Разтворимостта на веществата и нейната зависимост от различни фактори. Въпросът „Разтворимост на твърди, течни, газообразни вещества във вода

Разтворът е хомогенна система, състояща се от две или повече вещества, чието съдържание може да се променя в определени граници, без да се нарушава хомогенността.

Воднирешенията са съставени от вода(разтворител) и разтворено вещество.Състоянието на веществата във воден разтвор, ако е необходимо, се обозначава с долен индекс (p), например KNO 3 в разтвор - KNO 3 (p) .

Разтворите, които съдържат малко количество разтворено вещество, често се наричат разредендокато разтвори с високо съдържание на разтворени вещества концентриран.Нарича се разтвор, в който е възможно по-нататъшно разтваряне на вещество ненаситении разтвор, в който дадено вещество престава да се разтваря при дадени условия, е наситен.Последният разтвор винаги е в контакт (в хетерогенно равновесие) с неразтвореното вещество (един или повече кристали).

AT специални условия, например при внимателно (без разбъркване) охлаждане на горещ ненаситен разтвор твърдомогат да се образуват вещества пренаситенрешение. Когато се въведе кристал от вещество, такъв разтвор се разделя на наситен разтвор и утайка от веществото.

В съответствие със химическа теория на разтворитеД. И. Менделеев, разтварянето на вещество във вода се придружава, първо, унищожаванехимични връзки между молекулите (междумолекулни връзки в ковалентните вещества) или между йони (в йонните вещества), като по този начин частиците на веществото се смесват с вода (при което се разрушават и някои от водородните връзки между молекулите). Химичните връзки се разрушават поради топлинната енергия на движението на водните молекули и в този случай ценаенергия под формата на топлина.

Второ, след като попаднат във водата, частиците (молекули или йони) на веществото се подлагат на хидратация.Като резултат, хидратира- съединения с неопределен състав между частици на вещество и водни молекули (вътрешният състав на частиците на самото вещество не се променя при разтваряне). Този процес е придружен подчертаванеенергия под формата на топлина поради образуването на нови химични връзки в хидратите.

В общи линии решение изстива(ако цената на топлината надвишава нейното освобождаване) или се нагрява (в противен случай); понякога - ако разходите за топлина и нейното освобождаване са равни - температурата на разтвора остава непроменена.

Много хидрати са толкова стабилни, че не се разграждат дори когато разтворът се изпари напълно. И така, известни са твърди кристални хидрати на соли CuSO 4 5H 2 O, Na 2 CO 3 10H 2 O, KAl (SO 4) 2 12H 2 O и др.

Съдържанието на вещество в наситен разтвор при T= const определя количествено разтворимосттова вещество. Разтворимостта обикновено се изразява като масата на разтвореното вещество на 100 g вода, например 65,2 g KBr/100 g H 2 O при 20 °C. Следователно, ако 70 g твърд калиев бромид се въведе в 100 g вода при 20 °C, тогава 65,2 g сол ще отидат в разтвор (който ще бъде наситен), а 4,8 g твърд KBr (излишък) ще остане при дъното на чашата.

Трябва да се помни, че съдържанието на разтворено вещество в богатрешение се равнява, в ненаситенирешение по-малкои в пренаситенрешение Повече ▼неговата разтворимост при дадена температура. И така, разтвор, приготвен при 20 ° C от 100 g вода и натриев сулфат Na 2 SO 4 (разтворимост 19,2 g / 100 g H 2 O), със съдържание

15,7 g сол - ненаситена;

19,2 g сол - наситена;

2O,3 g сол е пренаситена.

Разтворимостта на твърдите вещества (Таблица 14) обикновено се увеличава с повишаване на температурата (KBr, NaCl) и само за някои вещества (CaSO 4 , Li 2 CO 3) се наблюдава обратното.

Разтворимостта на газовете намалява с повишаване на температурата и се увеличава с повишаване на налягането; например, при налягане от 1 atm, разтворимостта на амоняка е 52,6 (20 ° C) и 15,4 g / 100 g H 2 O (80 ° C), а при 20 ° C и 9 atm е 93,5 g / 100 g H2O.

В съответствие със стойностите на разтворимост се разграничават веществата:

– добре разтворим,чиято маса в наситен разтвор е съизмерима с масата на водата (например KBr - при 20 ° C разтворимостта е 65,2 g / 100 g H 2 O; 4,6 M разтвор), те образуват наситени разтвори с моларност от повече от 0,1 М;

– слабо разтворим,чиято маса в наситен разтвор е много по-малка от масата на водата (например CaSO 4 - при 20 ° C, разтворимостта е 0,206 g / 100 g H 2 O; 0,015 M разтвор), те образуват наситени разтвори с моларност 0,1–0,001 М;

– практически неразтворимчиято маса в наситен разтвор е незначителна в сравнение с масата на разтворителя (например AgCl - при 20 ° C, разтворимостта е 0,00019 g на 100 g H 2 O; 0,0000134 M разтвор), те образуват наситени разтвори с моларност по-малка от 0,001 М.

Съставен по справочни данни таблица за разтворимостобикновени киселини, основи и соли (Таблица 15), в които е посочен видът на разтворимостта, отбелязват се вещества, които не са известни на науката (не са получени) или напълно се разлагат от вода.

Конвенцииизползвани в таблицата:

"r" е силно разтворимо вещество

"m" - слабо разтворимо вещество

"n" - практически неразтворимо вещество

"-" - веществото не е получено (не съществува)

» - веществото се смесва с вода неограничено време

Забележка. Тази таблица съответства на приготвянето на наситен разтвор при стайна температура чрез въвеждане на вещество (в подходящия агрегатно състояние) във вода. Трябва да се отбележи, че не винаги е възможно да се получат утайки от слабо разтворими вещества чрез йонообменни реакции (за подробности вижте 13.4).

Какво ще правим с получения материал:

Ако този материал се оказа полезен за вас, можете да го запазите на страницата си в социалните мрежи:

туит

Всички теми в този раздел:

Общи елементи. структура на атомите. Електронни черупки. Орбитали
Химическият елемент е определен вид атом, който се обозначава с име и символ и се характеризира с пореден номер и относителна атомна маса. В табл. 1 списък

Всяка орбитала може да побере най-много два електрона.
Един електрон в орбитала се нарича несдвоен, два електрона се наричат ​​електронна двойка:

Свойствата на елементите са в периодична зависимост от поредния номер.
Периодично повтарящият се характер на промяната в състава на електронната обвивка на атомите на елементите обяснява периодичната промяна в свойствата на елементите при преминаване през периоди и групи Pe

Молекули. Химическа връзка. Структурата на веществата
Химическите частици, образувани от два или повече атома, се наричат ​​молекули (реални или условни формулни единици на многоатомни вещества). Атоми в мол

калций
Калцият е елемент от 4-ти период и IIA‑група на Периодичната система, пореден номер 2O. Електронна формула на атома 4s2, степен на окисление

Алуминий
Алуминият е елемент от 3-ти период и IIIА група на Периодичната система, пореден номер 13. Електронната формула на атома е 3s23p1,

Манган
Манганът е елемент от 4-ти период и VIIB-група на Периодичната система, пореден номер 25. Електронната формула на атома е 3d54s2;

Общи свойства на металите. Корозия
Елементи с метални свойстваразположени в IA - VIA групи на Периодичната система (Таблица 7).

Водород
Водородът е първият елемент на периодичната таблица (1ви период, пореден номер 1). Няма пълна аналогия с останалите химически елементии не принадлежи на никоя

хлор. Хлороводород
Хлорът е елемент от 3-ти период и VII А-група на Периодичната система, пореден номер 17. Електронната формула на атома е 3s23p5, ha

хлориди
Натриев хлорид NaCl. Аноксична сол. Общото име е трапезна сол. Бял, леко хигроскопичен. Топи се и кипи без разлагане. Разтворете умерено

Хипохлорити. Хлорати
Калциев хипохлорит Ca(ClO)2. Сол на хипохлорната киселина HClO. Бял, разлага се без да се топи при нагряване. Добре разтворим в студена вода(обр.

Бромиди. йодиди
Калиев бромид KBr. Аноксична сол. Бял, нехигроскопичен, топи се без разлагане. Нека се разтвори добре във вода, няма хидролиза. Редуциращ агент (по-слаб, з

Кислород
Кислородът - елемент от 2-ри период и групата VIA на периодичната таблица, пореден номер 8, принадлежи към халкогените (но по-често се разглежда отделно). Електронен телефон

Сяра. Водороден сулфид. Сулфиди
Сярата е елемент от 3-ти период и VIA‑група на Периодичната система, пореден номер 16, принадлежи към халкогените. Електронната формула на атома е 3s

серен диоксид. Сулфити
Серен диоксид SO2. Киселинен оксид. Безцветен газ с остра миризма. Молекулата има структура на непълен триъгълник [: S(O)2] (sp

Сярна киселина. сулфати
Сярна киселина H2SO4. Оксокиселина. Безцветна течност, много вискозна (мазна), много хигроскопична. Молек

Азот. Амоняк
Азотът е елемент от 2-ри период и VA група на периодичната таблица, пореден номер 7. Електронната формула на атома е 2s22p3, знак

азотни оксиди. Азотна киселина
Азотен оксид NO. Оксид, който не образува соли. безцветен газ. Радикалът съдържа ковалентна σπ-връзка (N=O), в твърдо състояние N2 димера

Нитрити. Нитрати
Калиев нитритKNO2. Oksosol. Бяло, хигроскопично. Топи се без разлагане. Устойчив на сух въздух. Силно разтворим във вода (образува безцветен

Свободен въглерод
Въглеродът е елемент от 2-ри период и IVA група на периодичната таблица, пореден номер 6. Химията на въглерода е главно химията на органичните съединения; неорганичен

Въглеродни оксиди
Въглероден окис CO. Оксид, който не образува соли. Безцветен газ, без мирис, по-лек от въздуха. Молекулата е слабо полярна, съдържа ковалентна тройка σππ

Карбонати
Натриев карбонат Na2CO3. Oksosol. Техническото наименование е калцинирана сода. Бял, топи се и се разлага при нагряване. чувства

Силиций
Силицият е елемент от 3-ти период и IVA група на Периодичната система, пореден номер 14. Електронната формула на атома е 3s23p2. х

Алкани. Циклоалкани
Алканите (парафините) са съединения на въглерод и водород, в чиито молекули въглеродните атоми са свързани помежду си с единична връзка (ограничаващи въглеводороди).

Алкени. Алкадиени
Алкени (олефини) са въглеводороди, чиито молекули съдържат въглеродни атоми, свързани помежду си с двойна връзка (серия от ненаситени въглеводороди

алкохоли. Етери. Феноли
Алкохолите са производни на въглеводороди, съдържащи функционалната група ОН (хидроксил). Алкохолите, които имат една ОН група, се наричат ​​моноатни

Алдехиди и кетони
Алдехидите и кетоните са производни на въглеводороди, съдържащи СО функционална карбонилна група. В алдехидите карбонилната група е свързана с a

карбоксилни киселини. Сложни етери. мазнини
Карбоксилните киселини са производни на въглеводороди, съдържащи функционалната група COOH (карбоксил). Формули и имена на някои общи

Въглехидрати
Въглехидратите (захарите) са най-важните природни съединения, състоящи се от въглерод, водород и кислород. Въглехидратите се делят на монозахариди, дизахариди и полизахариди.

Нитро съединения. Амини
Много важно в национална икономикаазотсъдържащи органична материя. Азотът може да бъде включен в органичните съединения под формата на нитрогрупата NO2, аминогрупата NH2 и

Аминокиселини. катерици
Аминокиселини - органични съединения, съдържащи в състава си две функционални групи - кисела COOH и амин NH2

Скорост на реакция
Количествена характеристика на скоростта на потока химическа реакция A + B → D + E е неговата скорост, т.е. скоростта на взаимодействие на частиците на реагентите A

Скоростта на химичната реакция е право пропорционална на произведението на моларните концентрации на реагентите
когато една реакция изисква две реагиращи молекули да се сблъскат. Тази зависимост се нарича кинетичен закон на действащите маси (К. Гулберг, П. Вог

Енергия на реакциите
Всяка реакция е придружена от освобождаване или абсорбиране на енергия под формата на топлина. в изходните материали химически връзкисе разкъсват и за това се изразходва енергия (т.е

Обратимост на реакциите
Химичната реакция се нарича обратима, ако при дадени условия протича не само директната реакция (→), но и обратната реакция, т.е. от изходните вещества

Когато е изложено на равновесна система, химичното равновесие се измества към страната, която противодейства на този ефект.
Нека разгледаме по-подробно влиянието на такива фактори като температура, налягане, концентрация върху изместването на равновесието. 1. Температура. покачване на температурата

Електролитна дисоциация
Разтварянето на всяко вещество във вода е придружено от образуването на хидрати. Ако в този случай не настъпят промени във формулата в частиците на разтвореното вещество в разтвора, тогава такива вещества

дисоциация на водата. Среден разтвор
Самата вода е много слаб електролит:

Йонообменни реакции
В разредени разтвори на електролити (киселини, основи, соли) химичните реакции обикновено протичат с участието на йони. В този случай всички елементи на реагентите могат да бъдат запазени.

Хидролиза на соли
Хидролизата на солта е взаимодействието на нейните йони с вода, което води до появата на кисела или алкална среда, но не е придружено от образуване на утайка или газ (по-долу

Окислители и редуциращи агенти
Редокс реакциите протичат с едновременно увеличаване и намаляване на степента на окисление на елементите и са придружени от пренос на електрони:

Избор на коефициенти по метода на електронния баланс
Методът се състои от няколко етапа. 1. Запишете схемата на реакцията; намерете елементи, които увеличават и намаляват техните степени на окисление, и пийте

Гама метали под напрежение
В поредица от метални напрежения стрелката съответства на намаляване на редукционната способност на металите и увеличаване на окислителната способност на техните катиони във воден разтвор (киселинна среда):

Електролиза на стопилка и разтвор
Електролизата е редокс процес, който протича върху електродите по време на преминаването на константа електрически токчрез решения или

Масова част на разтвореното вещество. Разреждане, концентриране и смесване на разтвори
Масовата част на разтвореното вещество B (ω in) е съотношението на масата на веществото B (t in) към масата на разтвора (m (p)

Обемно отношение на газовете
За химическа реакция a A + b B = c C + d D, отношението

Маса (обем, количество вещество) на продукта според реагента в излишък или с примеси
Излишък и липса на реактиви. Количествата, масите и обемите (за газовете) на реагентите не винаги се приемат като стехиометрични, т.е. в съответствие с уравненията на реакцията. з

Намиране на молекулната формула на органично съединение
При извеждане на формули на вещества, особено в органичната химия, често се използва относителната плътност на газа. Относителната плътност на газа X е отношението на абсолютната

Разтворимостта на веществата зависи от природата на разтворителя и веществото, което се разтваря, както и от условията на разтваряне: температура, налягане (за газове), концентрация и наличие на други разтворени вещества.

Някои вещества се разтварят добре в определен разтворител, други зле. Но също така е възможно да се определи количествено способността на дадено вещество да се разтваря или, с други думи, разтворимостта на дадено вещество.

Разтворимостнаречена способност на дадено вещество да се разтваря в определен разтворител. Мярка за разтворимостта на дадено вещество при дадени условия е съдържанието му в наситен разтвор.

Според разтворимостта си във вода всички вещества се делят на три групи:

- добре разтворим (р),

- слабо разтворим (m),

- практически неразтворим (n).

Все пак трябва да се отбележи, че няма абсолютно неразтворими вещества. Ако спуснете стъклена пръчка или парче злато или сребро във вода, те пак ще се разтворят във вода в незначителни количества.

Гипс, оловен сулфат (твърди вещества), диетилов етер, бензен (течни вещества), метан, азот, кислород (газообразни вещества) могат да служат като пример за вещества, които са слабо разтворими във вода.

Много вещества се разтварят много добре във вода. Примери за такива вещества са захар, меден сулфат, натриев хидроксид (твърди вещества), алкохол, ацетон (течни вещества), хлороводород, амоняк (газообразни вещества). Трябва да се отбележи, че разтворимостта на твърдите вещества зависи от степента на тяхното смилане. Малките кристали, които са по-малки от около 0,1 mm, са по-разтворими от големите.

Разтворимостта, изразена като масата на веществото, което може да се разтвори в 100 g вода при дадена температура, се нарича още коефициент на разтворимост.

Пределната разтворимост на много вещества във вода (или други разтворители) е постоянна стойност, съответстваща на концентрацията на наситен разтвор при дадена температура. Това е качествена характеристика на разтворимостта и се дава в грамове на 100 g разтворител при определени условия. Разтворимостта на някои вещества във вода при стайна температура е дадена в таблица 1.

Разтворимостта на течности в течности може да бъде пълна или ограничена. Ограничената разтворимост е по-често срещана. При пълна взаимна разтворимост течностите се смесват във всяко съотношение. Например (алкохол-вода). Течностите с ограничена взаимна разтворимост винаги образуват два слоя. Пример за система с ограничена разтворимост е системата бензен-вода. При смесване на тези течности винаги има два слоя: горният слой се състои главно от вода и съдържа малки количества бензен (приблизително 11%), долният слой, напротив, се състои главно от бензен и съдържа около 5% вода. С повишаване на температурата взаимната разтворимост на трудноразтворимите течности в повечето случаи нараства и често при достигане на определена температура за всяка двойка течности, т.нар. критичен течностите са напълно смесими една с друга. Например, фенол и вода при t ° 68,8 ° (критична температура) и по-горе се разтварят един в друг във всякакви пропорции; под критичната температура, те са само слабо разтворими един в друг.

Веществата, които се характеризират с йонни и полярни видове връзки, са по-добре разтворими в полярни разтворители (вода, алкохоли, течен амоняк, оцетна киселина и др.). Напротив, веществата с неполярен или нискополярен тип връзка се разтварят добре в неполярни разтворители (ацетон, въглероден дисулфид, бензен и др.). Може да се формулира общо правиловзаимна разтворимост на веществата: "Подобното се разтваря в подобно."

Зависимостта на разтворимостта на твърди и газообразни вещества от температурата е показана чрез криви на разтворимост (фиг. 1).

Ориз. 1. Криви на разтворимост на твърди и газообразни вещества.

Ходът на кривите на разтворимост на сребърни, калиеви и оловни нитрати показва, че с повишаване на температурата разтворимостта на тези вещества се увеличава значително. Почти хоризонталният ход на кривата на разтворимост на натриевия хлорид показва лека промяна в неговата разтворимост с повишаване на температурата.

Повечето соли се характеризират с увеличаване на разтворимостта при нагряване.

Кривите на разтворимост могат да се използват за определяне на:

е коефициентът на разтворимост на веществата при различни температури;

е масата на разтворимото вещество, което се утаява, когато разтворът се охлади от t 1 o C до t 2 o C.

Ако разтварянето на дадено вещество е екзотермичен процес, тогава неговата разтворимост намалява с повишаване на температурата. Почти всички газове се разтварят с отделянето на топлина, следователно с повишаване на температурата разтворимостта на газовете намалява (фиг. 3). По този начин, чрез кипене на водата, газовете, които са били разтворени, могат да бъдат отстранени от нея.

В табл. 2 показва разтворимостта във вода на някои газове при различни температури.

Разтворимостта на газа зависи от естеството на течността и газа. Например, кислородът се разтваря във вода при около два пъти количеството на азота. Това обстоятелство има голямо значениеза живота на живите организми във водата.

Разтворимостта на газовете в течности намалява с повишаване на температурата и се увеличава с понижаване на температурата.

Разтворимостта на газовете във вода също намалява, когато към разтвора се добавят соли, чиито йони се свързват по-силно с водните молекули, отколкото с газовите молекули, като по този начин намаляват неговата разтворимост.

Решениесе нарича термодинамично стабилна хомогенна (еднофазна) система с променлив състав, състояща се от два или повече компонента ( химически вещества). Компонентите, които изграждат разтвора, са разтворител и разтворено вещество. Обикновено разтворителят се счита за компонент, който съществува в чиста форма в същото състояние на агрегиране като получения разтвор (например, в случай на воден разтвор на сол, разтворителят е, разбира се, вода). Ако и двата компонента преди разтварянето са били в едно и също агрегатно състояние (например алкохол и вода), тогава компонентът, който е в по-голямо количество, се счита за разтворител.

Разтворите биват течни, твърди и газообразни.

Течните разтвори са разтвори на соли, захар, алкохол във вода. Течните разтвори могат да бъдат водни или неводни. Водните разтвори са разтвори, в които разтворителят е вода. Неводните разтвори са разтвори, в които органичните течности (бензен, алкохол, етер и др.) са разтворители. Твърдите разтвори са метални сплави. Газообразни разтвори - въздух и други смеси от газове.

Процес на разтваряне. Разтварянето е сложен физичен и химичен процес. По време на физическия процес структурата на разтвореното вещество се разрушава и неговите частици се разпределят между молекулите на разтворителя. Химическият процес е взаимодействието на молекулите на разтворителя с частиците на разтвореното вещество. В резултат на това взаимодействие, солвати.Ако разтворителят е вода, тогава получените солвати се наричат хидратира.Процесът на образуване на солвати се нарича солватация, процесът на образуване на хидрати се нарича хидратация. При изпаряване на водните разтвори се образуват кристални хидрати - това са кристални вещества, които включват определен бройводни молекули (вода на кристализация). Примери за кристални хидрати: CuSO 4 . 5H 2 O - меден (II) сулфат пентахидрат; FeSO4 . 7H 2 O - железен сулфат хептахидрат (II).

Физическият процес на разтваряне протича с вземане под управлениеенергия, химикали подчертаване. Ако в резултат на хидратация (разтваряне) се отделя повече енергия, отколкото се абсорбира по време на разрушаването на структурата на веществото, тогава разтварянето - екзотермиченпроцес. При разтварянето на NaOH, H 2 SO 4, Na 2 CO 3, ZnSO 4 и други вещества се отделя енергия. Ако е необходима повече енергия за разрушаване на структурата на дадено вещество, отколкото се освобождава по време на хидратацията, тогава разтварянето - ендотермиченпроцес. Поглъщането на енергия възниква, когато NaNO 3 , KCl, NH 4 NO 3 , K 2 SO 4 , NH 4 Cl и някои други вещества се разтварят във вода.

Количеството енергия, освободено или погълнато по време на разтварянето, се нарича топлинен ефект на разтваряне.

Разтворимоствеществото е способността му да се разпределя в друго вещество под формата на атоми, йони или молекули с образуването на термодинамично стабилна система с променлив състав. Количествената характеристика на разтворимостта е коефициент на разтворимост, което показва каква е максималната маса на вещество, което може да се разтвори в 1000 или 100 g вода при дадена температура. Разтворимостта на дадено вещество зависи от природата на разтворителя и веществото, от температурата и налягането (за газове). Разтворимостта на твърдите вещества обикновено се увеличава с повишаване на температурата. Разтворимостта на газовете намалява с повишаване на температурата, но се увеличава с повишаване на налягането.

Според разтворимостта си във вода веществата се делят на три групи:

1. Силно разтворим (стр.). Разтворимостта на веществата е повече от 10 g в 1000 g вода. Например 2000 г захар се разтварят в 1000 г вода или 1 литър вода.

2. Слабо разтворим (м.). Разтворимостта на веществата е от 0,01 g до 10 g в 1000 g вода. Например 2 g гипс (CaSO4 . 2 H 2 O) се разтваря в 1000 g вода.

3. Практически неразтворим (н.). Разтворимостта на веществата е по-малка от 0,01 g в 1000 g вода. Например в 1000 г вода 1,5 . 10 -3 g AgCl.

Когато веществата се разтварят, могат да се образуват наситени, ненаситени и свръхнаситени разтвори.

наситен разтворе решение, което съдържа максимална сумаразтворено вещество при дадени условия. Когато към такъв разтвор се добави вещество, то вече не се разтваря.

ненаситен разтворРазтвор, който съдържа по-малко разтворено вещество от наситен разтвор при дадени условия. Когато към такъв разтвор се добави вещество, то все още се разтваря.

Понякога е възможно да се получи разтвор, в който разтвореното вещество съдържа повече, отколкото в наситен разтвор при дадена температура. Такъв разтвор се нарича пренаситен. Този разтвор се получава чрез внимателно охлаждане на наситения разтвор до стайна температура. Пренаситените разтвори са много нестабилни. Кристализация на вещество в такъв разтвор може да се предизвика чрез триене на стените на съда, в който се намира разтворът, със стъклена пръчка. Този метод се използва при извършване на някои качествени реакции.

Разтворимостта на дадено вещество може да се изрази и чрез моларната концентрация на неговия наситен разтвор (раздел 2.2).

Константа на разтворимост. Нека разгледаме процесите, които се случват по време на взаимодействието на слабо разтворим, но силен електролит на бариев сулфат BaSO 4 с вода. Под действието на водни диполи, Ba 2+ и SO 4 2 йони - от кристална решетка BaSO4 ще премине в течна фаза. Едновременно с този процес, под въздействието на електростатичното поле на кристалната решетка, част от Ba 2+ и SO 4 2 - йони отново ще се утаят (фиг. 3). При дадена температура най-накрая ще се установи равновесие в хетерогенна система: скоростта на процеса на разтваряне (V 1) ще бъде равна на скоростта на процеса на утаяване (V 2), т.е.

BaSO 4 ⇄ Ba 2+ + SO 4 2 -

твърд разтвор

Ориз. 3. Наситен разтвор на бариев сулфат

Разтвор в равновесие с твърдата фаза BaSO 4 се нарича богатспрямо бариев сулфат.

Наситеният разтвор е равновесна хетерогенна система, характеризираща се с константа химично равновесие:

, (1)

където a (Ba 2+) е активността на бариеви йони; a(SO 4 2-) - активност на сулфатни йони;

a (BaSO 4) е активността на молекулите на бариев сулфат.

Знаменателят на тази фракция - активността на кристалния BaSO 4 - е постоянна стойност, равна на единица. Произведението на две константи дава нова константа, наречена термодинамична константа на разтворимости означават K s °:

K s ° \u003d a (Ba 2+) . а(SO42-). (2)

Тази стойност преди се наричаше продукт на разтворимост и беше обозначена като PR.

По този начин, в наситен разтвор на слабо разтворим силен електролит, продуктът от равновесните активности на неговите йони е постоянна стойност при дадена температура.

Ако приемем, че в наситен разтвор на слабо разтворим електролит, коефициентът на активност f~1, тогава активността на йони в този случай може да бъде заменена с техните концентрации, тъй като a( х) = f (х) . ОТ( х). Термодинамичната константа на разтворимост K s ° ще се превърне в константата на разтворимост на концентрацията K s:

K s \u003d C (Ba 2+) . C(SO 4 2-), (3)

където C(Ba 2+) и C(SO 4 2 -) са равновесните концентрации на Ba 2+ и SO 4 2 - йони (mol / l) в наситен разтвор на бариев сулфат.

За опростяване на изчисленията обикновено се използва константата на разтворимост на концентрацията K s, като се вземе f(х) = 1 (Приложение 2).

Ако слабо разтворим силен електролит образува няколко йона по време на дисоциация, тогава изразът K s (или K s °) включва съответните мощности, равни на стехиометричните коефициенти:

PbCl 2 ⇄ Pb 2+ + 2 Cl-; K s \u003d C (Pb 2+) . С2 (С1-);

Ag3PO4 ⇄ 3 Ag + + PO 4 3 - ; K s \u003d C 3 (Ag +) . С (РО43-).

AT общ изгледизраз на концентрационната константа на разтворимост за електролита A m B n ⇄ м A n+ + н B m - има формата

K s \u003d C m (A n+) . C n (B m -),

където C са концентрациите на A n+ и B m йони в наситен електролитен разтвор в mol/l.

Стойността на K s обикновено се използва само за електролити, чиято разтворимост във вода не надвишава 0,01 mol/l.

Валежни условия

Да предположим, че c е действителната концентрация на йони на слабо разтворим електролит в разтвор.

Ако C m (A n +) . При n (B m -) > K s , тогава ще се образува утайка, защото разтворът става пренаситен.

Ако C m (A n +) . C n (B m -)< K s , то раствор является ненасыщенным и осадок не образуется.

Свойства на разтвора. По-долу разглеждаме свойствата на неелектролитните разтвори. В случай на електролити в горните формули се въвежда коригиращ изотоничен коефициент.

Ако нелетливо вещество се разтвори в течност, тогава налягането наситена паранад разтвор е по-малко от налягането на наситените пари над чист разтворител. Едновременно с намаляването на налягането на парите над разтвора се наблюдава промяна в неговата точка на кипене и замръзване; точките на кипене на разтворите се повишават, а точките на замръзване намаляват в сравнение с температурите, характеризиращи чистите разтворители.

Относителното понижаване на точката на замръзване или относителното повишаване на точката на кипене на разтвора е пропорционално на неговата концентрация.

РАЗТВОРИМОСТнаречена способност на дадено вещество да се разтваря в определен разтворител. Мярка за разтворимостта на дадено вещество при дадени условия е съдържанието му в наситен разтвор . Ако повече от 10 g вещество се разтварят в 100 g вода, тогава такова вещество се нарича силно разтворим. Ако се разтвори по-малко от 1 g вещество, веществото трудно разтворим. И накрая, веществото се разглежда практически неразтворимако по-малко от 0,01 g от веществото премине в разтвора. Няма абсолютно неразтворими вещества. Дори когато налеем вода в стъклен съд, много малка част от стъклените молекули неизбежно ще преминат в разтвор.

Разтворимостта, изразена като масата на веществото, което може да се разтвори в 100 g вода при дадена температура, се нарича още коефициент на разтворимост.

Разтворимост на някои вещества във вода при стайна температура.

Разтворимостта на повечето (но не всички!) твърди вещества се увеличава с повишаване на температурата, докато разтворимостта на газовете, напротив, намалява. Това се дължи главно на факта, че газовите молекули по време на топлинно движение могат да напуснат разтвора много по-лесно от молекулите на твърдите вещества.

Ако измерите разтворимостта на веществата при различни температури, ще откриете, че някои вещества забележимо променят своята разтворимост в зависимост от температурата, други не много.

Когато твърдите вещества се разтварят във водаобемът на системата обикновено се променя слабо.Поради това разтворимостта на веществата в твърдо състояние практически не зависи от налягането.

Течностите също могат да се разтварят в течности.. Някои от тях са неограничено разтворими един в друг, тоест те се смесват помежду си във всякакви пропорции, като алкохол и вода, докато други са взаимно разтворими само до определена граница. Така че, ако диетиловият етер се разклати с вода, се образуват два слоя: горният е наситен разтвор на вода в етер, а долният е наситен разтвор на етер във вода. В повечето такива случаи, когато температурата се повишава, взаимната разтворимост на течностите се увеличава, докато се достигне температура, при която двете течности се смесват във всякакви пропорции.

Разтваряне на газове във водае екзотермичен процес. Следователно разтворимостта на газовете намалява с повишаване на температурата. Ако оставите чаша с студена вода, тогава вътрешните му стени са покрити с газови мехурчета - това е въздух, който е бил разтворен във вода, освобождава се от него поради нагряване. Кипенето може да премахне от водата целия въздух, разтворен в него.

Урок по химия в 8 клас. "____" _____________ 20___

Разтваряне. Разтворимост на веществата във вода.

Цел. Да разшири и задълбочи разбирането на студентите за разтворите и процесите на разтваряне.

Образователни задачи: да определи какво е разтвор, да разгледа процеса на разтваряне - като физико-химичен процес; разширяване на разбирането за структурата на веществата и химичните процеси, протичащи в разтвори; разгледайте основните видове решения.

Задачи за развитие: Да продължи развитието на речеви умения, наблюдателност и способност да се правят изводи въз основа на лабораторна работа.

Образователни задачи: да възпитават мирогледа на учениците чрез изучаване на процесите на разтворимост, тъй като разтворимостта на веществата е важна характеристика за приготвянето на разтвори в ежедневието, медицината и други важни отрасли и човешкия живот.

По време на часовете.

Какво е решение? Как да подготвим разтвор?

Опит номер 1. Поставете кристал калиев перманганат в чаша вода. Какво наблюдаваме? Какъв е процесът на разтваряне?

Опит No 2. Налейте 5 ml вода в епруветка. След това се добавят 15 капки концентрирана сярна киселина (конц. H2SO4). Какво наблюдаваме? (Отговор: епруветката се е затоплила, протича екзотермична реакция, което означава, че разтварянето е химичен процес).

Опит номер 3. Добавете 5 ml вода в епруветка с натриев нитрат. Какво наблюдаваме? (Отговор: епруветката е станала по-студена, протича ендотермична реакция, което означава, че разтварянето е химичен процес).

Процесът на разтваряне се разглежда като физикохимичен процес.

Страница 211 попълнете таблицата.

Знаци за сравнение	Физическа теория	Химическа теория.
Привържениците на теорията	Вант Хоф, Арениус, Оствалд	Менделеев.
Определение за разтваряне	Процесът на разтваряне е резултат от дифузия, т.е. проникване на разтворено вещество в пространствата между водните молекули	Химично взаимодействие на разтворено вещество с водни молекули
Определение на решението	Хомогенни смеси, състоящи се от две или повече еднородни части.	хомогенна система, състоящ се от частици от разтворено вещество, разтворител и продукти от тяхното взаимодействие.

Разтворимостта на твърдите вещества във вода зависи от:

Задача: наблюдение на влиянието на температурата върху разтворимостта на веществата.
Ред на изпълнение:
Налейте вода в епруветки № 1 и № 2 с никелов сулфат (1/3 от обема).
Загрейте епруветката с № 1, като спазвате мерките за безопасност.
В коя от предложените епруветки № 1 или № 2 процесът на разтваряне протича по-бързо?
Опишете влиянието на температурата върху разтворимостта на веществата.

Фиг. 126 стр. 213

А) разтворимостта на калиев хлорид при 30 0C е 40 гр

при 65 0 ОТе 50 гр.

Б) разтворимост калиев сулфатпри 40 0C е 10 g

при 800C е 20 г.

В) разтворимостта на бариев хлорид при 90 0C е 60 гр

при 0 0 ОТе 30 гр.

Задача: наблюдение на влиянието на природата на разтвореното вещество върху процеса на разтваряне.
Ред на изпълнение:
В 3 епруветки с вещества: калциев хлорид, калциев хидроксид, калциев карбонат, добавете по 5 ml вода, затворете с коркова тапа и разклатете добре за по-добро разтваряне на веществото.
Кое от изброените вещества се разтваря добре във вода? Кое не се разтваря?
по този начин процесът на разтваряне зависи от природата на разтвореното вещество:

Силно разтворим: (по три примера)

Слабо разтворим:

Практически неразтворим:

3) Задача: наблюдение на влиянието на природата на разтворителя върху процеса на разтваряне на веществата.
Ред на изпълнение:
Изсипете в 2 епруветки с меден сулфат в 5 ml алкохол (№ 1) и 5 ​​ml вода (№ 2),

запушете и разклатете добре за по-добро разтваряне на веществото.
Кой от предложените разтворители разтваря добре медния сулфат?
Направете заключение за влиянието на природата на разтворителя върху процеса на разтваряне и

способността на веществата да се разтварят в различни разтворители.

Видове решения:

Наситен разтвор е разтвор, в който при дадена температура дадено вещество вече не се разтваря.

Ненаситен е разтвор, в който дадено вещество все още може да се разтвори при дадена температура.

Свръхнаситен е разтвор, в който дадено вещество все още може да се разтвори само когато температурата се повиши.

Една сутрин проспах.
Бързо отивах на училище:
Наля студен чай
Захарта се излива, предотвратява,
Но той не беше сладък.
Добавих още една лъжица
Стана малко по-сладък.
Изпих си чая докрай
А останалото беше сладко
На дъното ме чакаше захар!
Започнах да мисля в ума си -
Защо съдбата опозорява?

Виновникът е разтворимостта.

Подчертайте видовете решения в стихотворението. Какво трябва да се направи, за да се разтвори напълно захарта в чая.

Физико-химична теория на разтворите.

Разтвореното вещество, когато се разтвори във вода, образува хидрати.

Хидратите са крехки съединения на вещества с вода, които съществуват в разтвор.

При разтваряне топлината се абсорбира или отделя.

С повишаване на температурата разтворимостта на веществата се увеличава.

Съставът на хидратите не е постоянен в разтворите и е постоянен в кристалните хидрати.

Кристалните хидрати са соли, съдържащи вода.

Меден сулфат CuSO4∙ 5H2O

Сода Na2CO3∙ 10H2O

Гипс CaSO4∙2H2O

Разтворимостта на калиев хлорид във вода при 60 0C е 50 g. Определете масовата част на солта в разтвор, наситен при определена температура.

Определете разтворимостта на калиев сулфат при 80 0C. Определете масовата част на солта в разтвор, наситен при определена температура.

В 180 литра вода се разтварят 161 g глауберова сол. Определете масовата част на солта в получения разтвор.

Домашна работа. Раздел 35

Съобщения.

Удивителни свойства на водата;

Водата е най-ценното съединение;

Използване на водата в промишлеността;

изкуствено получаване прясна вода;

Борбата за чиста вода.

Презентация "Кристални хидрати", "Разтвори - свойства, приложение".