Розчинність речовин та її залежність від різних факторів. Запитання «Розчинність твердих, рідких, газоподібних речовин у воді

Розчин – це гомогенна система, що складається із двох або більше речовин, зміст яких можна змінювати у певних межах без порушення однорідності.

Воднірозчини складаються з води(розчинника) та розчиненої речовини.Стан речовин у водному розчині при необхідності позначається нижнім індексом (р), наприклад KNO 3 в розчині - KNO 3(p) .

Розчини, які містять малу кількість розчиненої речовини, часто називають розведеними,а розчини з високим вмістом розчиненої речовини – концентрованими.Розчин, в якому можливе подальше розчинення речовини, називається ненасиченим,а розчин, в якому речовина перестає розчинятися за цих умов, – насиченим.Останній розчин завжди знаходиться в контакті (в гетерогенній рівновазі) з нерозчинним речовиною (один кристал або більше).

У особливих умовахнаприклад, при обережному (без перемішування) охолодженні гарячого ненасиченого розчину твердогоречовини, що може утворитися пересиченийрозчин. При введенні кристала речовини такий розчин поділяється на насичений розчин та осад речовини.

Відповідно до хімічною теорією розчинівД. І. Менделєєва розчинення речовини у воді супроводжується, по-перше, руйнуваннямхімічних зв'язків між молекулами (міжмолекулярні зв'язки в ковалентних речовинах) або між іонами (в іонних речовинах), і, таким чином, частинки речовини поєднуються з водою (у якій також руйнується частина водневих зв'язків між молекулами). Розрив хімічних зв'язків відбувається за рахунок теплової енергії руху молекул води, при цьому відбувається витратаенергії у вигляді теплоти.

По-друге, потрапивши у воду, частинки (молекули чи іони) речовини піддаються гідратації.В результаті утворюються гідрати– сполуки невизначеного складу між частинками речовини та молекулами води (внутрішній склад самих частинок речовини при розчиненні не змінюється). Такий процес супроводжується виділенняменергії у формі теплоти за рахунок утворення нових хімічних зв'язків у гідратах

Загалом розчин або охолоджується(якщо витрата теплоти перевищує її виділення), або нагрівається (інакше); іноді – за рівності витрати теплоти та її виділення – температура розчину залишається незмінною.

Багато гідратів виявляються настільки стійкими, що не руйнуються і при повному випаровуванні розчину. Так, відомі тверді кристалогідрати солей CuSO 4 5Н 2 O, Na 2 CO 3 10Н 2 O, KAl(SO 4) 2 12Н 2 O та ін.

Вміст речовини в насиченому розчині при Т= const кількісно характеризує розчинністьцієї речовини. Зазвичай розчинність виражається масою розчиненої речовини, що припадає на 100 г води, наприклад, 65,2 г КBr/100 г Н 2 O при 20 °C. Отже, якщо 70 г твердого броміду калію ввести в 100 г води при 20 °C, 65,2 г солі перейде в розчин (який буде насиченим), а 4,8 г твердого КBr (надлишок) залишиться на дні склянки.

Слід запам'ятати, що вміст розчиненої речовини в насиченомурозчині одно, в ненасиченомурозчині меншеі в пересиченомурозчині більшейого розчинність при даній температурі. Так, розчин, приготований при 20 °C зі 100 г води та сульфату натрію Na 2 SO 4 (розчинність 19,2 г/100 г Н 2 O), при вмісті

15,7 г солі – ненасичений;

19.2 г солі – насичений;

2O.3 г солі – пересичений.

Розчинність твердих речовин (табл. 14) зазвичай збільшується зі зростанням температури (КBr, NaCl), і лише деяких речовин (CaSO 4 , Li 2 CO 3) спостерігається зворотне.

Розчинність газів у разі підвищення температури падає, а в разі підвищення тиску зростає; наприклад, при тиску 1 атм розчинність аміаку становить 52,6 (20 °C) і 15,4 г/100 г Н 2 O (80 °C), а при 20 °C і 9 атм вона дорівнює 93,5 г/100 г Н 2 O.

Відповідно до значень розчинності розрізняють речовини:

– добре розчинні,маса яких у насиченому розчині можна порівняти з масою води (наприклад, КBr – при 20 °C розчинність 65,2 г/100 г Н 2 O; 4,6 М розчин), вони утворюють насичені розчини з молярністю більш ніж 0,1 М;

– малорозчинні,маса яких у насиченому розчині значно менша за масу води (наприклад, CaSO 4 – при 20 °C розчинність 0,206 г/100 г Н 2 O; 0,015М розчин), вони утворюють насичені розчини з молярністю 0,1–0,001М;

– практично нерозчинні,маса яких у насиченому розчині зневажливо мала порівняно з масою розчинника (наприклад, AgCl – при 20 °C розчинність 0,00019 г на 100 г Н 2 O; 0,0000134М розчин), вони утворюють насичені розчини з молярністю менш ніж 0,001М.

За довідковими даними складено таблиця розчинностіпоширених кислот, основ і солей (табл. 15), в якій зазначений тип розчинності, зазначені речовини, не відомі науці (не отримані) або повністю розкладаються водою.

Умовні позначення, що використовуються в таблиці:

«р» – добре розчинна речовина

«м» – малорозчинна речовина

«н» – практично нерозчинна речовина

«–» – речовина не отримана (не існує)

» – речовина змішується з водою необмежено

Примітка. Ця таблиця відповідає приготуванню насиченого розчину при кімнатній температурі шляхом внесення речовини (у відповідному агрегатному стані) у воду. Слід врахувати, що отримання опадів малорозчинних речовин за допомогою реакцій іонного обміну можливе не завжди (див. 13.4).

Що робитимемо з отриманим матеріалом:

Якщо цей матеріал виявився корисним для Вас, Ви можете зберегти його на свою сторінку в соціальних мережах:

Твітнути

Всі теми цього розділу:

Поширені елементи. будова атомів. Електронні оболонки. Орбіталі
Хімічний елемент – певний вид атомів, що позначається назвою та символом і характеризується порядковим номером та відносною атомною масою. У табл. 1 суперечки

У кожній орбіталі може розміститися трохи більше двох електронів.
Один електрон на орбіталі називається неспареним, два електрони - електронною парою:

Властивості елементів перебувають у періодичної залежності від порядкового номера.
Характер зміни складу електронної оболонки атомів елементів, що періодично повторюється, пояснює періодичну зміну властивостей елементів при русі за періодами і групами Пе

Молекули. Хімічний зв'язок. Будова речовин
Хімічні частинки, утворені з двох або кількох атомів, називаються молекулами (реальними або умовними формульними одиницями багатоатомних речовин). Атоми в мол

Кальцій
Кальцій – елемент 4-го періоду та IIA-групи Періодичної системи, порядковий номер 2O. Електронна формула атома 4s2, ступеня окислений

Алюміній
Алюміній – елемент 3-го періоду та IIIA-групи Періодичної системи, порядковий номер 13. Електронна формула атома 3s23p1,

Марганець
Марганець – елемент 4-го періоду та VIIB-групи Періодичної системи, порядковий номер 25. Електронна формула атома 3d54s2;

Загальні властивості металів. Корозія
Елементи з металевими властивостямирозташовані в IA – VIA групах Періодичної системи (табл. 7).

Водень
Водень є першим елементом Періодичної системи (1-й період, порядковий номер 1). Не має повної аналогії з рештою хімічними елементамиі не належить ні до якої

Хлор. Хлороводень
Хлор – елемент 3-го періоду та VII А-групи Періодичної системи, порядковий номер 17. Електронна формула атома 3s23p5, ха

Хлориди
Хлорид натрію NaCl. Безкиснева сіль. Побутова назва кухонна сіль. Білий, слабогігроскопічний. Плавиться та кипить без розкладання. Помірно розчини

Гіпохлорити. Хлорати
Гіпохлорит кальцію Са(СlO)2. Сіль хлорнуватистої кислоти HClO. Білий при нагріванні розкладається без плавлення. Добре розчинний у холодній воді(обр

Броміди. Йодіди
Бромід калію КBr. Безкиснева сіль. Білий, негігроскопічний, плавиться без розкладання. Добре розчинний у воді, гідролізу немає. Відновник (слабший, год

Кисень
Кисень – елемент 2-го періоду та VIA-групи Періодичної системи, порядковий номер 8, відноситься до халькогенів (але частіше розглядається окремо). Електронна фо

Сірка. Сірководень. Сульфіди
Сірка – елемент 3-го періоду та VIA-групи Періодичної системи, порядковий номер 16, відноситься до халькогенів. Електронна формула атома 3s

Диоксид сірки. Сульфіти
Діоксид сірки SO2. Кислотний оксид. Безбарвний газ із різким запахом. Молекула має будову незавершеного трикутника [: S(O)2] (sр

Сірчана кислота. Сульфати
Сірчана кислота H2SO4. Оксокислота. Безбарвна рідина, дуже в'язка (маслоподібна), гігроскопічна. Молек

Азот. Аміак
Азот – елемент 2-го періоду та VA-групи Періодичної системи, порядковий номер 7. Електронна формула атома 2s22p3, характер

Оксиди азоту. Азотна кислота
Монооксид азоту NO. Несолетворний оксид. Безбарвний газ. Радикал, що містить ковалентний σπ-зв'язок (N=O), у твердому стані димер N2

нітрити. Нітрати
Нітрит калію KNO2. Оксосоль. Білий, гігроскопічний. Плавиться без розкладання. Стійкий у сухому повітрі. Дуже добре розчинний у воді (утворюється бесцв

Вуглець у вільному вигляді
Вуглець – елемент 2-го періоду та IVA-групи Періодичної системи, порядковий номер 6. Хімія вуглецю – це в основному хімія органічних сполук; неорганічно

Оксиди вуглецю
Монооксид вуглецю. Несолетворний оксид. Безбарвний газ, без запаху, легший за повітря. Молекула слабополярна, містить ковалентну потрійну σππ

Карбонати
Карбонат натрію Na2CO3. Оксосоль. Технічна назва - кальцинована сода. Білий, при нагріванні плавиться та розкладається. Почуття

Кремній
Кремній – елемент 3-го періоду та IVA-групи Періодичної системи, порядковий номер 14. Електронна формула атома 3s23p2. Х

Алканів. Циклоалкани
Алкани (парафіни) – це сполуки вуглецю з воднем, у молекулах яких атоми вуглецю з'єднані між собою одинарним зв'язком (граничні вуглеводні)

Алкени. Алкадієни
Алкени (олефіни) – це вуглеводні, в молекулах яких містяться атоми вуглецю, з'єднані між собою подвійним зв'язком (ненасичені вуглеводні ряд)

Спирти. Прості ефіри. Феноли
Спирти - похідні вуглеводнів, що містять функціональну групу ВІН (гідроксил). Спирти, в яких є одна група ВІН, називаються одно

Альдегіди та кетони
Альдегіди та кетони – це похідні вуглеводнів, що містять функціональну карбонільну групу СО. В альдегідах карбонільна група пов'язана з а

Карбонові кислоти. Складні ефіри Жири
Карбонові кислоти – це похідні вуглеводнів, що містять функціональну групу СООН (карбоксил). Формули та назви деяких поширених як

Вуглеводи
Вуглеводи (цукри) - найважливіші природні сполуки, що складаються з вуглецю, водню та кисню. Вуглеводи поділяються на моносахариди, дисахариди та поліс.

Нітросполуки. Аміни
Дуже важливі в народному господарствіазотовмісні органічні речовини. Азот може входити в органічні сполуки у вигляді нітрогрупи NO2, аміногрупи NH2 та а

амінокислоти. Білки
Амінокислоти – органічні сполуки, що містять у своєму складі дві функціональні групи – кислотну СООН та амінну NH2

Швидкість реакцій
Кількісною характеристикою швидкості течії хімічної реакціїА + B → D + E є її швидкість, тобто швидкість взаємодії частинок реагентів А

Швидкість хімічної реакції прямо пропорційна добутку молярних концентрацій реагентів
якщо для реакції необхідне зіткнення двох молекул, що реагують. Ця залежність зветься кінетичного закону діючих мас (К. Гулльберг, П. Вог

Енергетика реакцій
Будь-яка реакція супроводжується виділенням чи поглинанням енергії у формі теплоти. У вихідних речовинах хімічні зв'язкирозриваються, і це енергія витрачається (т. е. вона за це

Оборотність реакцій
Хімічна реакція називається оборотною, якщо в даних умовах протікає не тільки пряма реакція (→), але також і зворотна реакція, тобто з вихідних речовин утворюються

При вплив на рівноважну систему хімічна рівновага зміщується у бік, що протидіє цьому впливу.
Розглянемо докладніше вплив таких чинників, як температура, тиск, концентрація, на зміщення рівноваги. 1. Температура. Підвищення температури суміші

Електролітична дисоціація
Розчинення будь-якої речовини у воді супроводжується утворенням гідратів. Якщо при цьому в розчині не відбувається формульних змін у частинок розчиненої речовини, то такі речовини

дисоціація води. Середовище розчинів
Сама вода – це дуже слабкий електроліт:

Реакції іонного обміну
У розведених розчинах електролітів (кислот, основ, солей) хімічні реакції протікають зазвичай з участю іонів. При цьому всі елементи реагентів можуть зберігати

Гідроліз солей
Гідроліз солі - це взаємодія її іонів з водою, що призводить до появи кислотного або лужного середовища, але не супроводжується утворенням осаду або газу (нижче

Окислювачі та відновники
Окисно-відновні реакції протікають з одночасним підвищенням і зниженням ступенів окислення елементів і супроводжуються передачею електронів:

Підбір коефіцієнтів методом електронного балансу
Метод складається із кількох етапів. 1. Записують схему реакції; знаходять елементи, що підвищують і знижують свої ступені окислення, і випи

Ряд напруг металів
У ряді напруг металів стрілка відповідає зменшенню відновлювальної здатності металів та збільшенню окисної здатності їх катіонів у водному розчині (кислотне середовище):

Електроліз розплаву та розчину
Електролізом називається окислювально-відновний процес, що протікає на електродах при проходженні постійного електричного струмучерез розчини або

Масова частка розчиненої речовини. Розведення, концентрування та змішування розчинів
Масова частка розчиненої речовини (ω в) – це відношення маси речовини (т в) до маси розчину (m (р)

Об'ємне відношення газів
Для хімічної реакції a A + b B = c C + d D виконується співвідношення

Маса (обсяг, кількість речовини) продукту по реагенту в надлишку або з домішками
Надлишок та нестача реагентів. Кількості, маси та обсяги (для газів) реагентів не завжди беруться стехіометричними, тобто відповідно до рівнянь реакції. Ч

Знаходження молекулярної формули органічної сполуки
При виведенні формул речовин, особливо в органічній хімії, часто використовують відносну густину газу. Відносна щільність газу X - відношення абсолютної пло

Розчинність речовин залежить від природи розчинника та речовини, що розчиняється, а також від умов розчинення: температури, тиску (для газів), концентрації, наявності інших розчинених речовин.

Одні речовини розчиняються у певному розчиннику добре, інші – погано. Але можна і кількісно оцінити здатність тієї чи іншої речовини до розчинення або, іншими словами, розчинність речовини.

Розчинністьназивається здатність речовини розчинятися у тому чи іншому розчиннику. Мірою розчинності речовини за цих умов є його вміст насиченому розчині.

За розчинністю у воді всі речовини поділяються на три групи:

― добре розчинні (р),

― малорозчинні (м),

― практично нерозчинні (н).

Однак слід зазначити, що абсолютно нерозчинних речовин немає. Якщо опустити у воду скляну паличку або шматочок золота чи срібла, то вони в мізерно малих кількостях все ж таки будуть розчинятися у воді.

Прикладом малорозчинних у воді речовин можуть бути гіпс, сульфат свинцю (тверді речовини), діетиловий ефір, бензол (рідкі речовини), метан, азот, кисень (газоподібні речовини).

Багато речовин у воді розчиняються дуже добре. Прикладом таких речовин можуть бути цукор, мідний купорос, гідроксид натрію (тверді речовини), спирт, ацетон (рідкі речовини), хлороводень, аміак (газоподібні речовини). Слід зазначити, що розчинність твердих речовин залежить від рівня їх подрібнення. Дрібні кристали, розміри яких менші приблизно 0,1 мм, більш розчинні, ніж великі.

Розчинність, виражена за допомогою маси речовини, яка може розчинитися в 100 г води за даної температури, називають також коефіцієнтом розчинності.

Гранична розчинність багатьох речовин у воді (або інших розчинниках) являє собою постійну величину, відповідну концентрації насиченого розчину при даній температурі. Вона є якісною характеристикою розчинності та наводиться у грамах на 100 г розчинника за певних умов. Розчинність деяких речовин у воді за кімнатної температури наведена в табл.1.

Розчинність рідин у рідинах може бути повною або обмеженою. Найбільш поширена обмежена розчинність. При повній взаємній розчинності рідини поєднуються в будь-яких співвідношеннях. Наприклад (спирт-вода). Рідини з обмеженою взаємною розчинністю завжди утворюють два шари. Приклад системи з обмеженою розчинністю є система бензол-вода. При змішуванні цих рідин завжди існує два шари: верхній шар складається в основному з води і містить бензол у невеликих кількостях (приблизно 11%), нижній шар, навпаки, складається з бензолу і містить близько 5% води. Зі збільшенням температури взаємна розчинність обмежено розчинних рідин у більшості випадків зростає і часто при досягненні певної для кожної пари рідин температури, яка називається критичної , рідини повністю змішуються одна з одною. Наприклад, фенол і вода при t° 68,8° (критична температура) і вище розчиняються один в одному в будь-яких пропорціях; нижче критичної температури вони лише обмежено розчиняються один в одному.

Речовини, котрим характерні іонний і полярний типи зв'язку, краще розчиняються у полярних розчинниках (вода, спирти, рідкий аміак, оцтова кислота та інших.). Навпаки, речовини з неполярним або малополярним типом зв'язку добре розчиняються в неполярних розчинниках (ацетон, сірковуглець, бензол та ін.). Можна сформулювати загальне правиловзаємної розчинності речовин: "Подібне розчиняється в подібному".

Залежність розчинності твердих та газоподібних речовин від температури показують криві розчинності (рис. 1).

Рис. 1. Криві розчинності твердих та газоподібних речовин.

Хід кривих розчинності нітратів срібла, калію та свинцю показує, що з підвищенням температури розчинність цих речовин суттєво зростає. p align="justify"> Майже горизонтальний хід кривої розчинності хлориду натрію свідчить про незначну зміну його розчинності з підвищенням температури.

Більшість солей характерно збільшення розчинності при нагріванні.

За кривими розчинності можна визначити:

― коефіцієнт розчинності речовин за різних температур;

― масу розчинної речовини, яка випадає в осад при охолодженні розчину від t 1 o C до t 2 o C.

Якщо розчинення речовини є екзотермічним процесом, з підвищенням температури його розчинність зменшується. Практично всі гази розчиняються із тепла, тому з підвищенням температури розчинність газів зменшується (рис.3). Так, кип'ятінням води можна видалити з неї гази, розчинені.

У табл. 2 вказані розчинності у воді деяких газів за різних температур.

Розчинність газу залежить від природи рідини та газу. Наприклад, кисень розчиняється у воді в кількості приблизно вдвічі більшій, ніж азот. Ця обставина має велике значенняжиття живих організмів у воді.

Розчинність газів у рідинах з підвищенням температури зменшується, і з зниженням - увеличивается.

Розчинність газів у воді зменшується також при додаванні до розчину солей, іони яких міцніше зв'язуються з молекулами води, ніж молекули газу, тим самим знижуючи його розчинність.

розчиномназивається термодинамічно стійка гомогенна (однофазна) система змінного складу, що складається з двох або більше компонентів ( хімічних речовин). Компонентами, що становлять розчин, є розчинник і розчинена речовина. Зазвичай розчинником вважається той компонент, який у чистому вигляді існує в такому агрегатному стані, що і отриманий розчин (наприклад, у разі водного розчину солі розчинником є, звичайно, вода). Якщо обидва компоненти до розчинення перебували в однаковому агрегатному стані (наприклад, спирт і вода), то розчинником вважається компонент, що знаходиться в більшій кількості.

Розчини бувають рідкими, твердими та газоподібними.

Рідкі розчини – розчини солей, цукру, спирту у воді. Рідкі розчини можуть бути водними та неводними. Водні розчини – це розчини, у яких розчинником є ​​вода. Неводні розчини – це розчини, у яких розчинниками є органічні рідини (бензол, спирт, ефір тощо.). Тверді розчини – метали металів. Газоподібні розчини – повітря та інші суміші газів.

Процес розчинення. Розчинення – це складний фізико-хімічний процес. При фізичному процесі відбувається руйнування структури речовини, що розчиняється, і розподіл її частинок між молекулами розчинника. Хімічний процес – це взаємодія молекул розчинника з частинками розчиненої речовини. В результаті цієї взаємодії утворюються сольвати.Якщо розчинником є ​​вода, то сольвати, що утворюються, називаються гідратами.Процес утворення сольватів називається сольватацією, процес утворення гідратів – гідратацією. При упарюванні водних розчинів утворюються кристалогідрати – це кристалічні речовини, до складу яких входить певна кількістьмолекул води (кристалізаційна вода). Приклади кристалогідратів: CuSO 4 . 5H 2 O – пентагідрат сульфату міді (II); FeSO 4 . 7H 2 O – гептагідрат сульфату заліза (ІІ).

Фізичний процес розчинення йде з поглинанняменергії, хімічний – з виділенням. Якщо в результаті гідратації (сольватації) виділяється більше енергії, ніж поглинається при руйнуванні структури речовини, то розчинення – екзотермічнийпроцес. Виділення енергії відбувається при розчиненні NaOH, H 2 SO 4 , Na 2 CO 3 , ZnSO 4 та інших речовин. Якщо руйнування структури речовини треба більше енергії, ніж її виділяється при гідратації, то розчинення – ендотермічнийпроцес. Поглинання енергії відбувається при розчиненні у воді NaNO 3 , KCl, NH 4 NO 3 , K 2 SO 4 , NH 4 Cl та деяких інших речовин.

Кількість енергії, що виділяється або поглинається під час розчинення, називається тепловим ефектом розчинення.

Розчинністьречовини називається його здатність розподілятися в іншій речовині у вигляді атомів, іонів або молекул із утворенням термодинамічно стійкої системи змінного складу. Кількісною характеристикою розчинності є коефіцієнт розчинностіякий показує, яка максимальна маса речовини може розчинитися в 1000 або 100 г води при цій температурі. Розчинність речовини залежить від природи розчинника та речовини, від температури та тиску (для газів). Розчинність твердих речовин переважно збільшується при підвищенні температури. Розчинність газів із підвищенням температури зменшується, але при підвищенні тиску збільшується.

За розчинністю у воді речовини ділять на три групи:

1. Добре розчинні (р.). Розчинність речовин більше 10 г на 1000г води. Наприклад, 2000 г цукру розчиняється у 1000 г води, або в 1 л води.

2. Малорозчинні (м.). Розчинність речовин від 0,01 г до 10 г до 1000 г води. Наприклад, 2 г гіпсу (CaSO 4 . 2 H 2 O) розчиняється у 1000 г води.

3. Майже нерозчинні (н.). Розчинність речовин менше 0,01 г 1000 г води. Наприклад, у 1000 г води розчиняється 1,5 . 10-3 г AgCl.

При розчиненні речовин можуть утворитися насичені, ненасичені та пересичені розчини.

Насичений розчин– це розчин, який містить максимальна кількістьрозчинної речовини за даних умов. При додаванні речовини до такого розчину речовина більше не розчиняється.

Ненасичений розчин– це розчин, який містить менше речовини, що розчиняється, ніж насичений за даних умов. При додаванні речовини до такого розчину речовина ще розчиняється.

Іноді вдається отримати розчин, в якому розчиненої речовини міститься більше, ніж насиченому розчині при даній температурі. Такий розчин називається пересиченим. Цей розчин одержують при обережному охолодженні насиченого розчину до кімнатної температури. Пересичені розчини дуже нестійкі. Кристалізацію речовини в такому розчині можна викликати шляхом потирання скляною паличкою стінок судини, в якій знаходиться цей розчин. Цей спосіб застосовується під час виконання деяких якісних реакцій.

Розчинність речовини може виражатися молярною концентрацією її насиченого розчину (п.2.2).

Константа розчинності. Розглянемо процеси, що виникають при взаємодії малорозчинного, але сильного електроліту сульфату барію BaSO 4 з водою. Під дією диполів води іони Ba 2+ та SO 4 2 - з кристалічних ґрат BaSO 4 переходитимуть у рідку фазу. Одночасно з цим процесом під впливом електростатичного поля кристалічних грат частина іонів Ba 2+ і SO 4 2 - знову буде осаджуватися (рис.3). При цій температурі в гетерогенній системі, нарешті, встановиться рівновага: швидкість процесу розчинення (V 1) дорівнюватиме швидкості процесу осадження (V 2), тобто.

BaSO 4 ⇄ Ba 2+ + SO 4 2 -

тверда розчин

Рис. 3. Насичений розчин сульфату барію

Розчин, що знаходиться в рівновазі з твердою фазою BaSO 4 називається насиченимщодо сульфату барію.

Насичений розчин є рівноважною гетерогенною системою, яка характеризується константою хімічної рівноваги:

, (1)

де a (Ba 2+) – активність іонів барію; a(SO 4 2-) – активність сульфат-іонів;

a (BaSO 4) – активність молекул сульфату барію.

Знаменник цього дробу – активність кристалічного BaSO 4 – є постійною величиною, що дорівнює одиниці. Добуток двох констант дає нову постійну величину, яку називають термодинамічною константою розчинностіі позначають К s °:

До s° = a(Ba 2+) . a(SO 4 2-). (2)

Цю величину раніше називали добутком розчинності та позначали ПР.

Таким чином, у насиченому розчині малорозчинного сильного електроліту добуток рівноважних активностей його іонів є постійна величина при даній температурі.

Якщо прийняти, що насиченому розчині малорозчинного електроліту коефіцієнт активності f~1, то активність іонів у разі можна замінити їх концентраціями, оскільки а( X) = f (X) . С( X). Термодинамічна константа розчинності К s ° перейде в концентраційну константу розчинності К s:

До s = С(Ba 2+) . С(SO 4 2-), (3)

де С(Ba 2+) та С(SO 4 2 -) – рівноважні концентрації іонів Ba 2+ та SO 4 2 - (моль/л) у насиченому розчині сульфату барію.

Для спрощення розрахунків зазвичай користуються концентраційною константою розчинності К s , приймаючи f(Х) = 1 (додаток 2).

Якщо малорозчинний сильний електроліт утворює при дисоціації кілька іонів, то вираз К s (або К s °) входять відповідні ступені, рівні стехіометричним коефіцієнтам:

PbCl 2 ⇄ Pb 2+ + 2 Cl -; K s = С (Pb 2+) . 2 (Cl -);

Ag 3 PO 4 ⇄ 3 Ag + + PO 4 3 -; K s = 3 (Ag +) . (PO 4 3 -).

У загальному виглядівираз концентраційної константи розчинності для електроліту A m B n ⇄ m A n+ + n B m – має вигляд

K s = m (A n+) . З n (B m -),

де С - концентрації іонів A n+ і B m - насиченому розчині електроліту в моль/л.

Величиною K s прийнято користуватися лише щодо електролітів, розчинність яких у воді не перевищує 0,01 моль/л.

Умови утворення опадів

Припустимо, з - фактична концентрація іонів важкорозчинного електроліту в розчині.

Якщо З m (A n +) . З n (B m -) > K s то відбудеться утворення осаду, т.к. розчин стає пересиченим.

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

Властивості розчинів. Нижче розглянемо властивості розчинів неелектролітів. У разі електролітів у наведені формули вводиться поправочний ізотонічний коефіцієнт.

Якщо в рідині розчинена нелетюча речовина, то тиск насиченої паринад розчином менше тиску насиченої пари над чистим розчинником. Одночасно зі зниженням тиску пари над розчином спостерігається зміна її температури кипіння та замерзання; температури кипіння розчинів підвищуються, а температури замерзання знижуються проти температурами, характеризуючими чисті розчинники.

Відносне зниження температури замерзання чи відносне підвищення температури кипіння розчину пропорційно його концентрації.

РОЗТВОРНІСТЬЮназивається здатність речовини розчинятися у тому чи іншому розчиннику. Мірою розчинності речовини за цих умов є його вміст у насиченому розчині . Якщо в 100 г води розчиняється більше 10 г речовини, то таку речовину називають добре розчинним. Якщо розчиняється менше 1 г речовини – речовина малорозчинно. Зрештою, речовину вважають практично нерозчинним, якщо розчин переходить менше 0,01 р речовини. Абсолютно нерозчинних речовин немає. Навіть коли ми наливаємо воду у скляну посудину, дуже невелика частина молекул скла неминуче переходить у розчин.

Розчинність, виражена за допомогою маси речовини, яка може розчинитися в 100 г води за даної температури, називають також коефіцієнтом розчинності.

Розчинність деяких речовин у воді за кімнатної температури.

Розчинність більшості (але не всіх!) твердих речовин зі збільшенням температури збільшується, а розчинність газів навпаки зменшується. Це пов'язано передусім про те, що молекули газів при тепловому русі здатні залишати розчин набагато легше, ніж молекули твердих речовин.

Якщо вимірювати розчинність речовин за різних температур, то виявиться, що одні речовини помітно змінюють свою розчинність залежно від температури, інші – не дуже сильно.

При розчиненні твердих тіл у водіобсяг системи зазвичай змінюється незначно. Тому розчинність речовин, що знаходяться в твердому стані, практично не залежить від тиску.

Рідини також можуть розчинятися рідинах. Деякі з них необмежено розчиняються одна в іншій, тобто змішуються один з одним у будь-яких пропорціях, як наприклад, спирт і вода, інші -взаємно розчиняються лише до певної межі. Так якщо збовтати діетиловий ефір з водою то утворюється два шари: верхній є насиченим розчином води в ефірі, а нижній – насиченим розчином ефіру у воді. У більшості подібних випадків з підвищенням температури взаємна розчинність рідин збільшується до тих пір, поки не буде досягнуто температури, при якій обидві рідини змішуються в будь-яких пропорціях.

Розчинення газів у водіє екзотермічний процес. Тому розчинність газів із підвищенням температури зменшується. Якщо залишити в теплому приміщенні склянку з холодною водою, то внутрішні стінки його покриваються бульбашками газу-це повітря, яке було розчинене у воді, що виділяється з неї внаслідок нагрівання. Кип'ятінням можна видалити з води все розчинене в ній повітря.

Урок хімії у 8 класі. «____»_____________ 20___ р.

Розчинення. Розчинність речовин у воді.

Ціль. Розширити та поглибити уявлення учнів про розчини та процеси розчинення.

Освітні завдання: визначити, що таке розчин, розглянути процес розчинення – як фізико – хімічний процес; розширити уявлення про будову речовин та хімічні процеси, що відбуваються в розчинах; розглянути основні види розчинів.

Розвиваючі завдання: Продовжувати розвиток мовних навичок, спостережливості та вміння робити висновки на основі лабораторної роботи.

Виховні завдання: виховувати світогляд у учнів через вивчення процесів розчинності, оскільки розчинність речовин важлива характеристика приготування розчинів у побуті, медицині та інших важливих галузях промисловості та життя.

Хід уроку.

Що таке розчин? Як зробити розчин?

Досвід №1. У склянку з водою помістити кристал перманганату калію. Що спостерігаємо? Якого явища відноситься процес розчинення?

Досвід №2. Налити в пробірку 5 мл води. Потім додати 15 крапель концентрованої сірчаної кислоти (H2SO4конц.). Що спостерігаємо? (Відповідь: пробірка нагрілася, протікає екзотермічна реакція, отже, розчинення хімічного процесу).

Досвід №3. До пробірки з нітратом натрію додаємо 5 мл води. Що спостерігаємо? (Відповідь: пробірка стала холоднішою, протікає ендотермічна реакція, отже, розчинення хімічний процес).

Процес розчинення розглядають як фізико-хімічний процес.

Стор. 211 заповнити таблицю.

Ознаки порівняння	Фізична теорія	Хімічна теорія.
Прихильники теорії	Вант-Гофф, Арреніус, Оствальд	Менделєєв.
Визначення розчинення	Процес розчинення результат дифузії, тобто. проникнення розчиненої речовини у проміжки між молекулами води	Хімічна взаємодія розчиненої речовини з молекулами води
Визначення розчину	Однорідні суміші, що складаються із двох або більше однорідних частин.	Однорідна система, що складається з частинок розчиненої речовини, розчинника та продуктів їх взаємодії.

Розчинність твердих речовин у воді залежить:

Завдання: спостереження впливу температури на розчинність речовин.
Порядок виконання:
У пробірки №1 та №2 із сульфатом нікелю прилийте води (1/3 об'єму).
Пробірку з №1 нагрійте, дотримуючись техніки безпеки.
У якій із запропонованих пробірок №1 чи №2 процес розчинення протікає швидше?
Зробіть висновок вплив температури на розчинність речовин.

Рис.126 стор. 213

А) розчинність калію хлориду при 30 0С становить 40 г

при 65 0 Зскладає 50 г.

Б) розчинність сульфату каліюпри 40 0С становить 10 г

при 800С становить 20 р.

В) розчинність хлориду барію при 90 0С становить 60 г

при 0 0 Зскладає 30 г.

Завдання: спостереження впливу природи розчиненої речовини на розчинення.
Порядок виконання:
У 3 пробірки з речовинами: хлорид кальцію, гідроксид кальцію, карбонат кальцію, прилийте по 5 мл води, закрийте пробкою і добре струсіть для кращого розчинення речовини.
Яка із запропонованих речовин добре розчиняється у воді? Яке не розчиняється?
таким чином, процес розчинення залежить від природи розчиненої речовини:

Добре розчинні: (по три приклади)

Малорозчинні:

Практично нерозчинні:

3) Завдання: спостереження впливу природи розчинника на процес розчинення речовин.
Порядок виконання:
У 2 пробірки з мідним купоросом прилийте в 5 мл спирту (№1) та 5 мл води (№2),

закрийте пробкою і добре струсіть для кращого розчинення речовини.
Який із запропонованих розчинників добре розчиняє мідний купорос?
Зробіть висновок про вплив природи розчинника на процес розчинення та

здатності речовин розчинятися у різних розчинниках.

Види розчинів:

Насичений розчин - це розчин, в якому наданій температурі речовина більше не розчиняється.

Ненасичений - це розчин, у якому за даної температури речовина може ще розчинятися.

Пересичений - це розчин, в якому речовина може розчинятися тільки при підвищенні температури.

Якось уранці я проспав.
До школи швидко збирався:
Чай холодний наливав,
Цукор всипав, завадив,
Але не солодким він лишився.
Я ще досипав ложку,
Посолодшав він трохи.
Чай допив я до решти,
А в залишку стало солодко,
Цукор чекав мене на дні!
Став прикидати в думці -
Чому долі немилість?

Виновата – розчинність.

Виділіть види розчинів у вірші. Що потрібно зробити, щоб цукор повністю розчинився в чаї.

Фізико – хімічна теорія розчинів.

Розчинена речовина під час розчинення з водою утворює гідрати.

Гідрати це неміцні сполуки речовин з водою, що існують у розчині.

При розчиненні відбувається поглинання чи виділення теплоти.

У разі підвищення температури розчинність речовин збільшується.

Склад гідратів непостійний у розчинах і постійний у кристалогідратах.

Кристалогідрати - солі, до складу яких входить вода.

Мідний купорос CuSO4∙5H2O

Сода Na2CO3∙10H2O

Гіпс CaSO4∙2H2O

Розчинність калію хлориду у воді при 60 0С дорівнює 50г. Визначте масову частку солі у розчині, насиченому за вказаної температури.

Визначте розчинність калію сульфату при 80 0С. Визначте масову частку солі у розчині, насиченому за вказаної температури.

161 г глауберової солі розчинили у 180 л води. Визначте масову частку солі отриманому розчині.

Домашнє завдання. Параграф 35

Повідомлення.

Дивовижні властивості води;

Вода - найцінніша сполука;

Використання води у промисловості;

Штучне отримання прісної води;

Боротьба за чистоту води.

Презентація «Кристалогідрати», «Розчини - властивості, застосування».