29. Процесс растворения с физической и химической точки зрения. Растворимость. Факторы влияющие на растворимость веществ. Молярная растворимость и массовая растворимость.

Процесс растворения.

Растворение – это сложный физико-химический процесс. С физической точки зрения происходит разрушение структуры растворяемого вещества и распределение его частиц между молекулами растворителя. Физическая теория развивалась благодаря трудам Вант-Гоффа, Аррениуса. С химической точки зрения, происходит взаимодействие молекул растворителя с частицами растворенного вещества. Химическую теорию создал Менделеев.

Физический процесс идет с поглощением энергии, химический - с выделением.

Если в результате растворения выделяется больше энергии, чем ее поглощается при разрушении структуры вещества, то растворение - экзотермический процесс. Выделение энергии происходит при растворении NaOH, H₂SO₄, Na₂CO₃, ZnSO₄ и других веществ. Если для разрушения структуры вещества надо больше энергии, чем ее выделяется при гидратации, то растворение - эндотермический процесс. Поглощение энергии происходит при растворении в воде NaNO₃, КС1, NH₄NO₃, K₂SO₄, KNO₂, NH₄C1 и других веществ.

Количество энергии, которое выделяется или поглощается при растворении, называется тепловым эффектом растворения.

3. Растворимость.

Растворимость – способность веществ равномерно распределятся в виде атомов, молекул или ионов по всему объему растворителя. Количественно растворимость выражают коэффициентом растворимости. Коэффициент растворимости показывает, какая максимальная масса веществ может раствориться в 1 л растворителя при данной температуре. Растворимость выражают в г/л. По растворимости в воде вещества делят на 3 группы:

Хорошо растворимые (≥10 г вещества в 1 л воды, пример – глюкоза в 1 л воды растворяется 2000 г).

Малорастворимые (от 0,01 до 10 г вещества в 1 л воды, пример СаSO₄ в 1 литре воды растворяется 2 г).

Практически нерастворимые (≤0,01 г вещества в 1 л воды, пример AgCl в 1 литре воды растворится 1,5×10^-3 г).

Растворимость веществ зависит от природы растворителя, от природы растворенного вещества, температуры, давления (для газов). Растворимость газов при повышении температуры уменьшается, при повышении давления – увеличивается. Зависимость растворимости твердых веществ от температуры показывают кривые растворимости. Растворимость многих веществ увеличивается при повышении температуры.

•Молярная растворимость вещества (S, моль/л)–количество растворенного вещества в 1 л его насыщенного раствора:

S = n/V или S = m / M∙V

где: n–количество растворенного вещества, моль

m–масса растворенного вещества, г

M–молярная масса растворенного вещества, г/моль

V–объем насыщенного раствора, л

•Массовая растворимость вещества (Т, г/л)–это масса растворенного вещества в 1 л его насыщенного раствора:

Факторы:

1) Влияние концентрации растворов.

Труднорастворимый электролит с достаточно большой величиной ПР нельзя осадить из разбавленных растворов. Например, осадок PbCl₂ не будет выпадать при смешении равных объемов 0,05 M растворов Pb(NO₃)₂ и NaCl. При смешивании равных объемов концентрации каждого из веществ станут 0,05 / 2 = 0,025 M.

Ионное произведение [Pb²⁺]×[Cl^-]² = 0,025 × (0,025)² = 0,00001563 = 1,56 ∙ 10^-5 . Полученная величина меньше ПР(PbCl₂), следовательно выпадения осадка не произойдет.

Данный фактор следует учитывать при проведении качественного и количественного анализа. Так, например, открывая присутствие ионов Na⁺ с помощью реактива K[Sb(OH)₆] следует помнить, что осадок выпадет только при достаточной концентрации ионов натрия и при действии насыщенного раствора K[Sb(OH)₆].