Οι 6 παράγοντες που επηρεάζουν την κύρια διαλυτότητα

Οι κυριότερες παράγοντες που επηρεάζουν τη διαλυτότητα είναι η πολικότητα, η επίδραση του κοινού ιόντος, η θερμοκρασία, η πίεση, η φύση της διαλυμένης ουσίας και οι μηχανικοί παράγοντες.

Η διαλυτότητα μιας ουσίας εξαρτάται κυρίως από τον χρησιμοποιούμενο διαλύτη, καθώς και από τη θερμοκρασία και την πίεση. Η διαλυτότητα μιας ουσίας σε έναν συγκεκριμένο διαλύτη μετράται με τη συγκέντρωση του κεκορεσμένου διαλύματος.

Ένα διάλυμα θεωρείται κορεσμένο όταν η προσθήκη πρόσθετης διαλυμένης ουσίας δεν αυξάνει πλέον τη συγκέντρωση του διαλύματος.

Ο βαθμός της διαλυτότητας ποικίλει ευρέως ανάλογα με τις ουσίες, από απείρως διαλυτό (εντελώς αναμείξιμο) όπως αιθανόλη σε νερό, ελαφρά διαλυτή ως χλωριούχος άργυρος σε νερό. Ο όρος «αδιάλυτο» είναι συχνά εφαρμόζεται σε ελάχιστα διαλυτές ενώσεις (Απέραντο, S.F.).

Ορισμένες ουσίες είναι διαλυτές σε όλες τις αναλογίες με έναν δεδομένο διαλύτη, όπως αιθανόλη σε νερό, η ιδιότητα αυτή είναι γνωστή ως αναμειξιμότητα.

Κάτω από διάφορες συνθήκες, η διαλυτότητα ισορροπίας μπορεί να ξεπεραστεί για να δώσει μια λύση που ονομάζεται υπερκορεσμένη (διαλυτότητα, S.F.).

Κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν τη διαλυτότητα

1- Πολικότητα

Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι διαλυμένες ουσίες διαλύονται σε διαλύτες που έχουν παρόμοια πολικότητα. Οι χημικοί χρησιμοποιούν ένα δημοφιλές αφορισμό για να περιγράψουν αυτό το χαρακτηριστικό των διαλυμένων ουσιών και των διαλυτών: "παρόμοια διαλύεται όπως".

Οι μη πολικές διαλυμένες ουσίες δεν διαλύονται σε πολικούς διαλύτες και αντίστροφα (Educating online, S.F.).

2- Επίδραση του κοινού ιόντος

Η κοινή δράση ιόντων είναι ένας όρος που περιγράφει τη μείωση της διαλυτότητας μιας ιοντικής ένωσης όταν προστίθεται στο μείγμα ένα άλας που περιέχει ένα ιόν που υπάρχει ήδη στη χημική ισορροπία..

Αυτό το αποτέλεσμα εξηγείται καλύτερα από την αρχή του Le Châtelier. Φανταστείτε αν θειικό ασβέστιο ελαφρώς διαλυτή ιοντική ένωση, CaSO₄, Προστίθεται σε νερό. Η καθαρή ιοντική εξίσωση για την προκύπτουσα χημική ισορροπία έχει ως εξής:

CaSO4 (s) ⇌Ca2 + (aq) + SO42- (aq)

Το θειικό ασβέστιο είναι ελαφρώς διαλυτό. Σε ισορροπία, τα περισσότερα ασβέστιο και θειικά υπάρχουν σε στερεά μορφή θειικού ασβεστίου.

Ας υποθέσουμε ότι η διαλυτή ιοντική ένωση θειικό χαλκό (CuSO₄) προστέθηκε στο διάλυμα. Ο θειικός χαλκός είναι διαλυτός. Επομένως, η μόνη σημαντική επίδρασή της στην καθαρή ιοντική εξίσωση είναι η προσθήκη περισσότερων θειικών ιόντων (SO₄^2-).

CuSO4 (s) -Cu2 + (aq) + SO42- (aq)

Τα διασπασμένα θειικά ιόντα θειικού χαλκού είναι ήδη παρόντα (κοινά) στο μείγμα από την ελαφρά διάσπαση θειικού ασβεστίου.

Επομένως, αυτή η προσθήκη θειικών ιόντων δίνει έμφαση στην ήδη υπάρχουσα ισορροπία.

Η αρχή του Le Chatelier υπαγορεύει ότι η επιπλέον προσπάθεια σε αυτή την πλευρά του προϊόντος της ισορροπίας έχει ως αποτέλεσμα την αλλαγή της ισορροπίας προς την πλευρά των αντιδραστηρίων για την ανακούφιση αυτής της νέας έντασης.

Λόγω της αλλαγής προς την πλευρά του αντιδραστηρίου, η διαλυτότητα του ελαφρώς διαλυτού θειικού ασβεστίου μειώνεται περαιτέρω (Erica Tran, 2016).

3- Θερμοκρασία

Η θερμοκρασία έχει άμεση επίδραση στη διαλυτότητα. Για τα περισσότερα ιονικά στερεά, η αύξηση της θερμοκρασίας αυξάνει την ταχύτητα με την οποία μπορεί να γίνει η λύση.

Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, τα σωματίδια του στερεού κινούνται ταχύτερα, πράγμα που αυξάνει τις πιθανότητες να αλληλεπιδράσουν με περισσότερα σωματίδια του διαλύτη. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της ταχύτητας με την οποία λαμβάνει χώρα μια λύση.

Η θερμοκρασία μπορεί επίσης να αυξήσει την ποσότητα της διαλελυμένης ουσίας που μπορεί να διαλυθεί σε ένα διαλύτη. Γενικά, καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, διαλύονται περισσότερα σωματίδια διαλυτής ουσίας.

Για παράδειγμα, όταν το επιτραπέζιο σάκχαρο προστίθεται στο νερό είναι μια εύκολη μέθοδος για να κάνετε μια λύση. Όταν το διάλυμα αυτό θερμαίνεται και η ζάχαρη συνεχίζει να προστίθεται, διαπιστώνεται ότι μπορούν να προστεθούν μεγάλες ποσότητες ζάχαρης καθώς η θερμοκρασία συνεχίζει να αυξάνεται.

Ο λόγος γι 'αυτό είναι ότι καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, οι διαμοριακές δυνάμεις μπορούν να διασπαστούν πιο εύκολα, επιτρέποντας την προσέλκυση περισσότερων σωματιδίων διαλυτής ουσίας στα σωματίδια του διαλύτη..

Υπάρχουν άλλα παραδείγματα, όμως, όπου η αύξηση της θερμοκρασίας έχει πολύ μικρή επίδραση στην ποσότητα της διαλελυμένης ουσίας μπορεί να διαλυθεί.

Το επιτραπέζιο αλάτι είναι ένα καλό παράδειγμα: μπορείτε να διαλύσετε σχεδόν το ίδιο ποσό επιτραπέζιου αλατιού σε παγωμένο νερό όπως μπορείτε στο βραστό νερό.

Για όλα τα αέρια, καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, μειώνεται η διαλυτότητα. Η κινητική θεωρία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εξηγήσει αυτό το φαινόμενο.

Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, τα μόρια αερίου κινούνται ταχύτερα και είναι ικανά να ξεφύγουν από το υγρό. Η διαλυτότητα του αερίου, στη συνέχεια, μειώνεται.

Παρατηρώντας το παρακάτω γράφημα, αέρια αμμωνία, ΝΗ3, δείχνει μία έντονη μείωση της διαλυτότητας καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, ενώ όλα τα ιοντικά στερεά εμφανίζουν αυξημένη διαλυτότητα με αυξανόμενη θερμοκρασία (CK-12 Foundation, S.F.).

4- Πίεση

Ο δεύτερος παράγοντας, η πίεση, επηρεάζει τη διαλυτότητα ενός αερίου σε ένα υγρό, αλλά ποτέ δεν είναι ένα στερεό που διαλύεται σε ένα υγρό.

Όταν εφαρμόζεται πίεση σε ένα αέριο που είναι πάνω από την επιφάνεια ενός διαλύτη, το αέριο θα μετακινηθεί στον διαλύτη και θα καταλάβει μερικά από τα διαστήματα μεταξύ των σωματιδίων του διαλύτη.

Ένα καλό παράδειγμα είναι η ανθρακούχα σόδα. Η πίεση εφαρμόζεται για να εξαναγκαστούν τα μόρια του διοξειδίου του άνθρακα στη σόδα. Το αντίθετο ισχύει επίσης. Όταν μειώνεται η πίεση του αερίου, μειώνεται επίσης η διαλυτότητα αυτού του αερίου.

Όταν ανοίγει ένα δοχείο αεριούχου ποτού, η πίεση στη σόδα μειώνεται, έτσι ώστε το αέριο να αρχίσει αμέσως να βγαίνει από τη λύση.

Το διοξείδιο του άνθρακα που αποθηκεύεται στη σόδα απελευθερώνεται και μπορείτε να δείτε τον αναβρασμό στην επιφάνεια του υγρού. Εάν αφήσετε ένα ανοιχτό κουτάκι σόδα για ένα χρονικό διάστημα, μπορεί να παρατηρήσετε ότι το ποτό καθυστερεί λόγω της απώλειας διοξειδίου του άνθρακα.

Αυτός ο παράγοντας πίεσης αερίου εκφράζεται στον νόμο του Henry. Ο νόμος του Henry δηλώνει ότι, σε δεδομένη θερμοκρασία, η διαλυτότητα ενός αερίου σε ένα υγρό είναι ανάλογη με τη μερική πίεση του αερίου στο υγρό.

Ένα παράδειγμα του νόμου του Χένρι συμβαίνει στην κατάδυση. Όταν ένα άτομο είναι βυθισμένο σε βαθιά νερά, η πίεση αυξάνεται και περισσότερα αέρια διαλύονται στο αίμα.

Ενώ αναρρίχηση εμβάπτιση σε βαθιά νερά, ο δύτης πρέπει να επιστρέφει στην επιφάνεια του νερού σε μια πολύ αργή ταχύτητα για να επιτρέψει σε όλα τα διαλυμένα αέρια να έρθουν στο αίμα πολύ αργά.

Εάν ένα άτομο ανεβεί πολύ γρήγορα, μπορεί να προκύψει ιατρική έκτακτη ανάγκη λόγω των αερίων που αφήνουν το αίμα πολύ γρήγορα (Papapodcasts, 2010).

5- Φύση της διαλυμένης ουσίας

Η φύση της διαλελυμένης ουσίας και του διαλύτη και η παρουσία άλλων χημικών ενώσεων στο διάλυμα επηρεάζουν τη διαλυτότητα.

Για παράδειγμα, μπορείτε να διαλύσετε μεγαλύτερη ποσότητα ζάχαρης στο νερό, από το αλάτι στο νερό. Σε αυτή την περίπτωση λέγεται ότι η ζάχαρη είναι πιο διαλυτή.

Η αιθανόλη στο νερό είναι πλήρως διαλυτή μεταξύ τους. Στην συγκεκριμένη περίπτωση, ο διαλύτης θα είναι η ένωση που είναι σε μεγαλύτερη ποσότητα.

Το μέγεθος της διαλυμένης ουσίας είναι επίσης ένας σημαντικός παράγοντας. Όσο μεγαλύτερα είναι τα μόρια διαλελυμένης ουσίας, τόσο μεγαλύτερο είναι το μοριακό τους βάρος και το μέγεθος. Είναι πιο δύσκολο για τα μόρια του διαλύτη να περιβάλλουν μεγαλύτερα μόρια.

Αν εξαιρούνται όλοι οι προαναφερθέντες παράγοντες, μπορεί να βρεθεί ένας γενικός κανόνας ότι τα μεγαλύτερα σωματίδια είναι γενικά λιγότερο διαλυτά.

Αν η πίεση και η θερμοκρασία είναι η ίδια όπως μεταξύ δύο διαλυτές ουσίες της ίδιας πολικότητας, η οποία έχει μικρότερα σωματίδια είναι συνήθως περισσότερο διαλυτή (Παράγοντες που επηρεάζουν Διαλυτότητα, S.F.).

6- Μηχανικοί παράγοντες

Σε αντίθεση με την ταχύτητα διάλυσης, η οποία εξαρτάται κυρίως από τη θερμοκρασία, η ταχύτητα των ανακρυστάλλωση εξαρτάται από τη συγκέντρωση της διαλυμένης ουσίας στην επιφάνεια του κρυσταλλικού πλέγματος, αν ευνοείται όταν ένα διάλυμα είναι ακίνητος.

Συνεπώς, η ανάδευση του διαλύματος αποφεύγει αυτή τη συσσώρευση, μεγιστοποιώντας τη διάλυση. (αιχμές κορεσμού, 2014).

Αναφορές

1. (S.F.). Διαλυτότητα. Ανακτήθηκε από το linkles.com.
2. CK-12 Foundation. (S.F.). Παράγοντες που επηρεάζουν τη διαλυτότητα. Ανακτήθηκε από ck12.org.
3. Εκπαίδευση σε απευθείας σύνδεση. (S.F.). Παράγοντες που επηρεάζουν τη διαλυτότητα. Ανακτήθηκε από τη διαλυτότητα.
4. Erica Tran, D.L. (2016, 28 Νοεμβρίου). Διαλυτότητα και παράγοντες που επηρεάζουν τη διαλυτότητα. Ανακτήθηκε από chem.libretexts.org.
5. Παράγοντες που επηρεάζουν τη διαλυτότητα. (S.F.). Ανακτήθηκε από sciencesource.pearsoncanada.ca.
6. (2010, 1η Μαρτίου). Παράγοντες που επηρεάζουν τη διαλυτότητα Μέρος 4. Ανακτήθηκε από youtube.com.
7. Διαλυτότητα. (S.F.). Ανακτήθηκε από chemed.chem.purdue.ed.
8. αιχμές κορεσμού. (2014, 26 Ιουνίου). Ανάκτηση από τη χημεία libretex.org.