Elmagyarázzuk, mi az oldhatóság a kémiában, és milyen tényezők befolyásolják azt. Továbbá, mi az oldhatósági szorzat és különféle példák.
Mi az oldhatóság?
Ban ben kémia, az oldhatóság egy test kapacitása vagy a anyag határozott (hív oldott anyag) feloldódni egy bizonyos közegben (úgynevezett oldószer); vagyis az a maximális összege oldott anyag amelyet egy oldószer bizonyos környezeti feltételek mellett képes befogadni.
Az oldott anyag az az anyag, amely bizonyos oldószerben oldódik. Ez lehet a szilárd, a folyékony vagy a gáz. Általában az oldott anyag kisebb mennyiségben található, mint az a pusztulás.
Az oldószer vagy oldószer az az anyag, amelyben egy bizonyos oldott anyag feloldódik. Az oldószer általában nagyobb mennyiségben található, mint az oldott anyag az oldatban.
Az oldhatóság kifejezhető koncentráció-egységekben, például molaritásban vagy molalitásban.
A moláris koncentráció (a továbbiakban molaritás) az oldott anyag móljainak száma egy liter oldatban (vagy azzal egyenértékű egységben), és a következőképpen számítható ki:
Ahol:
- M (X). Az anyag molaritása x mol/l-ben kifejezve.
- n (X). Anyag Az anyag mennyisége x valamiben kifejezve anyajegyek (mol).
- V (X). Hangerő az oldódás literben (L) vagy azzal egyenértékű egységben kifejezve.
A molális koncentrációt (a továbbiakban molalitásnak nevezzük) az oldott anyag egy kilogrammban lévő molszámaként határozzuk meg, és a következőképpen számítjuk ki:
Ahol:
- m (X). Ez az anyag molalitása x mol/-ban kifejezve (kg oldószer).
- n (X). Ez az anyag anyagának mennyisége x molban kifejezve (mol).
- m (oldószer kg-ban kifejezve). Az a tömeg oldószer kg-ban kifejezve.
Az oldhatóság azonban nem minden anyag általános jellemzője. Vannak, akik könnyen, mások nehezebben oldódnak, és vannak, amelyek egyszerűen nem.
Minden attól is függ, hogy milyen anyagokat keverünk össze. A Víz, amelyet általánosan univerzális oldószerként emlegetnek, például nem tudja teljesen feloldani az olajat.
De még akkor is, ha egy oldószernek sikerül feloldania egy oldott anyagot, bizonyos mértékig ezt teszi, ami miatt az oldatok a következőkre oszthatók:
- Telített. Amikor már nem oldható fel több oldott anyag, vagyis amikor az oldatban van a maximális oldott anyag, amit az oldószer hordoz.
- Telítetlen Amikor tovább tud több oldott anyagot feloldani az oldatban.
- Túltelített Amikor az oldatban több oldott anyag van, mint amennyit fel tud oldani. Túltelített oldatot úgy lehet elérni, hogy bizonyos feltételeket, például hőmérsékletet úgy módosítunk, hogy több oldott anyag oldódjon fel, mint amennyi feloldható.
Az oldhatóságot befolyásoló tényezők
Elvileg egy anyag oldhatósága attól függ, hogy melyikkel keverjük össze. Általánosságban az anyagokat a következőkre osztják:
- Vízben oldódó. Ezek azok, amelyek könnyebben (vagy teljesen) oldódnak vízben.
- Zsírban oldódó. Ezek azok, amelyek könnyebben oldódnak olajban.
Másrészt az anyagok oldhatósága a következő tényezőktől függ:
Hőfok. A legtöbb szilárd anyag a hőmérséklet emelkedésével növeli vízoldhatóságát, bár van néhány kivétel. A szerves vegyületek általában is növelik oldhatóságukat a hőmérséklet emelkedésével. Ez az oldhatóság növekedése a hőmérséklet emelkedésével a megnövekedett kölcsönhatásoknak köszönhető részecskék nak,-nek oldott anyag és oldószer, így a köztük lévő intermolekuláris erők megtörhetők. Másrészt a gáznemű oldott anyagok viselkedése eltérő, hiszen a hőmérséklet emelkedésével az oldhatóságuk a szerves oldószerekben nő, de vízben csökken, mert a hőmérséklet emelkedésével a gáz hajlamos kiszökni a folyadékból.
Például egy pohár víz felold egy bizonyos mennyiségű cukrot, amíg a felesleg nem kezd leülepedni az aljára. Ha felmelegítjük ezt a pohár vizet, észre fogjuk venni, hogy a felesleg elkezd eltűnni, növelve az oldott anyag oldhatóságát az oldószerben.
Nyomás. A nyomás elsősorban a gáznemű oldott anyagok oldhatóságát befolyásolja. Egy gáznemű oldott anyag nyomásának növelésével növekszik az oldhatósága egy bizonyos oldószerben.
Az oldott anyag és az oldószer jellege. Az azonos polaritású anyagok egymásban oldódnak, innen ered a kifejezés: "hasonló oldja a hasonlót". Ha azonban egy oldott anyag és egy oldószer polaritása eltérő, akkor teljesen oldhatatlanok egymásban, bár mindig van egy sor köztes polaritás, amelyben egy oldott anyag és egy oldószer részben oldható.
A polaritás a tulajdonsága kémiai vegyületek Hajlamosak az elektromos töltések szétválasztására szerkezetükben.
A molekulák A poláris molekulák olyan atomokból állnak, amelyek elektronegativitása nagyon eltérő, míg a nem poláris molekulák atomok egyenlő elektronegativitással.
De egy molekula polaritását a szerkezetének szimmetriája is meghatározza, ezért lehetnek olyan atomokból álló molekulák, amelyek elektronegativitása eltérő, de a molekulaszerkezetben úgy vannak elrendezve, hogy a dipólusaik és végül a molekula is kiütközik. apoláris.
Agitáció. Az oldatok felrázása vagy keverése növeli az oldott anyag oldhatóságát, mivel ez hozzájárul az oldott anyag és az oldószer közötti nagyobb kölcsönhatáshoz.
Oldhatósági termék
Amikor oldhatósági termékről vagy ionos termékről beszélünk (rövidítve Kcsak Ks), a moláris koncentrációk szorzatára utalunk ionok amelyek az egyensúlyi egyenlet megfelelő sztöchiometrikus mutatóira emelve vegyületet alkotnak. Így minél nagyobb a Kszol, annál jobban oldódik a vegyület. Ezt a következő képlettel fejezzük ki, figyelembe véve az egyensúlyi egyenletet:
Ahol:
- Ksol. Ez az oldhatósági szorzat.
- [Cn +] m. Ez a kation sztöchiometrikus együtthatóra emelt moláris koncentrációja m.
- [Am-] n. Ez az anion moláris koncentrációja a sztöchiometrikus együtthatóra emelve n.
Példák az oldhatóságra
- Só vízben oldva. A konyhasó (nátrium-klorid, NaCl) könnyen oldódik vízben, 360 gramm/liter sebességgel, amíg a víz 20°C-os. Ha növeljük az oldószer hőmérsékletét, megnő az oldható só mennyisége.
- Szénsavas italok A minden nap elfogyasztott dobozos vagy palackozott üdítők mennyisége szén-dioxid (CO2) gázhalmazállapotúak a belsejében oldódnak, ezért jellemző buborékolásuk. Elérni ezt, iparágak túltelítik a keverék nagyon magas nyomású körülmények között. Ezért amikor feltárjuk őket, a nyomás kiegyenlítődik, és gázszivárgás kezdődik.
- Jódos oldatok. A felületes sebek gyógyítására gyakran használunk jódos oldatokat, amelyeket vízzel nem lehet készíteni, mivel a jód nem oldódik benne. Ezért használják alkohol, amelynek oldhatósága javul, és lehetővé teszi a keverék előállítását.
- Kávé tejjel. A tejes kávé elkészítéséhez hozzáadjuk a tejet az infúzióhoz, és megfigyeljük a változását színek hogyan keverednek. Ez mindig forró kávéval történik, mivel mindkét anyag oldhatósága a hőmérséklettel nő. Ha azonban megvárjuk, amíg az anyagok kihűlnek, akkor észrevehetjük a krém képződését a felületen, mivel az oldat gyorsabban telítődik.