Acțiune:
Cei 6 factori care afectează solubilitatea principală
Principalele factori care afectează solubilitatea ele sunt polaritatea, efectul ionului comun, temperatura, presiunea, natura solutului și factorii mecanici.
Solubilitatea este capacitatea unei substanțe chimice solide, lichide sau gazoase (numită substanța dizolvată) de a se dizolva în solvent (de obicei lichid) și a forma o soluție.
Solubilitatea unei substanțe depinde în principal de solventul utilizat, precum și de temperatură și presiune. Solubilitatea unei substanțe într-un anumit solvent este măsurată prin concentrația soluției saturate.
O soluție este considerată saturată atunci când adăugarea de solutară suplimentară nu mărește concentrația soluției.
Gradul de solubilitate variază foarte mult în funcție de substanțe, de la infinit solubil (complet miscibil), cum ar fi etanolul în apă, până la slab solubil, cum ar fi clorura de argint în apă. Termenul "insolubil" este adesea aplicat compușilor slab solubili (Boundless, S.F.).
Anumite substanțe sunt solubile în toate proporțiile cu un solvent dat, cum ar fi etanolul în apă, această proprietate este cunoscută ca miscibilitate.
În diferite condiții, solubilitatea în echilibru poate fi depășită pentru a se obține o soluție numită suprasaturată (Solubility, S.F.).
Principalii factori care afectează solubilitatea
1- Polaritate
În cele mai multe cazuri, substanțele dizolvate se dizolvă în solvenți care au o polaritate similară. Chimistii folosesc un aforism popular pentru a descrie aceasta caracteristica a substantelor dizolvate si solventi: "se dizolva asemanator".
Soluiții ne-polari nu se dizolvă în solvenți polari și invers (Educating online, S.F.).
2- Efectul ionului comun
Efectul ionic comun este un termen care descrie scăderea solubilității unui compus ionic atunci când o sare care conține un ion care există deja în echilibrul chimic este adăugată la amestec.
Acest efect este cel mai bine explicat prin principiul Le Châtelier. Imaginați-vă dacă sulfatul de calciu ușor solubil compus ionic, CaSO4, se adaugă în apă. Ecuația ionică netă pentru echilibrul chimic rezultat este după cum urmează:
CaSO4 (s) ⇌Ca2 + (aq) + SO42- (aq)
Sulfatul de calciu este puțin solubil. În echilibru, cea mai mare parte a calciului și sulfatului există în formă solidă de sulfat de calciu.
Să presupunem că compusul ionic solubil sulfat de cupru (CuSO4) a fost adăugată la soluție. Sulfatul de cupru este solubil; Prin urmare, singurul său efect important în ecuația net ionică este adăugarea de ioni de sulfat mai mulți (SO42-).
CuSO4 (s) ⇌Cu2 + (aq) + SO42- (aq)
S-au disociat ionii de sulfat de cupru sulfat de cupru (obișnuiți) în amestec, datorită ușoară disociere a sulfatului de calciu.
Prin urmare, această adăugare de ioni de sulfat pune accentul pe echilibrul stabilit anterior.
Principiul Le Chatelier dictează că efortul suplimentar pe această parte a produsului de echilibru are ca rezultat schimbarea echilibrului față de partea reactanților pentru a atenua această nouă tensiune.
Datorită schimbării către partea reactivă, solubilitatea sulfatului de calciu ușor solubil este redusă în continuare (Erica Tran, 2016).
- Temperatura
Temperatura are un efect direct asupra solubilității. Pentru majoritatea substanțelor solide ionice, creșterea temperaturii crește viteza cu care se poate realiza soluția.
Pe măsură ce crește temperatura, particulele solidului se deplasează mai repede, ceea ce crește șansele ca acestea să interacționeze cu mai multe particule ale solventului. Aceasta are ca rezultat creșterea vitezei cu care se produce o soluție.
Temperatura poate de asemenea să crească cantitatea de substanță dizolvată care poate fi dizolvată într-un solvent. În general, pe măsură ce crește temperatura, se dizolvă mai multe particule dizolvate.
De exemplu, atunci când zahărul de masă se adaugă în apă, este o metodă ușoară de a face o soluție. Atunci când această soluție este încălzită și zahărul continuă să fie adăugat, se constată că pot fi adăugate cantități mari de zahăr, pe măsură ce temperatura continuă să crească.
Motivul pentru aceasta este că, pe măsură ce crește temperatura, forțele intermoleculare se pot descompune mai ușor, permițând atrăgării mai multor particule de substanță solubilă la particulele de solvent.
Există însă și alte exemple, în cazul în care creșterea temperaturii are un efect foarte redus asupra cantității de substanță dizolvată poate fi dizolvată.
Sarea de masă este un bun exemplu: puteți dizolva aproape aceeași cantitate de sare de masă în apă cu gheață, după cum puteți în apă fiartă.
Pentru toate gazele, pe măsură ce crește temperatura, solubilitatea scade. Teoria moleculară cinetică poate fi folosită pentru a explica acest fenomen.
Pe măsură ce crește temperatura, moleculele de gaz se mișcă mai repede și pot scăpa din lichid. Apoi, solubilitatea gazului scade.
Observarea graficul de mai jos, amoniacul gazos, NH3, prezintă o puternică scădere a solubilității măsură ce temperatura crește, în timp ce toate solidele ionice arată solubilitate crescută odată cu creșterea temperaturii (Fundația CK-12, SF) .
4- Presiune
Al doilea factor, presiunea, afectează solubilitatea unui gaz într-un lichid, dar niciodată un solid care se dizolvă într-un lichid.
Atunci când presiunea este aplicată la un gaz care este deasupra suprafeței unui solvent, gazul solvent se va deplasa și prelua unele dintre spațiile dintre particulele de solvent.
Un exemplu bun este sifonul carbonatat. Presiunea este aplicată pentru a forța moleculele de CO2 din sifon. Opusul este, de asemenea, adevărat. Când presiunea gazului scade, solubilitatea gazului respectiv scade.
Atunci când se deschide o cutie de băuturi carbogazoase, presiunea din sifon este coborâtă, astfel încât gazul să înceapă imediat să iasă din soluție.
Bioxidul de carbon stocat în sifon este eliberat și puteți vedea efervescența pe suprafața lichidului. Dacă lăsați o cutie deschisă de sodă pentru o perioadă de timp, puteți observa că băutura devine plată datorită pierderii dioxidului de carbon.
Acest factor de presiune a gazului este exprimat în legea lui Henry. legea lui Henry afirmă că, la o temperatură dată, solubilitatea unui gaz într-un lichid este proporțională cu presiunea parțială a gazului asupra lichidului.
Un exemplu de lege a lui Henry are loc în scufundări. Când o persoană este scufundată în apă adâncă, presiunea crește și mai multe gaze se dizolvă în sânge.
În timp ce urca scufundarea în apă adâncă, scafandrul trebuie să revină la suprafața apei, la o viteză foarte redusă pentru a permite tuturor gazelor dizolvate să vină de sânge foarte lent.
Dacă o persoană urcă prea repede, poate apărea o urgență medicală din cauza gazelor care părăsesc sângele prea repede (Papapodcasts, 2010).
5- Natura solutului
Natura solutului și a solventului și prezența altor compuși chimici în soluție afectează solubilitatea.
De exemplu, puteți dizolva o cantitate mai mare de zahăr în apă, decât sarea în apă. În acest caz, se spune că zahărul este mai solubil.
Etanolul în apă este complet solubil unul cu celălalt. În acest caz particular, solventul va fi compusul care este în cantitate mai mare.
Dimensiunea solutului este, de asemenea, un factor important. Cu cât moleculele solubile sunt mai mari, cu atât sunt mai mari greutatea moleculară și dimensiunea lor. Este mult mai dificil ca moleculele de solvenți să înconjoară molecule mai mari.
Dacă toți factorii menționați mai sus sunt excluși, se poate constata o regulă generală că particulele mai mari sunt, în general, mai puțin solubile.
Dacă presiunea și temperatura sunt aceleași ca și între două soluți de aceeași polaritate, care are particule mai mici, este de obicei mai solubile (Factori care afectează Dizolvare, S.F.).
6 - Factori mecanici
Spre deosebire de viteza de dizolvare, care depinde în principal de temperatura, viteza de recristalizare depinde de concentrația solutului pe suprafața rețelei cristaline, în cazul în care este favorizată atunci când o soluție este nemișcat.
Prin urmare, agitarea soluției evită această acumulare, maximizând dizolvarea. (vârfuri de saturație, 2014).
referințe
- (S.F.). solubilitate. Adus de la links.ro.
- Fundația CK-12. (S.F.). Factorii care afectează solubilitatea. Adus de la ck12.org.
- Educarea online. (S.F.). Factorii care afectează solubilitatea. Adus de la solubilityofthings.com.
- Erica Tran, D. L. (2016, 28 noiembrie). Solubilitatea și factorii care afectează solubilitatea. Adus de la chem.libretexts.org.
- Factorii care afectează solubilitatea. (S.F.). Adus de la sciencesource.pearsoncanada.ca.
- (2010, 1 martie). Factorii care afectează solubilitatea Partea 4. Adus de pe youtube.com.
- solubilitate. (S.F.). Adus de la chemed.chem.purdue.ed.
- vârfuri de saturație. (2014, 26 iunie). Adus de la chimie libretex.org.