6 GALVENIE FAKTORI, KAS IETEKMĒ ŠĶĪDĪBU - ĶĪMIJA - 2025

Galvenie faktori, kas ietekmē šķīdību, ir polaritāte, kopējais jonu efekts, temperatūra, spiediens, izšķīdušās vielas raksturs un mehāniskie faktori. Šķīdība ir cietas, šķidras vai gāzveida ķīmiskas vielas (ko sauc par izšķīdušo vielu) spēja izšķīst šķīdinātājā (parasti šķidrumā) un veidot šķīdumu.

Vielas šķīdība galvenokārt ir atkarīga no izmantotā šķīdinātāja, kā arī no temperatūras un spiediena. Vielas šķīdību noteiktā šķīdinātājā mēra pēc piesātinātā šķīduma koncentrācijas.

Šķīdumu uzskata par piesātinātu, ja papildu izšķīdināta viela vairs nepalielina šķīduma koncentrāciju.

Šķīdības pakāpe ļoti atšķiras atkarībā no vielām, sākot ar bezgalīgi šķīstošu (pilnīgi sajaucamu), piemēram, etanolu ūdenī, līdz viegli šķīstošam, piemēram, sudraba hlorīdam ūdenī. Terminu “nešķīstošs” bieži lieto slikti šķīstošiem savienojumiem (bezriņķu, SF).

Dažas vielas šķīst visās proporcijās ar doto šķīdinātāju, piemēram, etanolu ūdenī, šo īpašību sauc par sajaukšanos.

Dažādos apstākļos līdzsvara šķīdību var pārsniegt, lai iegūtu tā saukto pārsātinātu šķīdumu (Šķīdība, SF).

Galvenie faktori, kas ietekmē šķīdību

1- polaritāte

Vairumā gadījumu izšķīdinātie materiāli izšķīst šķīdinātājos, kuriem ir līdzīga polaritāte. Ķīmiķi izmanto populāro aforismu, lai aprakstītu šo izšķīdušo vielu un šķīdinātāju īpašību: "tāpat izšķīst, piemēram".

Nepolāri izšķīdināti materiāli nešķīst polāros šķīdinātājos un otrādi (Izglītība tiešsaistē, SF).

2 - kopējā jona ietekme

Parastais jonu efekts ir termins, kas raksturo jonu savienojuma šķīdības samazināšanos, kad maisījumam pievieno sāli, kas satur jonu, kas jau pastāv ķīmiskajā līdzsvarā.

Šo efektu vislabāk var izskaidrot ar Le Châtelier principu. Iedomājieties, ja ūdenim tika pievienots viegli šķīstošs jonu savienojums - kalcija sulfāts - CaSO ₄ . Neto jonu vienādojums iegūtajam ķīmiskajam līdzsvaram ir šāds:

CaSO4 (-i) ⇌Ca2 + (aq) + SO42− (aq)

Kalcija sulfāts ir nedaudz šķīstošs. Līdzsvara stāvoklī lielākā daļa kalcija un sulfāta pastāv cietā veidā kalcija sulfāta veidā.

Pieņemsim, ka šķīdumam tika pievienots šķīstošais jonu savienojums - vara sulfāts (CuSO ₄ ). Vara sulfāts šķīst; Tāpēc tā vienīgā galvenā ietekme uz neto jonu vienādojumu ir vairāk sulfātu jonu (SO ₄ ² ) pievienošanas.

CuSO4 (s) ⇌Cu2 + (aq) + SO42− (aq)

No vara sulfāta atdalītie sulfātu joni jau ir (kopīgi) maisījumā no nelielas kalcija sulfāta disociācijas.

Tāpēc šis sulfātu jonu pievienojums uzsver iepriekš izveidoto līdzsvaru.

Le Chatelier princips nosaka, ka papildu stress šajā līdzsvara produkta pusē rada līdzsvara pāreju pret reaģentu pusi, lai mazinātu šo jauno stresu.

Sakarā ar pāreju uz reaģējošo pusi, nedaudz šķīstošā kalcija sulfāta šķīdība tiek vēl vairāk samazināta (Erica Tran, 2016).

3 - Temperatūra

Temperatūra tieši ietekmē šķīdību. Lielākajai daļai jonu cietvielu temperatūras paaugstināšanās palielina to, cik ātri var pagatavot šķīdumu.

Palielinoties temperatūrai, cietās daļiņas pārvietojas ātrāk, kas palielina iespēju, ka tās mijiedarbosies ar vairākām šķīdinātāja daļiņām. Tā rezultātā palielinās šķīduma ražošanas ātrums.

Temperatūra var arī palielināt izšķīdinātā daudzuma daudzumu, ko var izšķīdināt šķīdinātājā. Vispārīgi runājot, temperatūrai paaugstinoties, izšķīst vairāk šķīstošo daļiņu.

Piemēram, galda cukura pievienošana ūdenim ir vienkārša risinājuma iegūšanas metode. Kad šo šķīdumu uzkarsē un pievieno cukuru, tiek konstatēts, ka, temperatūrai turpinoties paaugstināties, var pievienot lielu daudzumu cukura.

Iemesls tam ir tas, ka, paaugstinoties temperatūrai, starpmolekulārie spēki var vieglāk sadalīties, ļaujot vairāk šķīdinātāju daļiņām piesaistīt šķīstošās daļiņas.

Tomēr ir arī citi piemēri, kad temperatūras paaugstināšanai ir ļoti maza ietekme uz to, cik daudz izšķīdušās vielas var izšķīdināt.

Galda sāls ir labs piemērs: ledus ūdenī jūs varat izšķīdināt apmēram tikpat daudz galda sāls kā verdošā ūdenī.

Visām gāzēm, paaugstinoties temperatūrai, samazinās šķīdība. Šīs parādības izskaidrošanai var izmantot kinētisko molekulāro teoriju.

Palielinoties temperatūrai, gāzes molekulas pārvietojas ātrāk un spēj izkļūt no šķidruma. Pēc tam samazinās gāzes šķīdība.

1. attēls: šķīdības un temperatūras grafiks.

Aplūkojot zemāk redzamo diagrammu, amonjaka gāze, NH3, uzrāda izteiktu šķīdības samazināšanos, temperatūrai paaugstinoties, savukārt visas jonu cietās vielas parāda šķīdības palielināšanos, paaugstinoties temperatūrai (CK-12 pamats, SF) .

4 - spiediens

Otrais faktors, spiediens, ietekmē gāzes šķīdību šķidrumā, bet nekad cietas vielas, kas izšķīst šķidrumā.

Kad spiedienam tiek pielietota gāze, kas atrodas virs šķīdinātāja virsmas, gāze iekļūs šķīdinātājā un aizņem dažas vietas starp šķīdinātāja daļiņām.

Labs piemērs ir gāzēta soda. Tiek izdarīts spiediens, lai piespiestu CO2 molekulas soda. Tāpat ir arī pretēji. Kad gāzes spiediens samazinās, samazinās arī šīs gāzes šķīdība.

Atverot sodas kannu, spiediens sodas nokrītas, tāpēc gāze nekavējoties sāk izdalīties no šķīduma.

Izdalās sodas uzkrātais oglekļa dioksīds, un uz šķidruma virsmas var redzēt dzirksteles. Ja kādu laiku atstājat atvērtu sodas kannu, varat pamanīt, ka dzēriens oglekļa dioksīda zuduma dēļ kļūst lēzenāks.

Šis gāzes spiediena koeficients ir izteikts Henrija likumos. Henrija likumi nosaka, ka noteiktā temperatūrā gāzes šķīdība šķidrumā ir proporcionāla gāzes daļējam spiedienam virs šķidruma.

Henrija likuma piemērs rodas niršanā. Kad cilvēks ienirst dziļā ūdenī, spiediens palielinās un asinīs izšķīst vairāk gāzu.

Paceļoties no dziļa ūdens niršanas, ūdenslīdējam ir jāatgriežas ūdens virsmā ļoti lēnā ātrumā, lai visas izšķīdušās gāzes varētu ļoti lēni atstāt asinis.

Ja cilvēks paceļas pārāk ātri, ārkārtas situācija var rasties tāpēc, ka gāzes pārāk ātri iziet no asinīm (Papapodcasts, 2010).

5- izšķīdinātā viela

Šķīduma un šķīdinātāja raksturs un citu ķīmisko vielu klātbūtne šķīdumā ietekmē šķīdību.

Piemēram, ūdenī var izšķīdināt vairāk cukura nekā ūdenī sāli. Šajā gadījumā tiek sacīts, ka cukurs šķīst labāk.

Etanols ūdenī pilnīgi šķīst viens ar otru. Šajā konkrētajā gadījumā šķīdinātājs būs savienojums, kas atrodams lielākā daudzumā.

Svarīgs faktors ir arī izšķīdušās vielas lielums. Jo lielākas ir izšķīdušās molekulas, jo lielāks ir tās molekulmasa un lielums. Šķīdinātāju molekulām ir grūtāk apņemt lielākas molekulas.

Ja visi iepriekš minētie faktori tiek izslēgti, var secināt, ka lielākas daļiņas parasti ir mazāk šķīstošas.

Ja spiediens un temperatūra ir tāda pati kā starp diviem vienas un tās pašas polaritātes šķīdinātājiem, tas, kurā ir mazākas daļiņas, parasti ir labāk šķīstošs (faktori, kas ietekmē šķīdību, SF).

6 - mehāniskie faktori

Pretstatā izšķīšanas ātrumam, kas galvenokārt ir atkarīgs no temperatūras, pārkristalizācijas ātrums ir atkarīgs no izšķīdušās vielas koncentrācijas uz kristāla režģa virsmas, kas ir labvēlīga, ja šķīdums ir nekustīgs.

Tāpēc šķīduma sajaukšana novērš šo uzkrāšanos, maksimāli palielinot izšķīšanu. (piesātinājuma tipi, 2014).

Atsauces

1. (SF). Šķīdība. Atgūts no vietnes saistītais vietne.com.
2. CK-12 fonds. (SF). Šķīdību ietekmējošie faktori. Atgūts no ck12.org.
3. Izglītība tiešsaistē. (SF). Faktoru ietekmējošie faktori. Atgūts no solubilityofthings.com.
4. Erica Tran, DL (2016, 28. novembris). Šķīdība un šķīdību ietekmējošie faktori. Atgūts no chem.libretexts.org.
5. Šķīdību ietekmējošie faktori. (SF). Atgūts no zinātnes avota.pearsoncanada.ca.
6. (2010, 1. marts). Šķīdību ietekmējošie faktori 4. daļa. Atgūts no vietnes youtube.com.
7. Šķīdība. (SF). Atgūts no chemed.chem.purdue.ed.
8. piesātinājuma tipi. (2014, 26. jūnijs). Atgūts no ķīmijas libretex.org.