6 faktorov ovplyvňujúcich hlavnú rozpustnosť



Hlavné faktory, ktoré ovplyvňujú rozpustnosť sú to polarita, účinok spoločného iónu, teplota, tlak, povaha rozpustenej látky a mechanické faktory.

Rozpustnosť látky závisí hlavne od použitého rozpúšťadla, ako aj od teploty a tlaku. Rozpustnosť látky v konkrétnom rozpúšťadle sa meria koncentráciou nasýteného roztoku.

Roztok sa považuje za nasýtený, keď pridanie ďalšej rozpustenej látky už nezvyšuje koncentráciu roztoku.

Stupeň rozpustnosti sa značne líši v závislosti od látok, od nekonečne rozpustných (úplne miešateľných), ako je etanol vo vode, až po málo rozpustné, ako je chlorid strieborný vo vode. Termín "nerozpustný" sa často používa na zle rozpustné zlúčeniny (Boundless, S.F.)..

Niektoré látky sú rozpustné vo všetkých pomeroch s daným rozpúšťadlom, ako je etanol vo vode, táto vlastnosť je známa ako miešateľnosť.

Za rôznych podmienok je možné prekonať rovnovážnu rozpustnosť za vzniku roztoku nazývaného presýtený (Solubility, S.F.)..

Hlavné faktory, ktoré ovplyvňujú rozpustnosť

1- Polarita

Vo väčšine prípadov sa rozpustené látky rozpúšťajú v rozpúšťadlách, ktoré majú podobnú polaritu. Chemici používajú populárny aforizmus na opis tejto vlastnosti rozpustených látok a rozpúšťadiel: "podobné rozpúšťa ako".

Nepolárne rozpustené látky sa nerozpúšťajú v polárnych rozpúšťadlách a naopak (Vzdelávanie online, S.F.).

2- Účinok spoločného iónu

Účinok spoločného iónu je termín, ktorý opisuje zníženie rozpustnosti iónovej zlúčeniny, keď sa do zmesi pridá soľ obsahujúca ión, ktorý už existuje v chemickej rovnováhe..

Tento účinok je najlepšie vysvetlený princípom Le Châtelier. Predstavte si, že síran vápenatý mierne rozpustná iónová zlúčenina, CaSO4, Pridá sa do vody. Čistá iónová rovnica pre výslednú chemickú rovnováhu je nasledovná:

CaS04 (s) aCa2 + (aq) + SO42- (aq)

Síran vápenatý je mierne rozpustný. V rovnováhe existuje väčšina vápnika a síranu v pevnej forme síranu vápenatého.

Predpokladajme, že rozpustná iónová zlúčenina síran meďnatý (CuSO4). Síran meďnatý je rozpustný; Jediným dôležitým účinkom v čistej iónovej rovnici je preto pridanie viacerých síranových iónov (SO42-).

CuS04 (s) uCu2 + (aq) + SO42- (aq)

Oddelené sulfátové ióny síranu meďnatého sú už prítomné (spoločné) v zmesi z miernej disociácie síranu vápenatého.

Preto tento prídavok síranových iónov kladie dôraz na predtým stanovenú rovnováhu.

Princíp Le Chatelier diktuje, že extra úsilie na tejto strane produktu rovnováhy má za následok zmenu rovnováhy smerom k strane reaktantov, aby sa zmiernilo toto nové napätie..

V dôsledku zmeny smerom k strane reaktantu sa ďalej znižuje rozpustnosť mierne rozpustného síranu vápenatého (Erica Tran, 2016)..

3- Teplota

Teplota má priamy vplyv na rozpustnosť. Pre väčšinu iónových tuhých látok zvyšovanie teploty zvyšuje rýchlosť, s ktorou sa môže roztok vyrábať.

Ako sa teplota zvyšuje, častice pevnej látky sa pohybujú rýchlejšie, čo zvyšuje pravdepodobnosť ich interakcie s viacerými časticami rozpúšťadla. To má za následok zvýšenie rýchlosti, pri ktorej dochádza k riešeniu.

Teplota môže tiež zvýšiť množstvo rozpustenej látky, ktorá sa môže rozpustiť v rozpúšťadle. Všeobecne povedané, s rastúcou teplotou sa rozpúšťa viac rozpustených častíc.

Napríklad, keď sa do vody pridáva stolový cukor, je to jednoduchá metóda na vytvorenie riešenia. Keď sa tento roztok zahreje a cukor sa stále pridáva, zistí sa, že pri zvyšovaní teploty sa môže pridávať veľké množstvo cukru.

Dôvodom je to, že s rastúcou teplotou sa môžu intermolekulové sily ľahšie rozpadnúť, čo umožňuje prilákať viac častíc rozpustených častíc k časticiam rozpúšťadla..

Existujú aj ďalšie príklady, kde zvýšenie teploty má veľmi malý vplyv na množstvo rozpustenej látky.

Stolová soľ je dobrým príkladom: môžete rozpustiť takmer rovnaké množstvo stolovej soli v ľadovej vode ako vo vriacej vode.

Pri vzrastajúcej teplote klesá rozpustnosť pre všetky plyny. Kinetickú molekulárnu teóriu možno použiť na vysvetlenie tohto javu.

Ako sa teplota zvyšuje, molekuly plynu sa pohybujú rýchlejšie a sú schopné uniknúť z kvapaliny. Rozpustnosť plynu potom klesá.

Pri pohľade na nasledujúci graf, plynný amoniak, NH3, vykazuje silný pokles rozpustnosti, keď sa teplota zvyšuje, zatiaľ čo všetky iónové tuhé látky vykazujú zvýšenie rozpustnosti pri zvyšovaní teploty (CK-12 Foundation, S.F.).

4- Tlak

Druhý faktor, tlak, ovplyvňuje rozpustnosť plynu v kvapaline, ale nikdy nie pevnú látku, ktorá sa rozpúšťa v kvapaline.

Keď sa na plyn, ktorý je nad povrchom rozpúšťadla, aplikuje tlak, plyn sa presunie do rozpúšťadla a zaberá niektoré priestory medzi časticami rozpúšťadla..

Dobrým príkladom je uhličitan sodný. Tlak sa aplikuje na vynútenie molekúl CO2 v sóda. Opak je pravdou. Keď tlak plynu klesá, znižuje sa aj rozpustnosť tohto plynu.

Keď sa otvorí plechovka sýteného nápoja, tlak v sóda sa zníži, takže plyn začne okamžite vychádzať z roztoku.

Oxid uhličitý uložený v sóda sa uvoľňuje a môžete vidieť šum na povrchu kvapaliny. Ak po určitú dobu ponecháte otvorenú plechovku sódy, môžete si všimnúť, že nápoj sa z dôvodu straty oxidu uhličitého zmenšuje.

Tento faktor tlaku plynu je vyjadrený v Henryho zákone. Henryho zákon uvádza, že pri danej teplote je rozpustnosť plynu v kvapaline úmerná parciálnemu tlaku plynu na kvapaline..

Príklad Henryho zákona sa vyskytuje pri potápaní. Keď je človek ponorený v hlbokej vode, tlak sa zvyšuje a v krvi sa rozpúšťa viac plynov.

Pri výstupe z ponoru v hlbokej vode sa potápač musí vrátiť na hladinu vody veľmi pomalou rýchlosťou, aby všetky rozpustené plyny mohli opustiť krv veľmi pomaly..

Ak osoba vystúpi príliš rýchlo, môže nastať lekárska pohotovosť v dôsledku plynov, ktoré opúšťajú krv príliš rýchlo (Papapodcasts, 2010).

5. Povaha rozpustenej látky

Povaha rozpustenej látky a rozpúšťadla a prítomnosť iných chemických zlúčenín v roztoku ovplyvňujú rozpustnosť.

Napríklad, môžete rozpustiť väčšie množstvo cukru vo vode, ako soľ vo vode. V tomto prípade sa hovorí, že cukor je rozpustnejší.

Etanol vo vode je navzájom úplne rozpustný. V tomto konkrétnom prípade bude rozpúšťadlom zlúčenina, ktorá je vo väčšom množstve.

Dôležitým faktorom je tiež veľkosť rozpustenej látky. Čím väčšie sú molekuly rozpustenej látky, tým väčšia je ich molekulová hmotnosť a veľkosť. Pre molekuly molekúl je ťažšie obklopovať väčšie molekuly.

Ak sú všetky vyššie uvedené faktory vylúčené, možno konštatovať, že väčšie častice sú všeobecne menej rozpustné.

Ak sú tlak a teplota rovnaké ako medzi dvomi solutmi rovnakej polarity, potom je s menšími časticami zvyčajne rozpustnejší (faktory ovplyvňujúce rozpustnosť, S.F.)..

6. Mechanické faktory

Na rozdiel od rýchlosti rozpúšťania, ktorá závisí hlavne od teploty, rýchlosť rekryštalizácie závisí od koncentrácie rozpustenej látky na povrchu kryštalickej mriežky, ktorá je uprednostňovaná, keď je roztok nehybný..

Preto sa miešaním roztoku zabráni tejto akumulácii a maximalizuje sa rozpúšťanie. (hroty nasýtenia, 2014).

referencie

  1. (S.F.). rozpustnosť. Získané z boundles.com.
  2. Nadácia CK-12. (S.F.). Faktory ovplyvňujúce rozpustnosť. Zdroj: ck12.org.
  3. Vzdelávanie online. (S.F.). Faktory ovplyvňujúce rozpustnosť. Zdroj: solubilityofthings.com.
  4. Erica Tran, D. L. (2016, 28. november). Rozpustnosť a faktory ovplyvňujúce rozpustnosť. Zdroj: chem.libretexts.org.
  5. Faktory ovplyvňujúce rozpustnosť. (S.F.). Zdroj: sciencesource.pearsoncanada.ca.
  6. (2010, 1. marec). Faktory ovplyvňujúce rozpustnosť Časť 4. Zdroj: youtube.com.
  7. rozpustnosť. (S.F.). Získané z chemed.chem.purdue.ed.
  8. špičky saturácie. (2014, 26. jún). Obnovené z chémie libretex.org.