Растворимость. Коэффициент растворимости

Растворение – процесс образования раствора из компонентов. Растворение представляет собой обратимый процесс, который при неизменности внешних условий достигает состояния равновесия.

Раствор, находящийся в состоянии равновесия с избытком растворенного вещества, называется насыщенным.

Концентрация насыщенного раствора – это равновесная концентрация, зависящая от природы растворителя, растворенного вещества и не зависящая от того, как раствор был приготовлен.

Способность вещества растворяться в определенном растворителе называется растворимостью этого вещества в данном растворителе.

Чаще всего характеризуют способность вещества растворяться в воде и под растворимостью вещества понимают растворимость в воде. Количесвенно растворимость вещества при определенных условиях может быть связана с концентрацией его насыщенного при данных условиях раствора, т.к. это – воспроизводящаяся величина. Принятыми способами выражения растворимости вещества в воде (или другом растворителе) является коэффициент растворимости.

Коэффициент растворимости показывает, какую массу вещества надо растворить при определенных условиях в 100 г воды (или в 1 литре воды), чтобы получить насыщенный при данных условиях раствор. При записи коэффициента растворимости обязательно указывается вещество, растворитель и внешние условия (для веществ в твердом состоянии обычно в качестве внешних условий указывают только температуру), например:

растворимость KNO₃при 20^oС равна 25 г в 100 г воды, или

растворимость KNO₃ в воде при 20^oС равна 250 г/ л.

По электропроводности растворов их делят на растворы электролитов – эти растворы проводят электрический ток – и растворы неэлектролитов, не обладающие электропроводностью.

Ненасыщенный раствор — раствор, в котором концентрация растворенного вещества меньше, чем в насыщенном растворе, и в котором при данных условиях можно растворить еще некоторое его количество.

Насыщенный раствор — раствор, в котором растворённое вещество при данных условиях достигло максимальной концентрации и больше не растворяется. Осадок данного вещества находится в равновесном состоянии с веществом в растворе.

Перекристаллиза́ция — метод очистки вещества, основанный на различии растворимости вещества в растворителе при различных температурах (обычно интервал температур от комнатной до температуры кипения растворителя, если растворитель — вода, или до какой-то более высокой температуры). ^[1]

Перекристаллизация подразумевает плохую растворимость вещества в растворителе при низких температурах, и хорошо — при высоких. При нагревании колбы вещество растворяется. После стадии адсорбции примесей (если это необходимо) активированным углём, охлаждении образуется перенасыщенный раствор, из которого растворённое вещество выпадает в виде осадка. После пропуска смеси через колбу Бунзена и воронку Бюхнера получаем очищенное растворённое вещество.^[1]

• Достоинство метода: высокая степень очистки.^[2]
• Недостаток метода: сильные потери вещества в ходе перекристаллизации: всегда часть растворённого вещества в осадок не выпадет, потери при перекристаллизации нередко составляют 40—50 %. ^[1]

Растворителем могут быть вода, уксусная кислота, этанол (95 %), метанол, ацетон, гексан, пентан — в зависимости от условий. ^[1]

Если растворителем является вода, то нагревание проводят в водяной бане. Охлаждение перенасыщенного раствора проводят с помощью водяного холодильника, если температура кипения растворителя ниже 130 градусов, если выше — с помощью воздушного холодильника. ^[1]

29 вопрос

Концентрацию веществ в растворах можно выразить разными способами. На этой страничке вы с ними познакомитесь. Наиболее часто используют массовую долю растворённого вещества, молярную и нормальную концентрацию.

Массовая доля растворённого вещества w(B) - это безразмерная величина, равная отношению массы растворённого вещества к общей массе раствора m:

w(B)= m(B) / m

Молярная концентрация C(B) показывает, сколько моль растворённого вещества содержится в 1 литре раствора.

C(B) = n(B) / V = m(B) / (M(B) · V),

где М(B) - молярная масса растворенного вещества г/моль.

Нормальность раствора обозначает число грамм-эквивалентов данного вещества в одном литре раствора или число миллиграмм-эквивалентов в одном миллилитре раствора.
Грамм - эквивалентом вещества называется количество граммов вещества, численно равное его эквиваленту. Для сложных веществ - это количество вещества, соответствующее прямо или косвенно при химических превращениях 1 грамму водорода или 8 граммам кислорода.
Э_{основания} = М_{основания} / число замещаемых в реакции гидроксильных групп
Э_{кислоты} = М_{кислоты} / число замещаемых в реакции атомов водорода
Э_соли = М_соли / произведение числа катионов на его заряд