6. Растворимость твердых веществ в жидкостях.

Растворимость твердых веществ также определяется природой растворителя и растворенного вещества и также зависит от температуры. В отличие от растворимости газов, растворимость твердых тел сравнительно мало изменяется с давлением.

Различия в растворимости твердых тел можно иллюстрировать примерами. В 100 г воды при 25°С растворяется 257 г AgNO₃ и лишь 3•10^-20 HgI. Вода — хороший растворитель сахара, а спирт его практически не растворяет. Нафталин очень хорошо растворяется в спирте и не растворим в воде.

Следует заметить, что вследствие отсутствия общей теории растворов вопрос о зависимости растворимости от физико-химических свойств растворителя и растворенного вещества еще нельзя считать до конца решенным, и конкретные сведения о растворимости твердых тел целиком основаны на опытных данных.

В настоящее время установлен ряд правил о растворимости веществ, но они не обладают универсальностью, не свободны от различного рода исключений и потому носят в большинстве случаев качественный характер. Например, было замечено, что неполярные растворители, как правило, хорошо растворяют полярные вещества и плохо неполярные. Неполярные растворители, наоборот, хорошо растворяют, неполярные, вещества и плохо — полярные. В том случае, если один из компонентов раствора полярен, а второй неполярен, растворимость бывает незначительной.

Растворимость большинства твердых веществ с повышением температуры увеличивается. однако бывают и исключения. Так, растворимость СаCrО₄ и Са(ОН)₂ в воде с повышением температуры уменьшается.

Зависимость растворимости от температуры обычно изображают в виде кривых растворимости. На рис. 4 СЛ. 6 приведены кривые растворимости некоторых солей в воде.

Рис. 4. Зависимость растворимости солей в воде от температуры. 1 – KNO₃, 2 – Na₂SO₄*10H₂O, 3 – Na₂SO₄, 4 – Ba(NO₃)₂.

Резкий излом на кривой растворимости сульфата натрия соответствует превращению Na₂SO₄•10Н₂O в безводный Na₂SO₄. Растворение кристаллогидрата Na₂SO₄•10Н₂O сопровождается поглощением тепла, а растворение безводной соли идет с выделением тепла.

Если соль способна к образованию кристаллогидратов (рис. 5 СЛ. 7), то химический состав и область существования каждого кристаллогидрата можно сравнительно легко определить по характерным кривым растворимости: каждой точке перехода соответствует излом на кривой растворимости.

Рис. 5. Зависимость растворимости ZnCl₂ в воде от температуры.

Изменением растворимости с температурой часто используются для очистки веществ путем перекристаллизации. При остывании горячего насыщенного раствора, какой либо соли, загрязненной примесями, значительная часть соли выделится осадок, а загрязняющие примеси остаются в растворе, так как последний даже на холоде не будет насыщенным раствором по отношению к примесям.

Самостоятельно

1. Растворы и их классификация

Растворами называют гомогенные системы, состоящие из двух или нескольких компонентов, состав которых может изменяться в довольно широких пределах. Свойства растворов(S, t⁰_k, t⁰₃, вязкость) изменяются плавно.

Растворы сходны как с механическими смесями частиц, так и с химическими соединениями. От первых они отличаются тем, что любой взятый малый объем обладает теми же физическими свойствами и составом, что и весь объем раствора.

От химических соединений растворы отличаются тем, что их состав может изменяться в зависимость от количества взятых компонентов, и они не подчиняются законам кратных отношений. Если соединениям характерны наличия ионных и ковалентных связей, то для растворов характерны Ван-дер-Вальсовы связи.

В отличие от простого смешивания, при растворении происходит взаимодействие между частицами.

Вещество, которое входит в раствор без изменения агрегатного состояния или в преобладающем количестве называется растворителем. Соответственно другое – (другие вещества) растворенным веществом.

По агрегатному состоянию растворы делят на три группы:

1. Растворы газов в газах (воздух).

2. Жидкие растворы.

3. Твердые растворы (сплавы Ме).

Мы будем рассматривать только жидкие растворы.

Жидкие растворы подразделяются:

- Жидкости в жидкостях;

- Твердые тела в жидких;

- Газы в жидкостях.