ÎN viata de zi cu zi oamenii se întâlnesc rar Majoritatea obiectelor sunt amestecuri de substanțe.

O soluție este una în care componentele sunt amestecate uniform. Există mai multe tipuri de ele în funcție de dimensiunea particulelor: sisteme grosiere, soluții moleculare și sisteme coloidale, care sunt adesea numite soluri. În acest articol despre care vorbim despre moleculară (sau Solubilitatea substanțelor în apă este una dintre principalele condiții care afectează formarea compușilor.

Solubilitatea substanțelor: ce este și de ce este necesară?

Pentru a înțelege acest subiect, trebuie să cunoașteți solubilitatea substanțelor. În termeni simpli, este capacitatea unei substanțe de a se combina cu alta și de a forma un amestec omogen. Dacă te apropii cu punct științific din punct de vedere, poate fi luată în considerare o definiție mai complexă. Solubilitatea substanțelor este capacitatea lor de a forma compoziții omogene (sau eterogene) cu distribuție dispersă a componentelor cu una sau mai multe substanțe. Există mai multe clase de substanțe și compuși:

• solubil;
• puțin solubil;
• insolubil.

Ce indică măsura solubilității unei substanțe?

Conținutul unei substanțe într-un amestec saturat este o măsură a solubilității sale. După cum am menționat mai sus, este diferit pentru toate substanțele. Solubile sunt cele care pot dilua mai mult de 10 g din ele însele la 100 g de apă. A doua categorie este mai mică de 1 g în aceleași condiții. Practic insolubile sunt cele în care mai puțin de 0,01 g de component trece în amestec. În acest caz, substanța nu își poate transfera moleculele în apă.

Ce este coeficientul de solubilitate

Coeficientul de solubilitate (k) este un indicator al masei maxime a unei substanțe (g) care poate fi diluată în 100 g de apă sau altă substanță.

Solvenți

Acest proces implică un solvent și o substanță dizolvată. Primul este diferit prin faptul că inițial este în același starea de agregare, ca amestec final. De regulă, se ia în cantități mai mari.

Cu toate acestea, mulți oameni știu că apa are un loc special în chimie. Există reguli separate pentru asta. O soluție în care este prezent H2O se numește apoasă. Când vorbim despre ele, un lichid este un extractant chiar și atunci când este în cantități mai mici. Un exemplu este o soluție de 80% de acid azotic în apă. Proporțiile aici nu sunt egale Deși proporția de apă este mai mică decât acidul, substanța se numește o soluție de apă de 20%. acid azotic incorect.

Sunt amestecuri care nu contin H 2 O. Se vor numi neapoase. Astfel de soluții de electroliți sunt conductori ionici. Conțin unul sau un amestec de extractanți. Conțin ioni și molecule. Sunt utilizate în industrii precum medicina, producția de produse chimice de uz casnic, cosmetice și alte domenii. Ele pot combina mai multe substante necesare cu solubilitate diferită. Componentele multor produse care sunt utilizate extern sunt hidrofobe. Cu alte cuvinte, nu interacționează bine cu apa. Acestea pot fi volatile, nevolatile și combinate. Materia organicăîn primul caz, ele dizolvă bine grăsimile. Substanțele volatile includ alcooli, hidrocarburi, aldehide și altele. Ele sunt adesea incluse în produsele chimice de uz casnic. Cele nevolatile sunt cel mai adesea folosite pentru a face unguente. Acestea sunt uleiuri grase, parafină lichidă, glicerină și altele. Combinat - un amestec de volatile și nevolatile, de exemplu, etanol cu ​​glicerină, glicerină cu dimexid. Ele pot conține și apă.

Tipuri de soluții în funcție de gradul de saturație

O soluție saturată este un amestec chimicale, care conține concentrația maximă a unei substanțe într-un solvent la o anumită temperatură. Nu va mai fi divorțat. În preparatul solid se observă precipitarea, care este în echilibru dinamic cu aceasta. Acest concept înseamnă o stare care persistă în timp datorită apariției sale simultan în două direcții opuse (reacții înainte și invers) cu aceeași viteză.

Dacă o substanță încă se poate descompune la o temperatură constantă, atunci această soluție este nesaturată. Sunt rezistenti. Dar dacă continuați să adăugați o substanță la ele, aceasta va fi diluată în apă (sau alt lichid) până când va atinge concentrația maximă.

Un alt tip este suprasaturat. Conține mai multă substanță dizolvată decât ar avea la o temperatură constantă. Datorită faptului că se află în echilibru instabil, când impact fizic pe ele are loc cristalizarea.

Cum să distingem o soluție saturată de una nesaturată?

Acest lucru este destul de ușor de făcut. Dacă substanța este solidă, atunci poate fi văzut un precipitat într-o soluție saturată. În acest caz, extractantul se poate îngroșa, cum ar fi, de exemplu, apa într-o compoziție saturată la care a fost adăugat zahăr.
Dar dacă schimbați condițiile, creșteți temperatura, atunci nu va mai fi considerată saturată, deoarece cu mai mult temperatură ridicată concentrația maximă a acestei substanțe va fi diferită.

Teorii ale interacțiunii dintre componentele soluției

Există trei teorii privind interacțiunea elementelor într-un amestec: fizică, chimică și modernă. Autorii primului sunt Svante August Arrhenius și Wilhelm Friedrich Ostwald. Ei au presupus că, datorită difuziei, particulele de solvent și de solut au fost distribuite uniform pe întregul volum al amestecului, dar nu a existat nicio interacțiune între ele. Teoria chimică, care a fost prezentat de Dmitri Ivanovici Mendeleev, este opusul acesteia. Potrivit ei, drept urmare interacțiune chimicăÎntre ei se formează compuși instabili de compoziție constantă sau variabilă, care se numesc solvați.

În prezent, este utilizată teoria combinată a lui Vladimir Aleksandrovich Kistyakovsky și Ivan Alekseevich Kablukov. Combină fizic și chimic. Teoria modernă afirmă că într-o soluție există atât particule de substanțe care nu interacționează, cât și produse ale interacțiunii lor - solvați, a căror existență a fost dovedită de Mendeleev. Când extractantul este apă, aceștia se numesc hidrați. Fenomenul în care se formează solvații (hidratii) se numește solvatare (hidratare). Afectează toate procesele fizice și chimice și modifică proprietățile moleculelor din amestec. Solvația are loc datorită faptului că învelișul de solvație, constând din molecule extractive strâns asociate cu acesta, înconjoară molecula de solut.

Factori care afectează solubilitatea substanțelor

Compoziția chimică a substanțelor. Regula „ca atrage ca” se aplică și reactivilor. Asemănător fizic și proprietăți chimice substanțele se pot dizolva reciproc mai repede. De exemplu, compușii nepolari interacționează bine cu cei nepolari. Substanțele cu molecule polare sau structură ionică sunt diluate în cele polare, de exemplu, în apă. Sărurile, alcalinele și alte componente se descompun în el și cele nepolare - invers. Se poate da un exemplu simplu. Pentru a pregăti o soluție saturată de zahăr în apă veți avea nevoie Mai mult substanţe decât în ​​cazul sării. Cum să înțelegi asta? Pur și simplu, puteți adăuga mult mai mult zahăr în apă decât sare.

Temperatură. Pentru a crește solubilitatea solidelor în lichide, trebuie să creșteți temperatura extractantului (funcționează în majoritatea cazurilor). Puteți demonstra acest exemplu. Dacă puneți un vârf de clorură de sodiu (sare) în apă rece, procesul va dura mult timp. Dacă procedați la fel cu un mediu fierbinte, dizolvarea se va produce mult mai rapid. Acest lucru se explică prin faptul că, din cauza creșterii temperaturii, energie cinetică, din care o cantitate semnificativă este adesea cheltuită pentru ruperea legăturilor dintre molecule și ionii unui solid. Cu toate acestea, atunci când temperatura crește în cazul sărurilor de litiu, magneziu, aluminiu și alcaline, solubilitatea acestora scade.

Presiune. Acest factor afectează doar gazele. Solubilitatea lor crește odată cu creșterea presiunii. La urma urmei, volumul gazelor este redus.

Modificarea vitezei de dizolvare

Acest indicator nu trebuie confundat cu solubilitatea. La urma urmei, modificările acestor doi indicatori sunt influențate de factori diferiți.

Gradul de fragmentare a solutului. Acest factor afectează solubilitatea solidelor în lichide. Într-o stare întreagă (bucătă), compoziția durează mai mult să se dilueze decât una care este ruptă în bucăți mici. Să dăm un exemplu. O bucată solidă de sare va dura mult mai mult să se dizolve în apă decât sarea sub formă de nisip.

Viteza de agitare. După cum se știe, acest proces poate fi catalizat prin agitare. Viteza sa este, de asemenea, importantă, deoarece cu cât este mai mare, cu atât substanța se va dizolva mai repede în lichid.

De ce trebuie să cunoașteți solubilitatea solidelor în apă?

În primul rând, astfel de diagrame sunt necesare pentru a rezolva corect ecuațiile chimice. Tabelul de solubilitate arată încărcăturile tuturor substanțelor. Trebuie să le cunoașteți pentru a nota corect reactivii și a scrie ecuația. reacție chimică. Solubilitatea în apă indică dacă o sare sau o bază se poate disocia. Conexiuni de apă, care conduc curentul, contin electroliți puternici. Există un alt tip. Cei care conduc slab curentul sunt considerați electroliți slabi. În primul caz, componentele sunt substanțe care sunt complet ionizate în apă. În timp ce electroliții slabi prezintă acest indicator doar într-o mică măsură.

Ecuații ale reacțiilor chimice

Există mai multe tipuri de ecuații: moleculare, ionice complet și ionice scurte. De fapt, ultima opțiune este o formă prescurtată a celei moleculare. Acesta este răspunsul final. ÎN ecuație completă Se înregistrează reactivii și produsele reacției. Acum vine rândul tabelului de solubilitate a substanțelor. În primul rând, trebuie să verificați dacă reacția este fezabilă, adică dacă una dintre condițiile pentru reacție este îndeplinită. Există doar 3 dintre ele: formarea apei, eliberarea de gaz și precipitarea sedimentelor. Dacă primele două condiții nu sunt îndeplinite, trebuie să o verificați pe ultima. Pentru a face acest lucru, trebuie să vă uitați la tabelul de solubilitate și să aflați dacă produsele de reacție conțin o sare sau o bază insolubilă. Dacă este acolo, atunci va fi sediment. În continuare, veți avea nevoie de un tabel pentru a scrie ecuația ionică. Deoarece toate sărurile și bazele solubile sunt electroliți puternici, se vor descompune în cationi și anioni. Apoi, ionii nelegați sunt anulați, iar ecuația este scrisă ca pe scurt. Exemplu:

1. K2SO4 +BaCl2 =BaS04 ↓+2HCl,
2. 2K+2SO4 +Ba+2Cl=BaSO4 ↓+2K+2Cl,
3. Ba+SO4=BaS04↓.

Astfel, tabelul de solubilitate a substanțelor este una dintre condițiile cheie pentru rezolvarea ecuațiilor ionice.

Un tabel detaliat vă ajută să aflați cât de mult dintr-o componentă trebuie să luați pentru a pregăti un amestec saturat.

Tabel de solubilitate

Așa arată un tabel incomplet familiar. Este important ca aici să fie indicată temperatura apei, deoarece este unul dintre factorii despre care am discutat deja mai sus.

Cum se utilizează tabelul de solubilitate pentru substanțe?

Tabelul de solubilitate a substanțelor în apă este unul dintre principalii asistenți ai unui chimist. Acesta arată modul în care diverse substanțe și compuși interacționează cu apa. Solubilitatea solidelor în lichid este un indicator fără de care multe manipulări chimice sunt imposibile.

Masa este foarte usor de folosit. Prima linie conține cationi (particule încărcate pozitiv), a doua - anioni (particule încărcate negativ). Cea mai mare parte a tabelului este ocupată de o grilă cu simboluri specifice în fiecare celulă. Acestea sunt literele „P”, „M”, „N” și semnele „-” și „?”.

• "P" - compusul se dizolvă;
• "M" - ușor solubil;
• "N" - nu se dizolvă;
• "-" - conexiune nu există;
• "?" - nu există informații despre existența conexiunii.

Există o celulă goală în acest tabel - aceasta este apa.

Exemplu simplu

Acum să vorbim despre cum să lucrăm cu un astfel de material. Să presupunem că trebuie să aflați dacă sarea MgSo 4 (sulfat de magneziu) este solubilă în apă. Pentru a face acest lucru, trebuie să găsiți coloana Mg 2+ și să o coborâți la linia SO 4 2-. La intersecția lor există o litera P, ceea ce înseamnă că compusul este solubil.

Concluzie

Deci, am studiat problema solubilității substanțelor în apă și nu numai. Fără îndoială, aceste cunoștințe vor fi utile în continuarea studiului chimiei. La urma urmei, solubilitatea substanțelor joacă un rol important acolo. Va fi util în rezolvarea și ecuatii chimice, și o varietate de sarcini.

Simboluri ale tabelului de solubilitate:
R— substanța este foarte solubilă în apă;
M— substanța este ușor solubilă în apă;
N— substanța este practic insolubilă în apă, dar se dizolvă ușor în acizi slabi și diluați;
RK— substanța este insolubilă în apă și se dizolvă numai în acizi anorganici puternici;
NK- substanța este insolubilă fie în apă, fie în acizi;
G— substanța este complet hidrolizată când este dizolvată și nu există în contact cu apa;
— - substanța nu există.

Tabel de solubilitate (Școală)

Conform teorii de disociere electrolitică, când sunt dizolvați în apă, electroliții se dezintegrează (se disociază) în ioni încărcați pozitiv și negativ sunt numiți cationi, iar cationii includ de obicei hidrogen, cationi de amoniu, precum și ionii de metal reziduuri acide și ion hidroxid.

De exemplu disocierea acid clorhidric HCl poate fi exprimat prin următoarea ecuație:

HCl ↔H + + Cl —

O soluție apoasă săruri de clorură de bariu:

BaCl 2 ↔Ba 2+ + 2Cl -

Tabel de solubilitate arată atitudine diverse substanțe la dizolvare în diverși solvenți Pentru un anumit electrolit, se determină ecuația de disociere într-un anumit solvent, adică. cation și anion și găsiți raportul dintre electrolit și dizolvare din masă.

Tabelul de solubilitate pentru săruri, acizi și baze este fundația fără de care dezvoltarea completă este imposibilă cunoștințe chimice. Solubilitatea bazelor și a sărurilor ajută la învățare nu numai pentru școlari, ci și pentru oamenii profesioniști. Crearea multor produse de viață nu poate face fără această cunoaștere.

Tabelul solubilității acizilor, sărurilor și bazelor în apă

Tabelul de solubilitate a sărurilor și bazelor în apă este un ghid care ajută la stăpânire baze chimice. Următoarele note vă vor ajuta să înțelegeți tabelul de mai jos.

• P – indică o substanță solubilă;
• H – substanță insolubilă;
• M – substanța este ușor solubilă în mediu apos;
• RK - o substanță care se poate dizolva numai atunci când este expusă la acizi organici puternici;
• O liniuță va indica faptul că o astfel de creatură nu există în natură;
• NK – nu se dizolvă nici în acizi, nici în apă;
• ? – semnul întrebării sugerează că astăzi nu există informații exacte despre dizolvarea substanței.

Adesea masa este folosită de chimiști și școlari, elevi pentru a efectua cercetare de laborator, timp în care este necesar să se stabilească condițiile pentru apariția anumitor reacții. Folosind tabelul, este posibil să se determine cum se va comporta o substanță într-un mediu de sare sau acid și dacă poate apărea un precipitat. Un precipitat în timpul cercetărilor și experimentelor indică ireversibilitatea reacției. Acesta este un punct semnificativ care poate afecta cursul tuturor lucrărilor de laborator.