3. Розчинність твердих речовин та рідин. Закон розподілу Нернста.

Розчини рідин у рідинах. Усі рідини, залежно від взаємної роз­чинності, поділяють на:

а) практично нерозчинні (ртуть-вода; бензин- вода; олія-вода);

б) обмежено розчинні (анілін-вода; бензен-вода; ефір — вода);

в) необмежено розчинні (етанол-вода; ацетон-вода; толуен-бензен).

Рідини, що не змішуються між собою. утворюють емульсії.

Розчинність обмежено розчинних рідин залежить від температури та тиску.

Закон розподілу. Екстрагування. Якщо у систему із двох взаємно незмішуваних рідин внести речовину, яка розчиняється в обох ріди­нах (розчинність у яких різна), то з часом ця речовина розподілиться між двома розчинниками так, що співвідношення її рівноважних концен­трацій в обох фазах С₁ і С₂ буде величиною сталою. Це положення було сформульоване Нернстом і відоме як закон розподілу Нернста.

Величину k_розп називають коефіцієнтом розподілу.

На основі закону розподілу пояснюють проник­нення речовин крізь клітинні мембрани. Так, водонерозчинні неполярні речовини (жирні кислоти, жири, холестерин тощо) проникають у клітину шляхом розчинення у ліпідному шарі мембрани. Вони важко розчиня­ються у водному середовищі і їх нагромадження у ліпідному шарі мем­бран підлягає закону розподілу.

Розчинність твердих речовин у рідинах.

Розчинність твердих речовин у рідинах залежить від багатьох чинників: природи розчиненої речовини і розчинника, температури.

1) Вплив природи розчиненої речовини. Усі речовини залежно від коефіцієнта розчинності поділяють на три групи: добре розчинні, малорозчинні та практично нерозчинні.

2) Вплив природи розчинника. «подібне розчиняється у подібно». В розчиннику з неполярними або малоаполярними молекулами (наприклад, бензен, етер, ацетон, хлороформ тощо) легко розчиняються речовини з неполярними або малополярними зв’язками, наприклад, ліпіди, нафтален, і практично не розчиняються сполуки з йонним типом зв’язку. Навпаки, у полярних розчинниках (наприклад, вода, метанол) легко розчиняються сполуки з ковалентним полярним (амоні­ак, хлороводень тощо) або йонним зв’язком (наприклад, натрій хлорид, калій сульфід). Із зменшенням полярності розчинника розчинність непо­лярних молекул зростає.

3) Вплив температури. Зміна температури по-різному впливає на розчинність твердих речовин. Залежність розчинності твердих речо­вин від температури виражають кривими розчинності. Для переважної більшості речовин з підвищенням температури розчинність зростає.

4. Рівновага в розчинах електролітів. Закон розведення Оствальда.

Завдяки наявності іонів рівновага у розчинах електролітів суттєво відрізняється від рівноваги оборотних реакцій у розчинах неелектролітів. Взаємодія іонів між собою і з недисоційованими молекулами, а також з полярним розчинником може приводити до змінення ступеня дисоціації і розчинності.

Обов'язковою умовою протікання реакцій між електролітами є видалення із розчину тих чи інших іонів, тобто реакції у розчинах електролітів завжди спрямовані у бік утворення найменш дисоційованнх або найменш розчинних речовин.

Зв’язок між ступенем дисоціації, концентрацією розчину і константою електролітичної дисоціації встановлює закон розведення Оствальда.

Для його виведення запишемо рівняння електролітичної дисоціації слабкого бінарного електроліту KtAn, у якому символом Kt позначений катіон, а An – аніон:

Позначимо вихідну молярну концентрацію електроліту через С (моль/л), тоді концентрація тієї частини електроліту, яка піддалася дисоціації, з урахуванням ступеня дисоціації дорівнює aC. Як видно з рівняння реакції, утворюються однакові кількості йонів обох знаків, причому, їх концентрації дорівнюють концентрації продисоційованої частини електроліту:

а концентрація недисоційованих молекул:

Підставляючи значення концентрацій у вираз константи дисоціації, одержимо: математично виражений закон розведення Оствальда.

У тому випадку, коли електроліт дуже слабкий, ступінь дисоціації має невелике значення (a 0), яким можна знехтувати, тоді знаменник у рівнянні прирівнюється до одиниці , а закон розведення набирає вигляду:

звідки ступінь дисоціації

Рівняння дає можливість сформулювати закон розведення Оствальда:

у міру розведення розчину (тобто зменшення концентрації електроліту) ступінь його електролітичної дисоціації підвищується.