Зависимость растворимости от природы растворителя, температуры и давления.

Способностью вещества переходить в раствор (растворяться) является его растворимость (концентрация насыщенного раствора). На растворимость влияют множественные факторы: природа вещества, характер растворителя, внешние условия (температура, давление). Разделяют:

• малорастворимые вещества (растворимость менее 1 г на 100 г воды). Относят гипс, гашеную известь.
• нерастворимые вещества (менее 0,1 г на 100 г воды). Относят: сульфат бария, бромид серебра, карбонат кальция;
• легкорастворимые вещества (более 10 г на 100 г воды). К таким относят: поваренную соль, медный купорос, аммиак).

Необходимо помнить, что абсолютно нерастворимых веществ не бывает.

Влияние природы на растворимость веществ.

Издавна существовало правило: подобное растворяется в подобном. Т.е. спирты в спиртах, водные растворы – в воде, полярные соединения (альдегиды и т.д.) – в полярных растворах.

Растворимость газовых смесей в жидкостях варьируется в широких диапазонах. Например, в 100 объемах воды может раствориться 2 объема H₂, 3 объема O₂ и 700 объемов NH₃.

Растворимость жидкостей в жидкостях зависит всецело от природы веществ. Модно выделить 3 класса жидкостей:

1. Жидкости, которые неограниченно растворяются друг в друге (воды – спирт, вода – уксусная кислота);

2. Жидкости, которые почти не растворяются друг в друге (вода – ртуть, бензол);

3. Жидкости, которые ограниченно растворяются друг в друге (вода – эфир, амин и т.д.).

Растворимость твердых веществ в жидких средах зависит от характера химической связи в кристаллической решетке. Молекулярные структуры имеют малую растворимость в воде, ковалентные неполярные соединения – не растворимы, а ковалентные полярные – растворяются.

Неорганические соли имеют различную растворимость в воде. Например, соли азотной и азотистой кислот, подавляющее большинство фторидов, бромидов и иодидов также хорошо растворимы, а вот соли угольной кислоты (кроме солей щелочных металлов и NH₄⁺) – имеют малую растворимость.

Влияние температуры на растворимость веществ.

Существует основное правило: с повышением температуры растворимость всех твердых веществ повышается.

Приведенная зависимость показывает, что с повышением температуры растворимость данных содей увеличивается. Растворимость NaCl изменяется мало, о чем свидетельствует график.

Взаимная растворимость твердых веществ и жидкостей повышается с увеличением температуры. Ограниченная растворимость может перейти в неограниченную и наоборот.

Критическая температура растворения – такая температура, выше или ниже которой жидкости смешиваются между собой в неограниченных количествах.

Растворимость газов в жидкостях с повышением температуры уменьшается, а с понижением увеличивается..

Примеры растворимости газов при различных температурах.

Влияние давления на растворимость веществ.

На растворимость газов больше влияние оказывает давление. При конкретных температуре и давлении газ растворяется до тех пор, пока скорость отрыва молекул газа от поверхности не станет равной скорости, с которой молекулы газа проникают в жидкость. В этот момент устанавливается равновесие, и жидкость становится насыщенным газом.

Зависимость растворимости газов описывается законом Генри:

При постоянной температуре растворимость газа в жидкости прямо пропорциональна его давлению над жидкостью:

C(X) = Kr·P(X),

где С(Х) – концентрация газа в насыщенном растворе, моль/л;

K_r – постоянная Генри моль·л^-1·Па^-1;

Р(Х) – давление газа над раствором, Па.

Также вещества могут взаимно влиять друг на друга. Если раствор содержит электролиты, то вещества растворяются намного хуже, чем в простой воде.

Уменьшение растворимости газов в присутствие электролитов объясняется гидратацией ионов, вследствие чего понижается концентрация свободных молекул воды.