حلالیت مواد و وابستگی آن به عوامل مختلف. سوال "حلالیت مواد جامد، مایع، گاز در آب

محلول یک سیستم همگن متشکل از دو یا چند ماده است که می‌توان محتوای آن را در محدوده‌های معینی تغییر داد، بدون اینکه همگنی را مختل کند.

آبزیراه حل ها ساخته شده اند اب(حلال) و حل شونده.وضعیت مواد در یک محلول آبی، در صورت لزوم، با یک زیرنویس (p) نشان داده می شود، به عنوان مثال، KNO 3 در محلول - KNO 3 (p) .

محلول هایی که حاوی مقدار کمی املاح هستند اغلب به عنوان محلول شناخته می شوند رقیق شدهدر حالی که محلول هایی با محتوای املاح بالا متمرکز شده است.محلولی که در آن انحلال بیشتر یک ماده امکان پذیر باشد، نامیده می شود غیر اشباعو محلولی که در آن یک ماده در شرایط معین حل نمی شود اشباع شدهآخرین محلول همیشه (در تعادل ناهمگن) با ماده حل نشده (یک یا چند کریستال) در تماس است.

AT شرایط خاصبه عنوان مثال، هنگامی که با دقت (بدون هم زدن) یک محلول غیر اشباع داغ خنک می شود جامدمواد می توانند تشکیل شوند فوق اشباع شدهراه حل. هنگامی که یک کریستال از یک ماده وارد می شود، چنین محلولی به یک محلول اشباع و یک رسوب از ماده جدا می شود.

مطابق با تئوری شیمیایی محلول ها D.I. مندلیف، انحلال یک ماده در آب همراه است، اولا، تخریبپیوندهای شیمیایی بین مولکول ها (پیوندهای بین مولکولی در مواد کووالانسی) یا بین یون ها (در مواد یونی) و بنابراین، ذرات یک ماده با آب مخلوط می شوند (که در آن بخشی از پیوندهای هیدروژنی بین مولکول ها نیز از بین می رود). پیوندهای شیمیایی به دلیل انرژی حرارتی حرکت مولکول های آب شکسته می شوند و در این حالت هزینهانرژی به شکل گرما

ثانیاً، هنگامی که در آب قرار می گیرند، ذرات (مولکول ها یا یون های) ماده در معرض هیدراتاسیوندر نتیجه، هیدرات می کند- ترکیبات با ترکیب نامشخص بین ذرات یک ماده و مولکول های آب (ترکیب داخلی ذرات یک ماده در هنگام حل شدن تغییر نمی کند). این روند همراه است مشخص کردنانرژی به شکل گرما به دلیل تشکیل پیوندهای شیمیایی جدید در هیدرات ها.

به طور کلی، یک راه حل خنک می شود(اگر هزینه گرما از آزاد شدن آن بیشتر شود) یا گرم شود (در غیر این صورت)؛ گاهی اوقات - اگر هزینه گرما و انتشار آن برابر باشد - دمای محلول بدون تغییر باقی می ماند.

بسیاری از هیدرات ها به قدری پایدار هستند که حتی زمانی که محلول کاملاً تبخیر شده است، تجزیه نمی شوند. بنابراین، هیدرات های کریستال جامد نمک های CuSO 4 5H 2 O، Na 2 CO 3 10H 2 O، KAl (SO 4) 2 12H 2 O و غیره شناخته شده اند.

محتوای یک ماده در محلول اشباع در تی= const کمیت می کند انحلال پذیریاین ماده حلالیت معمولاً به صورت جرم املاح در 100 گرم آب بیان می شود، برای مثال 65.2 گرم KBr/100 گرم H 2 O در 20 درجه سانتی گراد. بنابراین، اگر 70 گرم برومید پتاسیم جامد به 100 گرم آب در دمای 20 درجه سانتیگراد وارد شود، 65.2 گرم نمک به محلول می رود (که اشباع می شود) و 4.8 گرم KBr جامد (اضافی) در محلول باقی می ماند. ته لیوان

لازم به یادآوری است که محتوای املاح در ثروتمندراه حل برابر است، که در غیر اشباعراه حل کمترو در فوق اشباع شدهراه حل بیشترحلالیت آن در دمای معین بنابراین، محلولی در دمای 20 درجه سانتیگراد از 100 گرم آب و سولفات سدیم Na 2 SO 4 (حلالیت 19.2 گرم / 100 گرم H 2 O) تهیه شده است.

15.7 گرم نمک - غیر اشباع؛

19.2 گرم نمک - اشباع شده؛

2O.3 گرم نمک فوق اشباع است.

حلالیت جامدات (جدول 14) معمولاً با افزایش دما افزایش می یابد (KBr، NaCl)، و فقط برای برخی از مواد (CaSO 4، Li 2 CO 3) برعکس مشاهده می شود.

حلالیت گازها با افزایش دما کاهش می یابد و با افزایش فشار افزایش می یابد. به عنوان مثال، در فشار 1 اتمسفر، حلالیت آمونیاک 52.6 (20 درجه سانتیگراد) و 15.4 گرم در 100 گرم H 2 O (80 درجه سانتیگراد) و در دمای 20 درجه سانتیگراد و 9 اتمسفر 93.5 گرم در 100 است. g H 2 O.

مطابق با مقادیر حلالیت، مواد متمایز می شوند:

– بسیار محلولکه جرم آن در محلول اشباع با جرم آب متناسب است (به عنوان مثال، KBr - در 20 درجه سانتیگراد، حلالیت 65.2 گرم / 100 گرم H 2 O؛ 4.6 M محلول است)، آنها محلول های اشباع شده با مولاریته تشکیل می دهند. بیش از 0.1 M؛

– کم محلول،که جرم آن در محلول اشباع بسیار کمتر از جرم آب است (به عنوان مثال، CaSO 4 - در 20 درجه سانتیگراد، حلالیت 0.206 گرم / 100 گرم H 2 O؛ 0.015 M محلول است)، آنها محلول های اشباع شده را با مولاریته 0.1-0.001 M.

– عملا نامحلولجرم آن در محلول اشباع در مقایسه با جرم حلال ناچیز است (به عنوان مثال AgCl - در 20 درجه سانتیگراد، حلالیت 0.00019 گرم در هر 100 گرم محلول H 2 O؛ 0.0000134 M محلول است)، آنها محلول های اشباع را تشکیل می دهند. با مولاریته کمتر از 0.001 M.

بر اساس داده های مرجع گردآوری شده است جدول حلالیتاسیدها، بازها و نمکهای رایج (جدول 15)، که در آنها نوع حلالیت نشان داده شده است، موادی ذکر شده است که برای علم شناخته شده نیستند (به دست نیامده اند) یا به طور کامل توسط آب تجزیه می شوند.

کنوانسیون هااستفاده شده در جدول:

"r" یک ماده بسیار محلول است

"m" - ماده کم محلول

"ن" - ماده عملاً نامحلول

"-" - ماده دریافت نمی شود (وجود ندارد)

» - ماده به طور نامحدود با آب قابل اختلاط است

توجه داشته باشید. این جدول مربوط به تهیه یک محلول اشباع در دمای اتاق با معرفی یک ماده (در حد مناسب است وضعیت تجمع) در آب. لازم به ذکر است که همیشه نمی توان رسوبات مواد کم محلول را با استفاده از واکنش های تبادل یونی به دست آورد (برای جزئیات، به 13.4 مراجعه کنید).

با مطالب دریافتی چه خواهیم کرد:

اگر این مطالب برای شما مفید بود، می توانید آن را در صفحه خود در شبکه های اجتماعی ذخیره کنید:

توییت

تمامی موضوعات این بخش:

عناصر مشترک ساختار اتم ها پوسته های الکترونیکی اوربیتال ها
عنصر شیمیایی نوع خاصی از اتم است که با نام و نماد مشخص می شود و با شماره سریال و جرم اتمی نسبی مشخص می شود. روی میز. 1 لیست

هر اوربیتال حداکثر می تواند دو الکترون را در خود نگه دارد.
یک الکترون در یک اوربیتال را جفت نشده و دو الکترون را جفت الکترون می نامند:

خواص عناصر در یک وابستگی دوره ای به عدد ترتیبی است.
ماهیت تکراری تغییر در ترکیب لایه الکترونی اتم های عناصر، تغییر دوره ای در خواص عناصر را هنگام حرکت در دوره ها و گروه های Pe توضیح می دهد.

مولکول ها. پیوند شیمیایی. ساختار مواد
ذرات شیمیایی که از دو یا چند اتم تشکیل می شوند، مولکول (واحد فرمول واقعی یا شرطی مواد چند اتمی) نامیده می شوند. اتم ها در یک مول

کلسیم
کلسیم عنصری از دوره چهارم و گروه IIA سیستم تناوبی با شماره سریال 2O است. فرمول الکترونیکی اتم 4s2، حالت اکسیداسیون

آلومینیوم
آلومینیوم عنصری از دوره سوم و گروه IIIA سیستم تناوبی با شماره سریال 13 است. فرمول الکترونیکی اتم 3s23p1 است.

منگنز
منگنز عنصری از دوره چهارم و VIIB-گروه سیستم تناوبی، شماره سریال 25 است. فرمول الکترونیکی اتم 3d54s2 است.

خواص عمومی فلزات خوردگی
عناصر با خواص فلزیواقع در گروه های IA - VIA سیستم دوره ای (جدول 7).

هیدروژن
هیدروژن اولین عنصر جدول تناوبی است (دوره اول، شماره سریال 1). قیاس کاملی با بقیه ندارد عناصر شیمیاییو به هیچ کدام تعلق ندارد

کلر. هیدروژن کلرید
کلر عنصری از دوره سوم و VII A-گروه سیستم تناوبی، شماره سریال 17 است. فرمول الکترونیکی اتم 3s23p5، ha است.

کلریدها
سدیم کلرید NaCl. نمک آنوکسیک نام رایج آن نمک خوراکی است. سفید، کمی مرطوب. بدون تجزیه ذوب می شود و می جوشد. متوسط ​​حل کنید

هیپوکلریت ها کلرات ها
هیپوکلریت کلسیم Ca(ClO)2. نمک اسید هیپوکلروس HClO. سفید، بدون ذوب شدن در هنگام گرم شدن تجزیه می شود. خوب محلول در آب سرد(آر.

برومیدها یدیدها
پتاسیم بروماید KBr. نمک آنوکسیک سفید، غیر هیگروسکوپی، بدون تجزیه ذوب می شود. بگذارید خوب در آب حل شود، هیدرولیز وجود ندارد. عامل کاهنده (ضعیفتر، h

اکسیژن
اکسیژن - عنصری از دوره دوم و گروه VIA جدول تناوبی، شماره سریال 8، متعلق به کالکوژن ها است (اما اغلب به طور جداگانه در نظر گرفته می شود). pho الکترونیکی

گوگرد. سولفید هیدروژن. سولفیدها
گوگرد عنصری از دوره سوم است و گروه VIA از سیستم تناوبی، شماره سریال 16، متعلق به کالکوژن ها است. فرمول الکترونیکی اتم 3s است

دی اکسید گوگرد. سولفیت ها
دی اکسید گوگرد SO2. اکسید اسید. گازی بی رنگ با بوی تند. این مولکول دارای ساختار یک مثلث ناقص است [: S(O)2] (sp

اسید سولفوریک. سولفات ها
اسید سولفوریک H2SO4. اکسواسید. مایع بی رنگ، بسیار چسبناک (روغنی)، بسیار مرطوب. مولک

نیتروژن. آمونیاک
نیتروژن عنصری از دوره دوم و گروه VA جدول تناوبی، شماره سریال 7 است. فرمول الکترونیکی اتم 2s22p3، کاراکتر است.

اکسیدهای نیتروژن اسید نیتریک
مونوکسید نیتروژن NO. اکسید تشکیل دهنده غیر نمک. گاز بی رنگ رادیکال حاوی یک پیوند اسپ کووالانسی (N=O)، در حالت جامد، دایمر N2 است

نیتریت ها نیترات ها
نیتریت پتاسیم KNO2. Oksosol. سفید، رطوبت سنجی. بدون تجزیه ذوب می شود. پایدار در هوای خشک بسیار محلول در آب (بی رنگ می شود

کربن آزاد
کربن عنصری از دوره دوم و گروه IVA جدول تناوبی، شماره سریال 6 است. شیمی کربن عمدتاً شیمی ترکیبات آلی است. غیرآلی

اکسیدهای کربن
مونوکسید کربن CO. اکسید تشکیل دهنده غیر نمک. گاز بی رنگ، بی بو، سبک تر از هوا. این مولکول قطبی ضعیف است، حاوی اسپπ سه گانه کووالانسی است

کربنات ها
سدیم کربنات Na2CO3. Oksosol. نام فنی آن خاکستر سودا است. سفید، ذوب می شود و با حرارت دادن تجزیه می شود. احساسات

سیلیکون
سیلیکون عنصری از دوره 3 و گروه IVA از سیستم تناوبی، شماره سریال 14 است. فرمول الکترونیکی اتم 3s23p2 است. ایکس

آلکان ها سیکلوآلکان ها
آلکان ها (پارافین ها) ترکیباتی از کربن و هیدروژن هستند که در مولکول های آن اتم های کربن توسط یک پیوند واحد (هیدروکربن های محدود کننده) به هم متصل شده اند.

آلکن ها آلکادیین ها
آلکن ها (الفین ها) هیدروکربن هایی هستند که مولکول های آنها حاوی اتم های کربن است که توسط یک پیوند دوگانه به هم متصل شده اند (سری هیدروکربن های غیر اشباع

الکل ها اترها. فنل ها
الکل ها مشتقات هیدروکربن های حاوی گروه عاملی OH (هیدروکسیل) هستند. الکل هایی که دارای یک گروه OH هستند مونوآت نامیده می شوند

آلدهیدها و کتون ها
آلدهیدها و کتون ها مشتقات هیدروکربن های حاوی یک گروه کربونیل عامل CO هستند. در آلدئیدها، گروه کربونیل به a پیوند دارد

اسیدهای کربوکسیلیک اترهای پیچیده چربی ها
کربوکسیلیک اسیدها مشتقاتی از هیدروکربن های حاوی گروه عاملی COOH (کربوکسیل) هستند. فرمول ها و نام برخی از رایج

کربوهیدرات ها
کربوهیدرات ها (قندها) مهمترین ترکیبات طبیعی متشکل از کربن، هیدروژن و اکسیژن هستند. کربوهیدرات ها به مونوساکاریدها، دی ساکاریدها و پلی ساکاریدها تقسیم می شوند.

ترکیبات نیترو آمین ها
بسیار مهم در اقتصاد ملیحاوی نیتروژن مواد آلی. نیتروژن را می توان در ترکیبات آلی به شکل گروه نیترو NO2، گروه آمینه NH2 و

آمینو اسید. سنجاب ها
اسیدهای آمینه - ترکیبات آلی حاوی دو گروه عملکردی - اسیدی COOH و آمین NH2

سرعت واکنش
مشخصه کمی سرعت جریان واکنش شیمیایی A + B → D + E سرعت آن است، یعنی سرعت برهمکنش ذرات معرف A

سرعت یک واکنش شیمیایی با محصول غلظت مولی واکنش دهنده ها نسبت مستقیم دارد
اگر یک واکنش مستلزم برخورد دو مولکول در حال واکنش باشد. این وابستگی را قانون جنبشی توده های فعال می نامند (K.Gullberg, P. Vog

انرژی واکنش ها
هر واکنشی با آزاد شدن یا جذب انرژی به شکل گرما همراه است. در مواد اولیه پیوندهای شیمیاییپاره می شوند و انرژی صرف این می شود (یعنی همین است

برگشت پذیری واکنش ها
یک واکنش شیمیایی برگشت پذیر نامیده می شود اگر، تحت شرایط داده شده، نه تنها واکنش مستقیم (→) انجام شود، بلکه واکنش معکوس، یعنی از مواد شروع کننده نیز انجام شود.

هنگامی که در معرض یک سیستم تعادل قرار می گیرد، تعادل شیمیایی به سمتی تغییر می کند که این اثر را خنثی می کند.
اجازه دهید با جزئیات بیشتری تأثیر عواملی مانند دما، فشار، غلظت را در تغییر تعادل در نظر بگیریم. 1. دما. افزایش دما

تفکیک الکترولیتی
انحلال هر ماده ای در آب با تشکیل هیدرات همراه است. اگر در این حالت هیچ تغییری در فرمول در ذرات ماده محلول در محلول ایجاد نشود، چنین موادی

تفکیک آب محیط محلول
آب خود یک الکترولیت بسیار ضعیف است:

واکنش های تبادل یونی
در محلول های رقیق الکترولیت ها (اسیدها، بازها، نمک ها)، واکنش های شیمیایی معمولا با مشارکت یون ها انجام می شود. در این حالت، تمام عناصر معرف ها را می توان حفظ کرد

هیدرولیز نمک
هیدرولیز نمک برهمکنش یون های آن با آب است که منجر به ظاهر شدن یک محیط اسیدی یا قلیایی می شود، اما با تشکیل رسوب یا گاز همراه نیست.

عوامل اکسید کننده و کاهنده
واکنش های ردوکس با افزایش و کاهش همزمان حالت های اکسیداسیون عناصر ادامه می یابد و با انتقال الکترون همراه است:

انتخاب ضرایب به روش تراز الکترونیکی
روش شامل چندین مرحله است. 1. طرح واکنش را بنویسید. عناصری را پیدا کنید که حالت اکسیداسیون آنها را افزایش و کاهش می دهند و بنوشید

طیف وسیعی از فلزات استرس
در یک سری از تنش های فلزی، فلش مربوط به کاهش توانایی کاهشی فلزات و افزایش توانایی اکسیداسیون کاتیون های آنها در محلول آبی (محیط اسیدی) است:

مذاب و الکترولیز محلول
الکترولیز یک فرآیند ردوکس است که در طول عبور یک ثابت روی الکترودها رخ می دهد جریان الکتریسیتهاز طریق راه حل ها یا

کسر جرمی ماده محلول. رقیق سازی، غلظت و اختلاط محلول ها
کسر جرمی ماده محلول B (ω in) نسبت جرم ماده B (t in) به جرم محلول (m (p) است.

نسبت حجمی گازها
برای یک واکنش شیمیایی a + b B = c C + d D، رابطه

جرم (حجم، مقدار ماده) محصول با توجه به معرف بیش از حد یا با ناخالصی
بیش از حد و کمبود معرف. مقدار، جرم و حجم (برای گازها) واکنش دهنده ها همیشه به صورت استوکیومتری، یعنی مطابق با معادلات واکنش در نظر گرفته نمی شود. اچ

یافتن فرمول مولکولی یک ترکیب آلی
هنگام استخراج فرمول مواد، به ویژه در شیمی آلی، اغلب از چگالی نسبی گاز استفاده می شود. چگالی نسبی گاز X نسبت مطلق است

حلالیت مواد به ماهیت حلال و ماده ای که در آن حل می شود و همچنین به شرایط انحلال بستگی دارد: دما، فشار (برای گازها)، غلظت و وجود املاح دیگر.

برخی از مواد به خوبی در یک حلال خاص حل می شوند، برخی دیگر ضعیف. اما می توان توانایی یک ماده در انحلال یا به عبارت دیگر حلالیت یک ماده را کمیت کرد.

انحلال پذیریبه توانایی یک ماده برای حل شدن در یک حلال خاص می گویند. معیار حلالیت یک ماده در شرایط معین، محتوای آن در یک محلول اشباع است.

همه مواد با توجه به حلالیت در آب به سه گروه تقسیم می شوند:

- به خوبی محلول (р)

- کمی محلول (m)

- عملاً نامحلول (n).

با این حال، باید توجه داشت که هیچ ماده مطلقا نامحلول وجود ندارد. اگر یک میله شیشه ای یا یک تکه طلا یا نقره را در آب فرو کنید، باز هم به مقدار ناچیزی در آب حل می شوند.

گچ، سولفات سرب (مواد جامد)، دی اتیل اتر، بنزن (مواد مایع)، متان، نیتروژن، اکسیژن (مواد گازی) می توانند به عنوان نمونه ای از موادی باشند که در آب محلول اندکی هستند.

بسیاری از مواد به خوبی در آب حل می شوند. نمونه هایی از این مواد عبارتند از: شکر، سولفات مس، هیدروکسید سدیم (مواد جامد)، الکل، استون (مواد مایع)، کلرید هیدروژن، آمونیاک (مواد گازی). لازم به ذکر است که حلالیت مواد جامد به درجه آسیاب آنها بستگی دارد. بلورهای کوچک، که کوچکتر از 0.1 میلی متر هستند، بیشتر از بلورهای بزرگ حل می شوند.

حلالیت، به عنوان جرم ماده ای که می تواند در 100 گرم آب در دمای معین حل شود، نیز نامیده می شود. فاکتور حلالیت

حلالیت محدود بسیاری از مواد در آب (یا سایر حلالها) مقدار ثابتی است که مربوط به غلظت محلول اشباع شده در دمای معین است. این یک ویژگی کیفی حلالیت است و در شرایط خاص بر حسب گرم در هر 100 گرم حلال داده می شود. حلالیت برخی از مواد در آب در دمای اتاق در جدول 1 آورده شده است.

حلالیت مایعات در مایعات ممکن است کامل یا محدود باشد. حلالیت محدود رایج تر است. با حلالیت کامل متقابل، مایعات به هر نسبتی مخلوط می شوند. به عنوان مثال (الکل-آب). مایعات با حلالیت متقابل محدود همیشه دو لایه تشکیل می دهند. نمونه ای از سیستم حلالیت محدود سیستم بنزن آب است. هنگام مخلوط کردن این مایعات، همیشه دو لایه وجود دارد: لایه بالایی عمدتاً از آب تشکیل شده و حاوی مقادیر کمی بنزن (تقریباً 11٪) است، لایه پایین، برعکس، عمدتاً از بنزن تشکیل شده و حدود 5٪ آب دارد. با افزایش دما، حلالیت متقابل مایعات کم محلول در بیشتر موارد افزایش می‌یابد و اغلب زمانی که دمای معینی برای هر جفت مایع حاصل می‌شود، نامیده می‌شود. بحرانی مایعات کاملاً با یکدیگر مخلوط می شوند. به عنوان مثال، فنل و آب در دمای 68.8 درجه سانتیگراد (دمای بحرانی) و بالاتر به هر نسبت در یکدیگر حل می شوند. کمتر از دمای بحرانی، آنها به مقدار کمی در یکدیگر حل می شوند.

موادی که با انواع پیوندهای یونی و قطبی مشخص می شوند، در حلال های قطبی (آب، الکل ها، آمونیاک مایع، اسید استیک و غیره) بهتر حل می شوند. برعکس، موادی با نوع پیوند غیر قطبی یا کم قطبی به خوبی در حلال های غیر قطبی (استون، دی سولفید کربن، بنزن و غیره) حل می شوند. می تواند فرموله شود قانون کلیحلالیت متقابل مواد: "مثل به شبیه حل می شود."

وابستگی حلالیت مواد جامد و گاز به دما توسط منحنی های حلالیت نشان داده شده است (شکل 1).

برنج. 1. منحنی حلالیت برای مواد جامد و گاز.

سیر منحنی های حلالیت نیترات های نقره، پتاسیم و سرب نشان می دهد که با افزایش دما، حلالیت این مواد به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. سیر تقریباً افقی منحنی حلالیت کلرید سدیم نشان دهنده تغییر جزئی در حلالیت آن با افزایش دما است.

مشخصه اکثر نمک ها افزایش حلالیت در هنگام گرم شدن است.

منحنی حلالیت را می توان برای تعیین موارد زیر استفاده کرد:

ضریب حلالیت مواد در دماهای مختلف است.

جرم یک ماده محلول است که با سرد شدن محلول از t 1 o C به t 2 o C رسوب می کند.

اگر انحلال یک ماده یک فرآیند گرمازا باشد، حلالیت آن با افزایش دما کاهش می یابد. تقریباً همه گازها با آزاد شدن گرما حل می شوند، بنابراین با افزایش دما، حلالیت گازها کاهش می یابد (شکل 3). بنابراین با جوشاندن آب می توان گازهای حل شده را از آن خارج کرد.

روی میز. شکل 2 حلالیت برخی گازها در آب را در دماهای مختلف نشان می دهد.

حلالیت گاز به ماهیت مایع و گاز بستگی دارد. به عنوان مثال، اکسیژن در آب حدود دو برابر نیتروژن حل می شود. این شرایط دارد پراهمیتبرای زندگی موجودات زنده در آب.

حلالیت گازها در مایعات با افزایش دما کاهش می یابد و با کاهش دما افزایش می یابد.

حلالیت گازها در آب نیز با افزودن نمک به محلول کاهش می‌یابد که یون‌های آن‌ها قوی‌تر از مولکول‌های گاز به مولکول‌های آب متصل می‌شوند و در نتیجه حلالیت آن کاهش می‌یابد.

راه حلیک سیستم همگن (تک فاز) با ترکیب متغیر از نظر ترمودینامیکی پایدار نامیده می شود که از دو یا چند جزء تشکیل شده است. مواد شیمیایی). اجزای تشکیل دهنده یک محلول یک حلال و یک املاح هستند. معمولاً حلال جزئی در نظر گرفته می شود که به شکل خالص خود در همان حالت تجمعی محلول حاصل وجود دارد (مثلاً در مورد محلول نمک آبی، حلال البته آب است). اگر هر دو جزء قبل از انحلال در حالت تجمع یکسان بودند (مثلاً الکل و آب)، در این صورت جزئی که مقدار بیشتری دارد حلال محسوب می شود.

محلول ها مایع، جامد و گاز هستند.

محلول های مایع محلول هایی از نمک، شکر، الکل در آب هستند. محلول های مایع ممکن است آبی یا غیر آبی باشند. محلول های آبی محلول هایی هستند که حلال آنها آب است. محلول های غیر آبی محلول هایی هستند که در آنها مایعات آلی (بنزن، الکل، اتر و غیره) حلال هستند. محلول های جامد آلیاژهای فلزی هستند. محلول های گازی - هوا و سایر مخلوط گازها.

فرآیند انحلال. انحلال یک فرآیند پیچیده فیزیکی و شیمیایی است. در طی فرآیند فیزیکی، ساختار ماده محلول از بین می رود و ذرات آن بین مولکول های حلال توزیع می شود. یک فرآیند شیمیایی برهمکنش مولکول های حلال با ذرات املاح است. در نتیجه این تعامل، حل شده هااگر حلال آب باشد، حلال های حاصل نامیده می شوند هیدرات می کند.فرآیند تشکیل حلال‌ها را حلال‌سازی، فرآیند تشکیل هیدرات‌ها را هیدراتاسیون می‌گویند. هنگامی که محلول های آبی تبخیر می شوند، هیدرات های کریستالی تشکیل می شوند - اینها مواد کریستالی هستند که شامل عدد معینمولکول های آب (آب تبلور). نمونه هایی از هیدرات های کریستالی: CuSO 4 . 5H 2 O - پنتا هیدرات سولفات مس (II). FeSO4 . 7H 2 O - هپتا هیدرات سولفات آهن (II).

فرآیند فیزیکی انحلال ادامه می یابد به عهده گرفتنانرژی، شیمیایی مشخص کردن. اگر در نتیجه هیدراتاسیون (حل شدن) انرژی بیشتری نسبت به جذب در هنگام تخریب ساختار یک ماده آزاد شود، انحلال - گرمازاروند. انرژی در طی انحلال NaOH، H 2 SO 4، Na 2 CO 3، ZnSO 4 و سایر مواد آزاد می شود. اگر برای از بین بردن ساختار یک ماده انرژی بیشتری نسبت به آزاد شدن آن در حین هیدراتاسیون نیاز باشد، انحلال - گرماگیرروند. جذب انرژی زمانی اتفاق می افتد که NaNO 3 , KCl , NH 4 NO 3 , K 2 SO 4 , NH 4 Cl و برخی مواد دیگر در آب حل شوند.

مقدار انرژی آزاد شده یا جذب شده در حین انحلال نامیده می شود اثر حرارتی انحلال.

انحلال پذیریماده توانایی آن برای توزیع در ماده دیگر به شکل اتم، یون یا مولکول با تشکیل یک سیستم ترمودینامیکی پایدار با ترکیب متغیر است. مشخصه کمی حلالیت است فاکتور حلالیت، که نشان می دهد حداکثر جرم ماده ای که می تواند در 1000 یا 100 گرم آب در دمای معین حل شود چقدر است. حلالیت یک ماده به ماهیت حلال و ماده، دما و فشار (برای گازها) بستگی دارد. حلالیت مواد جامد معمولاً با افزایش دما افزایش می یابد. حلالیت گازها با افزایش دما کاهش می یابد، اما با افزایش فشار افزایش می یابد.

مواد با توجه به حلالیت در آب به سه گروه تقسیم می شوند:

1. بسیار محلول (ص). حلالیت مواد بیش از 10 گرم در 1000 گرم آب است. به عنوان مثال، 2000 گرم شکر در 1000 گرم آب یا 1 لیتر آب حل می شود.

2. کمی محلول (m.). حلالیت مواد از 0.01 گرم تا 10 گرم در 1000 گرم آب است. به عنوان مثال، 2 گرم گچ (CaSO 4 . 2 H 2 O) در 1000 گرم آب حل می شود.

3. عملاً نامحلول (n.). حلالیت مواد کمتر از 0.01 گرم در 1000 گرم آب است. مثلاً در 1000 گرم آب 1.5 . 10-3 گرم AgCl.

هنگامی که مواد حل می شوند، محلول های اشباع، غیر اشباع و فوق اشباع می توانند تشکیل شوند.

محلول اشباع شدهمحلولی است که حاوی بیشترین مقداراملاح تحت شرایط داده شده وقتی ماده ای به چنین محلولی اضافه می شود، آن ماده دیگر حل نمی شود.

محلول غیر اشباعمحلولی که در شرایط معین دارای املاح کمتری نسبت به محلول اشباع است. هنگامی که ماده ای به چنین محلولی اضافه می شود، ماده همچنان حل می شود.

گاهی اوقات می توان محلولی به دست آورد که در آن محلول حل شونده بیشتر از محلول اشباع در دمای معین باشد. چنین محلولی فوق اشباع نامیده می شود. این محلول با سرد کردن دقیق محلول اشباع تا دمای اتاق به دست می آید. محلول های فوق اشباع بسیار ناپایدار هستند. تبلور یک ماده در چنین محلولی می تواند با مالش دیواره ظرفی که محلول در آن قرار دارد با یک میله شیشه ای ایجاد شود. این روش هنگام انجام برخی واکنش های کیفی استفاده می شود.

حلالیت یک ماده را می توان با غلظت مولی محلول اشباع آن نیز بیان کرد (بخش 2.2).

ثابت حلالیت اجازه دهید فرآیندهایی را در نظر بگیریم که در طول برهمکنش یک الکترولیت کم محلول اما قوی از سولفات باریم BaSO 4 با آب رخ می دهد. تحت عمل دوقطبی آب، یون Ba 2 + و SO 4 2 - از شبکه کریستالی BaSO 4 وارد فاز مایع می شود. همزمان با این فرآیند، تحت تأثیر میدان الکترواستاتیک شبکه کریستالی، بخشی از یون های Ba 2+ و SO 4 2 - دوباره رسوب می کنند (شکل 3). در یک دمای معین، نهایتاً یک تعادل در یک سیستم ناهمگن برقرار خواهد شد: سرعت فرآیند انحلال (V 1) برابر با سرعت فرآیند بارش (V2) خواهد بود، یعنی.

BaSO 4 ⇄ Ba 2 + + SO 4 2 -

محلول جامد

برنج. 3. محلول سولفات باریم اشباع

محلول در حالت تعادل با فاز جامد BaSO 4 نامیده می شود ثروتمندنسبت به سولفات باریم

محلول اشباع یک سیستم ناهمگن تعادلی است که با یک ثابت مشخص می شود تعادل شیمیایی:

, (1)

که در آن a (Ba 2+) فعالیت یون های باریم است. a (SO 4 2-) - فعالیت یون های سولفات.

a (BaSO 4) فعالیت مولکول های سولفات باریم است.

مخرج این کسر - فعالیت BaSO 4 کریستالی - یک مقدار ثابت برابر با یک است. حاصل ضرب دو ثابت ثابت جدیدی به نام می دهد ثابت حلالیت ترمودینامیکیو K s ° را نشان دهید:

K s ° \u003d a (Ba 2+) . a (SO 4 2-). (2)

این مقدار قبلاً محصول حلالیت نامیده می شد و PR نامیده می شد.

بنابراین، در یک محلول اشباع از یک الکترولیت قوی با محلول ضعیف، حاصلضرب فعالیت های تعادلی یون های آن یک مقدار ثابت در دمای معین است.

اگر بپذیریم که در محلول اشباع یک الکترولیت کم محلول، ضریب فعالیت f~1، سپس فعالیت یون ها در این مورد می تواند با غلظت آنها جایگزین شود، زیرا a( ایکس) = f (ایکس) . از جانب( ایکس). ثابت حلالیت ترمودینامیکی Ks ° به ثابت حلالیت غلظت Ks تبدیل می شود:

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

که در آن C(Ba 2+) و C(SO 4 2 -) غلظت های تعادلی یون های Ba 2 + و SO 4 2 - (mol / L) در محلول اشباع سولفات باریم هستند.

برای ساده کردن محاسبات، از ثابت حلالیت غلظت Ks استفاده می شود f(ایکس) = 1 (پیوست 2).

اگر یک الکترولیت قوی با محلول ضعیف در طول تفکیک چندین یون تشکیل دهد، عبارت Ks (یا Ks °) شامل توانهای مربوطه برابر با ضرایب استوکیومتری است:

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

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

AT نمای کلیبیان ثابت حلالیت غلظت برای الکترولیت A m B n ⇄ متر+ + n n B m - دارای فرم است

K s \u003d C m (A n+) . C n (B m -)،

که در آن C غلظت یون های An+ و Bm در محلول الکترولیت اشباع شده بر حسب مول در لیتر است.

مقدار Ks معمولاً فقط برای الکترولیت هایی استفاده می شود که حلالیت آنها در آب از 0.01 mol/l تجاوز نمی کند.

شرایط بارندگی

فرض کنید c غلظت واقعی یون های یک الکترولیت کم محلول در محلول است.

اگر C m (A n +) . با n (B m -) > K s، پس از آن یک رسوب تشکیل می شود، زیرا محلول فوق اشباع می شود.

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

خواص محلول. در زیر خواص محلول های غیر الکترولیت را در نظر می گیریم. در مورد الکترولیت ها، یک ضریب ایزوتونیک تصحیح به فرمول های فوق وارد می شود.

اگر یک ماده غیر فرار در یک مایع حل شود، فشار بخار اشباع شدهبیش از یک محلول کمتر از فشار بخار اشباع شده روی یک حلال خالص است. همزمان با کاهش فشار بخار روی محلول، تغییر در نقطه جوش و انجماد آن مشاهده می شود. نقطه جوش محلول ها افزایش می یابد و نقطه انجماد در مقایسه با دمای مشخص کننده حلال های خالص کاهش می یابد.

کاهش نسبی نقطه انجماد یا افزایش نسبی نقطه جوش محلول متناسب با غلظت آن است.

انحلال پذیریبه توانایی یک ماده برای حل شدن در یک حلال خاص می گویند. معیار حلالیت یک ماده در شرایط معین، محتوای آن در محلول اشباع است . اگر بیش از 10 گرم از یک ماده در 100 گرم آب حل شود، چنین ماده ای نامیده می شود. بسیار محلول. اگر کمتر از 1 گرم از یک ماده حل شود، آن ماده کم محلول. در نهایت، ماده به طور عملی در نظر گرفته می شود نامحلولاگر کمتر از 0.01 گرم از ماده وارد محلول شود. هیچ ماده مطلقا نامحلول وجود ندارد. حتی وقتی آب را در ظرف شیشه ای می ریزیم، بخش بسیار کوچکی از مولکول های شیشه به ناچار به محلول می روند.

حلالیت، به عنوان جرم ماده ای که می تواند در 100 گرم آب در دمای معین حل شود، نیز نامیده می شود. ضریب حلالیت.

حلالیت برخی از مواد در آب در دمای اتاق.

حلالیت اکثر جامدات (و نه همه!) با افزایش دما افزایش می یابد، در حالی که حلالیت گازها، برعکس، کاهش می یابد. این در درجه اول به دلیل این واقعیت است که مولکول های گاز در طول حرکت حرارتی بسیار راحت تر از مولکول های جامد قادر به ترک محلول هستند.

اگر حلالیت مواد را در دماهای مختلف اندازه گیری کنید، متوجه می شوید که برخی از مواد به طور قابل توجهی حلالیت خود را بسته به دما تغییر می دهند، برخی دیگر نه چندان.

وقتی مواد جامد در آب حل می شوندحجم سیستم معمولاً اندکی تغییر می کند بنابراین حلالیت مواد در حالت جامد عملاً مستقل از فشار است.

مایعات نیز می توانند در مایعات حل شوند.. برخی از آنها به طور نامحدود در یکدیگر حل می شوند، یعنی به هر نسبتی با یکدیگر مخلوط می شوند، مانند الکل و آب، و برخی دیگر فقط تا حد معینی حل می شوند. بنابراین اگر دی اتیل اتر با آب تکان داده شود، دو لایه تشکیل می شود: لایه بالایی محلول اشباع آب در اتر و لایه پایینی محلول اشباع اتر در آب است. در بیشتر این موارد، با افزایش دما، حلالیت متقابل مایعات افزایش می‌یابد تا زمانی که دمایی حاصل شود که در آن هر دو مایع به هر نسبتی مخلوط شوند.

انحلال گازها در آبیک فرآیند گرمازا است. بنابراین حلالیت گازها با افزایش دما کاهش می یابد. اگر یک لیوان را با آب سرد، سپس دیوارهای داخلی آن با حباب های گاز پوشانده شده است - این هوایی است که در آب حل شده است و در اثر گرم شدن از آن خارج می شود. جوشاندن می تواند تمام هوای حل شده در آن را از آب خارج کند.

درس شیمی پایه هشتم. "____" _____________ 20___

انحلال. حلالیت مواد در آب.

هدف. برای گسترش و تعمیق درک دانش آموزان از راه حل ها و فرآیندهای انحلال.

وظایف آموزشی: تعیین محلول چیست، در نظر گرفتن فرآیند انحلال - به عنوان یک فرآیند فیزیکی و شیمیایی. گسترش درک ساختار مواد و فرآیندهای شیمیایی که در محلول ها اتفاق می افتد. انواع اصلی راه حل ها را در نظر بگیرید.

وظایف رشدی: برای ادامه رشد مهارت های گفتاری، مشاهده و توانایی نتیجه گیری بر اساس کار آزمایشگاهی.

وظایف آموزشی: آموزش جهان بینی دانش آموزان از طریق مطالعه فرآیندهای حلالیت، زیرا حلالیت مواد یک ویژگی مهم برای تهیه محلول در زندگی روزمره، پزشکی و سایر صنایع مهم و زندگی انسان است.

در طول کلاس ها.

راه حل چیست؟ چگونه یک محلول تهیه کنیم؟

تجربه شماره 1 یک کریستال پرمنگنات پتاسیم را در یک لیوان آب قرار دهید. ما چه چیزی را مشاهده می کنیم؟ فرآیند انحلال چیست؟

آزمایش شماره 2. 5 میلی لیتر آب در یک لوله آزمایش بریزید. سپس 15 قطره اسید سولفوریک غلیظ (H2SO4 conc.) اضافه کنید. ما چه چیزی را مشاهده می کنیم؟ (پاسخ: لوله آزمایش گرم شده است، یک واکنش گرمازا در حال انجام است، یعنی انحلال یک فرآیند شیمیایی است).

تجربه شماره 3. 5 میلی لیتر آب به یک لوله آزمایش با نیترات سدیم اضافه کنید. ما چه چیزی را مشاهده می کنیم؟ (پاسخ: لوله آزمایش سردتر شده است، یک واکنش گرماگیر در حال انجام است، یعنی انحلال یک فرآیند شیمیایی است).

فرآیند انحلال به عنوان یک فرآیند فیزیکوشیمیایی در نظر گرفته می شود.

صفحه 211 جدول را کامل کنید.

نشانه های مقایسه	نظریه فیزیکی	نظریه شیمیایی.
طرفداران نظریه	وانت هاف، آرنیوس، استوالد	مندلیف.
تعریف انحلال	فرآیند انحلال نتیجه انتشار است، یعنی. نفوذ یک املاح به فضاهای بین مولکول های آب	برهمکنش شیمیایی یک املاح با مولکول های آب
تعریف راه حل	مخلوط های همگن متشکل از دو یا چند قسمت همگن.	سیستم همگن، متشکل از ذرات یک املاح، یک حلال و محصولات حاصل از برهمکنش آنها.

حلالیت مواد جامد در آب به موارد زیر بستگی دارد:

وظیفه: مشاهده تأثیر دما بر حلالیت مواد.
ترتیب اجرا:
داخل لوله های آزمایش شماره 1 و 2 با سولفات نیکل (1/3 حجم) آب بریزید.
با رعایت نکات ایمنی لوله آزمایش را با شماره 1 گرم کنید.
در کدام یک از لوله های آزمایش پیشنهادی شماره 1 یا 2، فرآیند انحلال سریعتر انجام می شود؟
تأثیر دما بر حلالیت مواد را شرح دهد.

شکل 126 صفحه 213

الف) حلالیت کلرید پتاسیم در دمای 30 درجه سانتیگراد است 40 گرم

در 65 0 از جانب 50 گرم است

ب) حلالیت سولفات پتاسیمدر دمای 40 درجه سانتیگراد 10 گرم است

در 800 درجه سانتیگراد است 20 سال

ج) حلالیت کلرید باریم در دمای 90 درجه سانتیگراد است 60 گرم

در 0 0 از جانب 30 گرم است.

وظیفه: مشاهده تأثیر ماهیت املاح بر فرآیند انحلال.
ترتیب اجرا:
در 3 لوله آزمایش با مواد: کلرید کلسیم، هیدروکسید کلسیم، کربنات کلسیم، هر کدام را 5 میلی لیتر آب اضافه کنید، با چوب پنبه بسته و خوب تکان دهید تا ماده حل شود.
کدام یک از مواد زیر به خوبی در آب حل می شود؟ کدام حل نمی شود؟
بنابراین، فرآیند انحلال به ماهیت املاح بستگی دارد:

بسیار محلول: (هر کدام سه نمونه)

کمی محلول:

عملا نامحلول:

3) وظیفه: مشاهده تأثیر ماهیت حلال در فرآیند انحلال مواد.
ترتیب اجرا:
داخل 2 لوله آزمایش با سولفات مس در 5 میلی لیتر الکل (شماره 1) و 5 میلی لیتر آب (شماره 2) بریزید.

بسته شده و خوب تکان دهید تا ماده حل شود.
کدام یک از حلال های پیشنهادی سولفات مس را به خوبی حل می کند؟
نتیجه گیری در مورد تأثیر ماهیت حلال بر فرآیند انحلال و

توانایی مواد برای حل شدن در حلال های مختلف.

انواع راه حل:

محلول اشباع محلولی است که در دمای معین، ماده ای دیگر در آن حل نمی شود.

غیر اشباع محلولی است که در آن یک ماده هنوز می تواند در دمای معین حل شود.

سوپراشباع محلولی است که در آن یک ماده هنوز تنها با افزایش دما می تواند حل شود.

یک روز صبح خوابم برد.
سریع داشتم می رفتم مدرسه:
چای سرد ریخت
شکر ریخته شد، جلوگیری کرد،
اما او شیرین نبود.
یک قاشق دیگر اضافه کردم
کمی شیرین تر شد.
چایم را تا آخر خوردم
و بقیه شیرین بود
قند در ته منتظرم بود!
در ذهنم شروع کردم به فکر کردن -
چرا سرنوشت آبروریزی می کند؟

مقصر حلالیت است.

انواع راه حل ها را در شعر برجسته کنید. برای حل کامل شکر در چای چه باید کرد؟

تئوری فیزیکوشیمیایی محلول ها.

املاح وقتی با آب حل می شود هیدرات تشکیل می دهد.

هیدرات ها ترکیبات شکننده ای از مواد با آب هستند که در محلول وجود دارند.

وقتی حل شد، گرما جذب یا آزاد می شود.

با افزایش دما، حلالیت مواد افزایش می یابد.

ترکیب هیدرات ها در محلول ها ثابت نیست و در هیدرات های کریستالی ثابت است.

هیدرات های کریستالی نمک های حاوی آب هستند.

سولفات مس CuSO4∙ 5H2O

سودا Na2CO3∙ 10H2O

گچ CaSO4∙2H2O

حلالیت کلرید پتاسیم در آب در دمای 60 درجه سانتیگراد 50 گرم است. کسر جرمی نمک را در محلول اشباع شده در دمای مشخص تعیین کنید.

حلالیت سولفات پتاسیم را در دمای 80 درجه سانتیگراد تعیین کنید. کسر جرمی نمک را در محلول اشباع شده در دمای مشخص تعیین کنید.

161 گرم نمک گلوبر در 180 لیتر آب حل شد. کسر جرمی نمک در محلول حاصل را تعیین کنید.

مشق شب. بخش 35

پیام ها.

خواص شگفت انگیز آب؛

آب با ارزش ترین ترکیب است.

استفاده از آب در صنعت؛

دریافت مصنوعی آب شیرین;

برای آب پاک بجنگ

ارائه "کریستال هیدرات ها"، "راه حل ها - خواص، کاربرد".