3. Фактори розчинності
Розчинність залежить від деяких факторів.
Залежність розчинності речовин від їх природи речовин
Залежність розчинності речовин від їх природи можна описати емпіричним правилом: подібне розчиняється в подібному. Як правило, речовини іонної природи (солі, луги) або речовини, молекули яких є полярними (кислоти), добре розчиняються у полярних розчинниках, наприклад у воді.
35
Органічні речовини, молекули яких є полярними (спирти, карбонові кислоти, альдегіди), розчиняються у воді, якщо їх вуглеводневий радикал (гідрофобна частина) невеликий. Зі збільшенням довжини вуглеводневого радикалу розчинність цих речовин у воді зменшується. Із гомологічного ряду насичених одноатомних спиртів добре розчиняються у воді перші три сполуки: метанол, етанол, пропанол. Із гомологічного ряду насичених карбонових кислот у воді розчиняються всі кислоти до пальмітинової C15Н31CООН. Це пов'язано з великою полярністю молекул кислот, та більшим числом водневих зв'язків, які утворюють молекули органічних кислот з водою, порівняно із спиртами.
Речовини молекулярної неполярної будови добре розчиняються в неполярних або малополярних розчинниках, погано – у воді (йод розчиняється в органічних розчинниках і не розчиняється у воді).
Залежність розчинності від температури
Розчинність більшості твердих речовин з підвищенням температури збільшується. Наприклад, розчинність хлориду натрію NaCl з підвищенням температури зростає незначно, сульфату магнію MgSO4 – більш помітно, а нітрату калію KNO3 – значно.
Взаємна розчинність рідин зростає з підвищенням температури. Це збільшення триває до того часу, поки температура не досягне значень, за яких рідини змішуються в будь-яких пропорціях.
Розчинність газів, навпаки, зменшується з підвищення температури. Якщо налити в стакан холодної води і поставити на стіл, через деякий час на його стінках з’являться бульки газу. Це пояснюється тим, що при збільшенні температури розчинність газів у воді зменшилась і вони виділилися.
Залежність розчинності від тиску
Тиск впливає лише на розчинність газів. У разі збільшення тиску їх розчинність зростає, зменшення – знижується. Якщо відкрити пляшку з мінеральною водою, де оксид вуглецю (IV) розчинено за умов підвищеного тиску, тиск у пляшці знизиться, розчинність газу CO2 зменшиться і він виділиться з розчину – вода ніби закипить.
4. Способи вираження концентрації розчинів
Розрізняють такі концентрації речовини в розчині: молярну, масову, об'ємну.
Молярна концентрація розчиненої речовини – це фізична величина, що визначається відношенням кількості розчиненої речовини до об'єму розчину.
Наведемо приклади назв розчинів різної молярної концентрації, моль/л:
1,000 (1 М) – молярний
2,000 (2 М) – двомолярний
0,100 (0,1 М) – децимолярний
36
Масова концентрація розчиненої речовини – це фізична величина, що визначається відношенням маси розчиненої речовини до об'єму розчину.
Молярна та масова концентрації розчиненої речовини в розчині пов'язані співвідношенням:
Слід звернути увагу, що масова концентрація речовини позначається тією ж літерою, що й густина. У разі розрахунку масової концентрації речовини в однокомпонентній системі (тобто чистої речовини) ці поняття ("масова концентрація" і "густина речовини") збігаються.
Часто поняття "масова концентрація" використовують неправильно, маючи на увазі масову частку речовини в розчині.
Об'ємна концентрація розчиненої речовини – це фізична величина, що визначається відношенням об'єму розчиненої речовини до об'єму розчину.
Розрізняють також частки розчинених речовини: молярну, масову та об'ємну. Найбільш вживаною є масова частка.
Молярна частка розчиненої речовини – це фізична величина, що визначається відношенням кількості розчиненої речовини до суми кількостей усіх компонентів розчину.
Масова частка розчиненої речовини – це фізична величина, що визначається відношенням маси розчиненої речовини до маси всього розчину.
Раніше цю величину називали процентною концентрацією розчину. Зараз міжнародний союз з чистої та прикладної хімії IUPAC рекомендує замість процентної концентрації розчинів використовувати поняття "масова частка розчиненої речовини".
Слід звернути увагу, що ця величина тотожна з масовою часткою речовини в суміші.
Водні розчини з різною масовою часткою розчиненої речовини мають різну густину.
Об'ємна частка розчиненої речовини – це фізична величина, що визначається відношенням об'ємну розчиненої речовини до суми вихідних об'ємів усіх компонентів розчину.
Слід звернути увагу, що коли сума вихідних об'ємів усіх компонентів розчинів дорівнює об'єму утвореного розчину, то об'ємна частка тотожна об'ємній концентрації розчину.