικανότητα μιας ουσίας να διαλύεται σε μια άλλη.

Τι είναι η διαλυτότητα;

Σε χημεία, διαλυτότητα είναι η χωρητικότητα ενός σώματος ή α ουσία αποφασισμένος (καλέστε διαλυτό) να διαλυθεί σε ένα ορισμένο μέσο (ονομάζεται διαλυτικό μέσο) δηλαδή είναι το μέγιστο ποσό του α διαλυτό ότι ένας διαλύτης μπορεί να λάβει υπό ορισμένες περιβαλλοντικές συνθήκες.

Η διαλυμένη ουσία είναι η ουσία που διαλύεται σε έναν ορισμένο διαλύτη. Μπορεί να είναι ένα στερεός, ένα υγρό ή α αέριο. Γενικά, η διαλυμένη ουσία βρίσκεται σε μικρότερη ποσότητα από τον διαλύτη στο α διάλυση.

Ο διαλύτης ή διαλύτης είναι η ουσία στην οποία διαλύεται μια ορισμένη διαλυμένη ουσία. Ο διαλύτης βρίσκεται γενικά σε μεγαλύτερη ποσότητα από τη διαλυμένη ουσία στο διάλυμα.

Η διαλυτότητα μπορεί να εκφραστεί σε μονάδες συγκέντρωσης, όπως μοριακότητα ή μοριακότητα, για παράδειγμα.

Η μοριακή συγκέντρωση (αναφέρεται σε μοριακότητα) ορίζεται ως ο αριθμός γραμμομορίων διαλυμένης ουσίας ανά λίτρο διαλύματος (ή ισοδύναμη μονάδα) και υπολογίζεται ως εξής:

Που:

  • Μ (Χ). Μοριακότητα της ουσίας Χ εκφράζεται σε mol/L.
  • n (X). Ποσότητα ουσίας ουσίας Χ εκφράζεται σε κρεατοελιές (mol).
  • V (X). Ενταση ΗΧΟΥ της διάλυσης εκφρασμένη σε λίτρα (L) ή ισοδύναμες μονάδες.

Η συγκέντρωση molal (αναφέρεται σε molality) ορίζεται ως ο αριθμός των mol της διαλυμένης ουσίας σε ένα κιλό διαλύτη και υπολογίζεται ως εξής:

Που:

  • m (X). Είναι η μοριακότητα της ουσίας Χ εκφράζεται σε mol / (kg διαλύτη).
  • n (X). Είναι η ποσότητα της ουσίας της ουσίας Χ εκφράζεται σε mole (mol).
  • m (διαλύτης εκφράζεται σε kg). Είναι το μάζα διαλύτης εκφρασμένος σε kg.

Ωστόσο, η διαλυτότητα δεν είναι καθολικό χαρακτηριστικό όλων των ουσιών. Άλλα διαλύονται εύκολα, άλλα πιο δύσκολα και άλλα απλά δεν διαλύονται.

Όλα εξαρτώνται επίσης από τις ουσίες που ανακατεύουμε. ο Νερό, που συνήθως αναφέρεται ως ο γενικός διαλύτης, δεν μπορεί να διαλύσει πλήρως το λάδι, για παράδειγμα.

Αλλά ακόμη και όταν ένας διαλύτης καταφέρνει να διαλύσει μια διαλυμένη ουσία, το κάνει σε κάποιο βαθμό, λόγω του οποίου τα διαλύματα μπορούν να ταξινομηθούν σε:

  • Κορεσμένα. Όταν δεν μπορεί να διαλυθεί άλλη διαλυμένη ουσία, δηλαδή όταν το διάλυμα έχει τη μέγιστη διαλυμένη ουσία που υποστηρίζει ο διαλύτης.
  • Ακόρεστα Όταν μπορείτε να συνεχίσετε να διαλύετε περισσότερη διαλυμένη ουσία στο διάλυμα.
  • Υπερκορεσμένο Όταν το διάλυμα έχει περισσότερη διαλυμένη ουσία από αυτή που μπορεί να διαλυθεί. Ένα υπερκορεσμένο διάλυμα μπορεί να επιτευχθεί τροποποιώντας ορισμένες συνθήκες, όπως η θερμοκρασία, έτσι ώστε να διαλύεται περισσότερη διαλυμένη ουσία από τη μέγιστη που μπορεί να διαλυθεί.

Παράγοντες που επηρεάζουν τη διαλυτότητα

Είναι δυνατόν να μεταβληθεί η διαλυτότητα μιας ουσίας αυξάνοντας τη θερμοκρασία.

Κατ' αρχήν, η διαλυτότητα μιας ουσίας εξαρτάται από το με ποια την ανακατεύουμε. Σε γενικές γραμμές, οι ουσίες ταξινομούνται σε:

  • Υδατοδιαλυτό. Είναι αυτά που μπορούν να διαλυθούν πιο εύκολα (ή εντελώς) στο νερό.
  • Λιποδιαλυτό. Είναι αυτά που μπορούν να διαλυθούν πιο εύκολα σε λάδια.

Από την άλλη πλευρά, η διαλυτότητα των ουσιών εξαρτάται από τους ακόλουθους παράγοντες:

Θερμοκρασία. Τα περισσότερα στερεά αυξάνουν τη διαλυτότητά τους στο νερό με την αύξηση της θερμοκρασίας, αν και υπάρχουν ορισμένες εξαιρέσεις. Επίσης οι οργανικές ενώσεις, γενικά, αυξάνουν τη διαλυτότητά τους με την αύξηση της θερμοκρασίας. Αυτή η αύξηση της διαλυτότητας με την αύξηση της θερμοκρασίας οφείλεται στις αυξημένες αλληλεπιδράσεις μεταξύ των σωματίδια του διαλυμένη ουσία και διαλύτης, έτσι ώστε οι διαμοριακές δυνάμεις μεταξύ τους να μπορούν να σπάσουν. Από την άλλη πλευρά, οι αέριες διαλυμένες ουσίες έχουν διαφορετική συμπεριφορά, αφού όταν αυξάνεται η θερμοκρασία αυξάνεται η διαλυτότητά τους στους οργανικούς διαλύτες, αλλά μειώνεται στο νερό επειδή το αέριο τείνει να διαφεύγει από το υγρό με την αύξηση της θερμοκρασίας.

Για παράδειγμα, ένα ποτήρι νερό διαλύει μια ορισμένη ποσότητα ζάχαρης, μέχρι να αρχίσει να κατακάθεται η περίσσεια. Αν ζεστάνουμε αυτό το ποτήρι νερό, θα παρατηρήσουμε πώς η περίσσεια αρχίζει να εξαφανίζεται, αυξάνοντας τη διαλυτότητα της διαλυμένης ουσίας στο διαλύτη.

Πίεση. Η πίεση επηρεάζει κυρίως τη διαλυτότητα των αέριων διαλυμένων ουσιών. Αυξάνοντας την πίεση μιας αέριας διαλυμένης ουσίας, αυξάνεται η διαλυτότητά της σε έναν ορισμένο διαλύτη.

Φύση της διαλυμένης ουσίας και του διαλύτη. Ουσίες με την ίδια πολικότητα είναι διαλυτές μεταξύ τους, εξ ου και η φράση: "όμοιο διαλύει παρόμοια". Ωστόσο, όταν μια διαλυμένη ουσία και ένας διαλύτης έχουν διαφορετικές πολικότητες, είναι εντελώς αδιάλυτες μεταξύ τους, αν και υπάρχει πάντα μια σειρά από ενδιάμεσες πολικότητες στις οποίες μια διαλυμένη ουσία και ένας διαλύτης μπορούν να είναι μερικώς διαλυτά.

Η πολικότητα είναι ιδιότητα του χημικές ενώσεις Έχουν την τάση να διαχωρίζουν τα ηλεκτρικά φορτία στη δομή τους.

ο μόρια Τα πολικά μόρια αποτελούνται από άτομα των οποίων η ηλεκτραρνητικότητα είναι πολύ διαφορετική, ενώ τα μη πολικά μόρια αποτελούνται από άτομα με ίση ηλεκτραρνητικότητα.

Αλλά η πολικότητα ενός μορίου καθορίζεται επίσης από τη συμμετρία της δομής του, επομένως μπορεί να υπάρχουν μόρια που αποτελούνται από άτομα των οποίων η ηλεκτραρνητικότητα είναι διαφορετική, αλλά είναι διατεταγμένα με τέτοιο τρόπο στη μοριακή δομή που τα δίπολά τους και τελικά το μόριο ακυρώνονται είναι πολικό.

Ανακίνηση. Η ανακίνηση ή η ανάδευση των διαλυμάτων αυξάνει τη διαλυτότητα της διαλυμένης ουσίας, καθώς συμβάλλει σε μεγαλύτερη αλληλεπίδραση μεταξύ της διαλυμένης ουσίας και του διαλύτη.

Προϊόν διαλυτότητας

Όταν μιλάμε για προϊόν διαλυτότητας ή ιοντικό προϊόν (συντομογραφία κμόνο κs), αναφερόμαστε στο γινόμενο των μοριακών συγκεντρώσεων του ιόντων που σχηματίζουν μια ένωση, ανυψωμένη στους αντίστοιχους στοιχειομετρικούς δείκτες της εξίσωσης ισορροπίας. Έτσι, όσο μεγαλύτερη είναι η κsol, τόσο πιο διαλυτή θα είναι η ένωση. Αυτό εκφράζεται με τον ακόλουθο τύπο, λαμβάνοντας υπόψη την εξίσωση ισορροπίας:

Που:

  • Ksol. Είναι το προϊόν διαλυτότητας.
  • [Cn +] m. Είναι η μοριακή συγκέντρωση του κατιόντος αυξημένη στον στοιχειομετρικό συντελεστή Μ.
  • [Am-] n. Είναι η μοριακή συγκέντρωση του ανιόντος αυξημένη στον στοιχειομετρικό συντελεστή n.

Παραδείγματα διαλυτότητας

Στα ποτά το αέριο διαλύεται μέχρι να τα ανοίξουμε.
  • Αλάτι διαλυμένο σε νερό. Το κοινό αλάτι (χλωριούχο νάτριο, NaCl) διαλύεται εύκολα στο νερό, με ρυθμό 360 γραμμάρια ανά λίτρο, αρκεί το νερό να είναι στους 20ºC. Αν αυξήσουμε τη θερμοκρασία του διαλύτη, θα αυξηθεί η ποσότητα του αλατιού που μπορούμε να διαλύσουμε.
  • Ανθρακούχα ποτά Τα αναψυκτικά σε κονσέρβα ή εμφιαλωμένα που καταναλώνουμε καθημερινά έχουν μια ποσότητα διοξείδιο του άνθρακα (CO2) αέρια διαλυμένα στο εσωτερικό τους, και ως εκ τούτου έχουν τις χαρακτηριστικές φυσαλίδες τους. Για να επιτευχθεί αυτό, βιομηχανίες υπερκορεσίζω το μίγμα σε συνθήκες πολύ υψηλής πίεσης. Επομένως, όταν τα ξεσκεπάζουμε, η πίεση εξισορροπείται και ξεκινάει διαρροή αερίου.
  • Διαλύματα ιωδίου. Συχνά χρησιμοποιούμε διαλύματα ιωδίου για την επούλωση επιφανειακών πληγών, που δεν μπορούν να γίνουν με νερό, καθώς το ιώδιο δεν είναι διαλυτό σε αυτό. Γι' αυτό χρησιμοποιούν αλκοόλ, του οποίου ο ρυθμός διαλυτότητας βελτιώνεται και επιτρέπει την παραγωγή του μείγματος.
  • Καφές με γάλα. Για να ετοιμάσουμε έναν καφέ με γάλα, προσθέτουμε το γάλα στο έγχυμα και παρατηρούμε την αλλαγή του χρωματιστά πώς ανακατεύονται. Αυτό γίνεται πάντα με ζεστό καφέ, αφού ο ρυθμός διαλυτότητας και των δύο ουσιών αυξάνεται με τη θερμοκρασία. Αν περιμένουμε όμως να κρυώσουν οι ουσίες, θα παρατηρήσουμε το σχηματισμό κρέμας στην επιφάνεια, αφού το διάλυμα έχει κορεστεί πιο γρήγορα.
!-- GDPR -->