ความสามารถในการละลายของสาร: ตาราง. ความสามารถในการละลายของสารในน้ำ

2024 ผู้เขียน: Angel Austin | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 05:43

ในชีวิตประจำวันคนไม่ค่อยเจอสารบริสุทธิ์ รายการส่วนใหญ่เป็นของผสมของสาร

สารละลายเป็นส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งส่วนประกอบต่างๆ ผสมกันอย่างเท่าเทียมกัน มีหลายประเภทตามขนาดอนุภาค: ระบบหยาบ สารละลายโมเลกุล และระบบคอลลอยด์ ซึ่งมักเรียกว่าโซล บทความนี้กล่าวถึงวิธีแก้ปัญหาระดับโมเลกุล (หรือความจริง) ความสามารถในการละลายของสารในน้ำเป็นหนึ่งในเงื่อนไขหลักที่ส่งผลต่อการก่อตัวของสารประกอบ

ความสามารถในการละลายของสาร: มันคืออะไรและทำไมจึงจำเป็น

เพื่อให้เข้าใจหัวข้อนี้ คุณต้องรู้ว่าสารละลายและความสามารถในการละลายของสารคืออะไร พูดง่ายๆ คือ ความสามารถของสารในการรวมตัวกับสารอื่นๆ และสร้างส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน จากมุมมองทางวิทยาศาสตร์สามารถพิจารณาคำจำกัดความที่ซับซ้อนมากขึ้นได้ ความสามารถในการละลายของสารคือความสามารถในการสร้างองค์ประกอบที่เป็นเนื้อเดียวกัน (หรือต่างกัน) ด้วยสารอย่างน้อยหนึ่งชนิดที่มีการกระจายส่วนประกอบ สารและสารประกอบมีหลายประเภท:

• ทันที;
• ละลายได้ไม่ดี;
• ละลายได้

การวัดความสามารถในการละลายของสารคืออะไร

เนื้อหาของสารในส่วนผสมอิ่มตัวเป็นตัววัดความสามารถในการละลายของสาร ดังที่ได้กล่าวมาแล้วสำหรับสารทั้งหมดจะแตกต่างกัน ละลายได้คือสิ่งที่สามารถเจือจางตัวเองได้มากกว่า 10 กรัมในน้ำ 100 กรัม ประเภทที่สองน้อยกว่า 1 กรัมภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน ที่ไม่ละลายน้ำในทางปฏิบัติคือส่วนผสมที่ผ่านส่วนประกอบน้อยกว่า 0.01 กรัม ในกรณีนี้ สารไม่สามารถถ่ายเทโมเลกุลของมันไปยังน้ำได้

สัมประสิทธิ์การละลายคืออะไร

สัมประสิทธิ์การละลาย (k) เป็นตัวบ่งชี้มวลสูงสุดของสาร (g) ที่สามารถเจือจางในน้ำ 100 กรัมหรือสารอื่นได้

ตัวทำละลาย

กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับตัวทำละลายและตัวถูกละลาย อันแรกแตกต่างตรงที่ในตอนแรกมันอยู่ในสถานะการรวมตัวเดียวกันกับของผสมสุดท้าย ตามกฎแล้วจะต้องถ่ายในปริมาณที่มากขึ้น

อย่างไรก็ตาม หลายคนรู้ดีว่าน้ำมีส่วนสำคัญในวิชาเคมี มีกฎแยกต่างหากสำหรับมัน สารละลายที่มี H₂O เรียกว่าสารละลายที่เป็นน้ำ เมื่อพูดถึงสิ่งเหล่านี้ ของเหลวจะเป็นตัวสกัดแม้ว่าจะอยู่ในปริมาณที่น้อยกว่าก็ตาม ตัวอย่างคือสารละลายกรดไนตริก 80% ในน้ำ สัดส่วนที่นี่ไม่เท่ากัน แม้ว่าสัดส่วนของน้ำจะน้อยกว่ากรด แต่ก็ไม่ถูกต้องที่จะเรียกสารเป็นสารละลาย 20% ของน้ำในกรดไนตริก

มีส่วนผสมที่ขาด H₂O. พวกเขาจะแบกชื่อไม่ใช่น้ำ สารละลายอิเล็กโทรไลต์ดังกล่าวเป็นตัวนำไอออนิก ประกอบด้วยสารสกัดเดี่ยวหรือสารผสม ประกอบด้วยไอออนและโมเลกุล ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ยา การผลิตสารเคมีในครัวเรือน เครื่องสำอาง และพื้นที่อื่นๆ พวกเขาสามารถรวมสารที่ต้องการหลายชนิดที่มีความสามารถในการละลายต่างกัน ส่วนประกอบของผลิตภัณฑ์หลายชนิดที่ใช้ภายนอกอาคารเป็นแบบไม่ชอบน้ำ กล่าวอีกนัยหนึ่งพวกเขาไม่สามารถโต้ตอบกับน้ำได้ดี ในของผสมดังกล่าว ตัวทำละลายอาจระเหยได้, ไม่ระเหยหรือรวมกัน สารอินทรีย์ในกรณีแรกละลายไขมันได้ดี สารระเหย ได้แก่ แอลกอฮอล์ ไฮโดรคาร์บอน อัลดีไฮด์ และอื่นๆ มักรวมอยู่ในสารเคมีในครัวเรือน ไม่ระเหยมักใช้สำหรับการผลิตขี้ผึ้ง ได้แก่ น้ำมันไขมัน พาราฟินเหลว กลีเซอรีน และอื่นๆ รวมเป็นส่วนผสมของสารระเหยและไม่ระเหยเช่นเอทานอลกับกลีเซอรีน, กลีเซอรีนกับไดเมกไซด์ พวกเขาอาจมีน้ำด้วย

ประเภทของสารละลายตามระดับความอิ่มตัว

สารละลายอิ่มตัวคือส่วนผสมของสารเคมีที่มีความเข้มข้นสูงสุดของสารหนึ่งตัวในตัวทำละลายที่อุณหภูมิหนึ่ง มันจะไม่ขยายพันธุ์ต่อไป ในการเตรียมสารที่เป็นของแข็งจะสังเกตเห็นการตกตะกอนซึ่งอยู่ในสมดุลแบบไดนามิกด้วย แนวคิดนี้หมายถึงสถานะที่คงอยู่ในเวลาอันเนื่องมาจากการไหลพร้อมกันในสองทิศทางตรงกันข้าม (ปฏิกิริยาไปข้างหน้าและย้อนกลับ) ที่ความเร็วเท่ากัน

ถ้าเป็นสารที่อุณหภูมิคงที่ยังสามารถย่อยสลายได้ ดังนั้นสารละลายนี้จึงไม่อิ่มตัว พวกเขามีความเสถียร แต่ถ้าคุณเติมสารต่อไป มันจะเจือจางในน้ำ (หรือของเหลวอื่นๆ) จนกว่าจะถึงความเข้มข้นสูงสุด

อีกลุค - อิ่มเกิน ประกอบด้วยตัวละลายมากกว่าที่อุณหภูมิคงที่ เนื่องจากอยู่ในสมดุลที่ไม่เสถียร ผลกระทบทางกายภาพกับพวกมันทำให้เกิดการตกผลึก

คุณจะบอกสารละลายอิ่มตัวจากสารละลายที่ไม่อิ่มตัวได้อย่างไร

ทำง่ายนิดเดียว หากสารเป็นของแข็ง จะเห็นตะกอนในสารละลายอิ่มตัว ในกรณีนี้ สารสกัดสามารถข้นได้ เช่น ในองค์ประกอบอิ่มตัว น้ำที่เติมน้ำตาล

แต่ถ้าเปลี่ยนเงื่อนไขเพิ่มอุณหภูมิจะไม่ถูกพิจารณา อิ่มตัวเนื่องจากที่อุณหภูมิสูงกว่าความเข้มข้นสูงสุดของสารนี้จะเป็นอย่างอื่น

ทฤษฎีปฏิสัมพันธ์ของส่วนประกอบในการแก้ปัญหา

มีสามทฤษฎีเกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์ขององค์ประกอบในส่วนผสม: ทางกายภาพ เคมี และสมัยใหม่ ผู้เขียนคนแรกคือ Svante August Arrhenius และ Wilhelm Friedrich Ostwald พวกเขาสันนิษฐานว่าเนื่องจากการแพร่ขยาย อนุภาคของตัวทำละลายและตัวถูกละลายถูกกระจายอย่างเท่าเทียมกันทั่วทั้งปริมาตรของของผสม แต่ไม่มีปฏิกิริยาระหว่างกัน ทฤษฎีเคมีที่เสนอโดย Dmitri Ivanovich Mendeleev นั้นตรงกันข้ามกับทฤษฎีนี้ ตามนั้นอันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ทางเคมีระหว่างพวกเขาไม่เสถียรสารประกอบขององค์ประกอบคงที่หรือตัวแปรซึ่งเรียกว่าโซลเวต

ปัจจุบันมีการใช้ทฤษฎีรวมของ Vladimir Aleksandrovich Kistyakovsky และ Ivan Alekseevich Kablukov มันรวมทางกายภาพและเคมี ทฤษฎีสมัยใหม่กล่าวว่าในการแก้ปัญหามีทั้งอนุภาคของสารที่ไม่ทำปฏิกิริยาและผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยา - โซลเวตซึ่ง Mendeleev พิสูจน์การดำรงอยู่ ในกรณีที่สารสกัดเป็นน้ำจะเรียกว่าไฮเดรต ปรากฏการณ์ที่เกิดโซลเวต (ไฮเดรต) เรียกว่า โซลเวชั่น (ไฮเดรชั่น) ส่งผลต่อกระบวนการทางกายภาพและทางเคมีทั้งหมด และเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของโมเลกุลในส่วนผสม การละลายเกิดขึ้นเนื่องจากเปลือกของสารละลายซึ่งประกอบด้วยโมเลกุลของสารสกัดที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับมัน ล้อมรอบโมเลกุลของตัวถูกละลาย

ปัจจัยที่มีผลต่อการละลายของสาร

องค์ประกอบทางเคมีของสาร กฎ "ชอบดึงดูดชอบ" ใช้กับรีเอเจนต์เช่นกัน สารที่มีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีใกล้เคียงกันสามารถละลายร่วมกันได้เร็วกว่า ตัวอย่างเช่น สารประกอบที่ไม่มีขั้วโต้ตอบได้ดีกับสารประกอบที่ไม่มีขั้ว สารที่มีโมเลกุลมีขั้วหรือโครงสร้างไอออนิกจะเจือจางในสารที่มีขั้ว เช่น ในน้ำ เกลือ ด่างและส่วนประกอบอื่นๆ จะสลายตัวในขณะที่เกลือที่ไม่มีขั้วทำในสิ่งที่ตรงกันข้าม สามารถยกตัวอย่างง่ายๆ ในการเตรียมสารละลายน้ำตาลอิ่มตัวในน้ำ จำเป็นต้องใช้สารในปริมาณที่มากกว่าในกรณีของเกลือ มันหมายความว่าอะไร? พูดง่าย ๆ คุณสามารถผสมพันธุ์ได้มากขึ้นน้ำตาลในน้ำมากกว่าเกลือ

อุณหภูมิ. เพื่อเพิ่มความสามารถในการละลายของของแข็งในของเหลว คุณต้องเพิ่มอุณหภูมิของสารสกัด (ส่วนใหญ่ใช้ได้ผล) สามารถแสดงตัวอย่างได้ หากคุณใส่เกลือเล็กน้อยลงในน้ำเย็น กระบวนการนี้จะใช้เวลานาน หากคุณทำเช่นเดียวกันกับสื่อร้อน การละลายจะเร็วขึ้นมาก สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าเป็นผลมาจากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น พลังงานจลน์เพิ่มขึ้น ซึ่งส่วนใหญ่มักใช้ในการทำลายพันธะระหว่างโมเลกุลและไอออนของของแข็ง อย่างไรก็ตาม เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นในกรณีของลิเธียม แมกนีเซียม อะลูมิเนียม และเกลืออัลคาไล ความสามารถในการละลายจะลดลง

กดดัน. ปัจจัยนี้มีผลกับก๊าซเท่านั้น ความสามารถในการละลายจะเพิ่มขึ้นตามแรงกดที่เพิ่มขึ้น ท้ายที่สุดปริมาตรของก๊าซก็ลดลง

เปลี่ยนอัตราการละลาย

อย่าสับสนตัวบ่งชี้นี้กับความสามารถในการละลาย ท้ายที่สุดแล้ว ปัจจัยต่างๆ ที่ส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงในตัวบ่งชี้ทั้งสองนี้

ระดับการกระจายตัวของสารที่ละลายในน้ำ ปัจจัยนี้ส่งผลต่อความสามารถในการละลายของของแข็งในของเหลว ในสภาพทั้งหมด (เป็นก้อน) องค์ประกอบจะถูกเจือจางนานกว่าส่วนที่แตกเป็นชิ้นเล็ก ๆ ลองมาดูตัวอย่างกัน ก้อนเกลือที่เป็นของแข็งจะใช้เวลาละลายในน้ำนานกว่าเกลือในรูปของทราย

คนความเร็ว. อย่างที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่ากระบวนการนี้สามารถกระตุ้นได้ด้วยการกวน ความเร็วของมันก็มีความสำคัญเช่นกัน เพราะยิ่งมีขนาดใหญ่เท่าใด มันก็จะละลายเร็วขึ้นเท่านั้นสารในของเหลว

ทำไมเราต้องรู้ความสามารถในการละลายของของแข็งในน้ำ

อย่างแรกเลย แผนภาพดังกล่าวจำเป็นต่อการแก้สมการเคมีให้ถูกต้อง ในตารางการละลายจะมีประจุของสารทั้งหมด ต้องเป็นที่รู้จักเพื่อที่จะบันทึกรีเอเจนต์อย่างถูกต้องและวาดสมการของปฏิกิริยาเคมี ความสามารถในการละลายน้ำบ่งชี้ว่าเกลือหรือเบสสามารถแยกตัวออกจากกันได้ สารประกอบที่เป็นน้ำซึ่งนำกระแสจะมีอิเล็กโทรไลต์ที่แรงอยู่ในองค์ประกอบ มีอีกประเภทหนึ่ง อิเล็กโทรไลต์ที่นำไฟฟ้าได้ไม่ดีถือว่าเป็นอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอ ในกรณีแรก ส่วนประกอบคือสารที่แตกตัวเป็นไอออนอย่างสมบูรณ์ในน้ำ ในขณะที่อิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอแสดงตัวบ่งชี้นี้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น

สมการปฏิกิริยาเคมี

สมการมีหลายประเภท: โมเลกุล อิออนเต็ม และอิออนสั้น อันที่จริง ตัวเลือกสุดท้ายคือรูปแบบโมเลกุลที่สั้นลง นี่คือคำตอบสุดท้าย สมการที่สมบูรณ์ประกอบด้วยสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยา ตอนนี้มาถึงจุดเปลี่ยนของตารางการละลายของสาร ก่อนอื่นคุณต้องตรวจสอบว่าปฏิกิริยาเป็นไปได้หรือไม่ นั่นคือเงื่อนไขใดเงื่อนไขหนึ่งสำหรับปฏิกิริยาตอบสนองหรือไม่ มีเพียง 3 อย่างเท่านั้น: การก่อตัวของน้ำ, การปล่อยก๊าซ, การตกตะกอน หากไม่ตรงตามเงื่อนไขสองข้อแรก คุณต้องตรวจสอบเงื่อนไขสุดท้าย ในการทำเช่นนี้ คุณต้องดูตารางความสามารถในการละลาย และดูว่ามีเกลือหรือเบสที่ไม่ละลายน้ำในผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยาหรือไม่ ถ้าใช่ก็จะเป็นตะกอนนี้ นอกจากนี้ ตารางจะต้องเขียนสมการไอออนิก เนื่องจากเกลือและเบสที่ละลายน้ำได้ทั้งหมดเป็นอิเล็กโทรไลต์ที่แรงแล้วพวกมันก็จะสลายตัวเป็นไอออนบวกและแอนไอออน นอกจากนี้ ไอออนที่ไม่ถูกผูกไว้จะลดลง และสมการถูกเขียนในรูปแบบสั้นๆ ตัวอย่าง:

1. K₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄ ↓+2HCl,
2. 2K+2SO₄+Ba+2Cl=BaSO₄↓+2K+2Cl,
3. Ba+SO4=BaSO₄↓.

ดังนั้น ตารางการละลายของสารจึงเป็นหนึ่งในเงื่อนไขสำคัญในการแก้สมการไอออนิก

ตารางแบบละเอียดจะช่วยให้คุณรู้ว่าต้องเตรียมส่วนผสมมากแค่ไหนเพื่อเตรียมส่วนผสมที่เข้มข้น

ตารางการละลาย

นี่คือตารางที่ไม่สมบูรณ์ตามปกติ การระบุอุณหภูมิของน้ำที่นี่เป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากเป็นหนึ่งในปัจจัยที่เราได้กล่าวไปแล้วข้างต้น

ใช้ตารางการละลายอย่างไร

ตารางการละลายของสารในน้ำเป็นหนึ่งในตัวช่วยหลักของนักเคมี แสดงให้เห็นว่าสารและสารประกอบต่างๆ ทำปฏิกิริยากับน้ำอย่างไร ความสามารถในการละลายของของแข็งในของเหลวเป็นเครื่องบ่งชี้ว่าไม่มีการปรับเปลี่ยนสารเคมีใดๆ เลย

โต๊ะนี้ใช้งานง่ายมาก ประจุบวก (อนุภาคที่มีประจุบวก) ถูกเขียนในบรรทัดแรก ประจุลบ (อนุภาคที่มีประจุลบ) จะถูกเขียนในบรรทัดที่สอง ตารางส่วนใหญ่ถูกครอบครองโดยกริดที่มีสัญลักษณ์บางอย่างในแต่ละเซลล์ นี่คือตัวอักษร "P", "M", "H" และเครื่องหมาย "-" และ "?".

• "P" - สารประกอบที่ละลาย;
• "M" - ละลายเล็กน้อย;
• "H" - ไม่ละลาย
• "-" - ไม่มีการเชื่อมต่อ;
• "?" - ไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับการมีอยู่ของการเชื่อมต่อ

มีเซลล์ว่างหนึ่งเซลล์ในตารางนี้ - นี่คือน้ำ

ตัวอย่างง่ายๆ

ตอนนี้เกี่ยวกับวิธีการทำงานกับวัสดุดังกล่าว สมมติว่าคุณจำเป็นต้องค้นหาว่าเกลือละลายในน้ำหรือไม่ - MgSo₄ (แมกนีเซียมซัลเฟต) ในการทำเช่นนี้ คุณต้องหาคอลัมน์ Mg²⁺ และลงไปที่บรรทัด SO₄2-. ที่ทางแยกจะมีตัวอักษร P ซึ่งหมายความว่าสารประกอบนี้ละลายได้

สรุป

เราจึงได้ศึกษาคำถามเรื่องการละลายของสารในน้ำไม่ใช่แค่เท่านั้น ความรู้นี้จะเป็นประโยชน์ในการศึกษาเคมีต่อไปโดยไม่ต้องสงสัย ท้ายที่สุดความสามารถในการละลายของสารก็มีบทบาทสำคัญ จะเป็นประโยชน์ในการแก้สมการเคมีและปัญหาต่างๆ