Kelarutan ialah keupayaan sesuatu bahan untuk membentuk dengan pelbagai pelarut. campuran homogen. Seperti yang telah kita nyatakan, jumlah zat terlarut yang diperlukan untuk mendapatkan larutan tepu menentukan bahan ini. Dalam hal ini, keterlarutan mempunyai ukuran yang sama seperti komposisi, seperti pecahan jisim zat terlarut dalam larutan tepunya atau jumlah zat terlarut dalam larutan tepunya.

Semua bahan dari sudut keterlarutannya boleh dikelaskan kepada:

• Larut dengan baik - lebih daripada 10 g bahan boleh larut dalam 100 g air.
• Larut sedikit - kurang daripada 1 g bahan boleh larut dalam 100 g air.
• Tidak larut - kurang daripada 0.01 g bahan boleh larut dalam 100 g air.

Adalah diketahui bahawa jika kekutuban Kekutuban zat terlarut adalah serupa dengan kekutuban pelarut, maka ia berkemungkinan akan larut. Jika kekutuban berbeza, maka dengan tahap kebarangkalian yang tinggi penyelesaian tidak akan berfungsi. Kenapa ini terjadi?

Pelarut polar – zat terlarut polar.

Sebagai contoh, mari kita huraikan larutan garam dapur dalam air. Seperti yang kita sedia maklum, molekul air adalah bersifat polar dengan separa cas positif pada setiap atom hidrogen dan separa cas negatif pada atom oksigen. Dan pepejal ionik, seperti natrium klorida, mengandungi kation dan anion. Oleh itu, apabila garam meja diletakkan di dalam air, separa caj positif pada atom hidrogen molekul air tertarik oleh ion klorin bercas negatif dalam NaCl. Begitu juga, separa cas negatif pada atom oksigen molekul air tertarik oleh ion natrium bercas positif dalam NaCl. Dan, sejak tarikan molekul air untuk ion natrium dan klorin interaksi yang lebih kuat mengikat mereka bersama-sama, garam larut.

Pelarut bukan polar – zat terlarut bukan kutub.

Mari cuba larutkan sekeping karbon tetrabromida dalam karbon tetraklorida. Dalam keadaan pepejal, molekul karbon tetrabromida disatukan oleh interaksi serakan yang sangat lemah. Apabila diletakkan dalam karbon tetraklorida, molekulnya akan tersusun dengan lebih huru-hara, i.e. entropi sistem meningkat dan sebatian larut.

Keseimbangan pembubaran

Pertimbangkan penyelesaian bagi sebatian larut sedikit. Untuk mewujudkan keseimbangan antara pepejal dan larutannya, larutan mestilah tepu dan bersentuhan dengan bahagian pepejal yang tidak terlarut.

Sebagai contoh, biarkan keseimbangan diwujudkan dalam larutan tepu perak klorida:

AgCl(s)=Ag + (aq) + Cl - (aq)

Sebatian yang dimaksudkan adalah ion dan terdapat dalam bentuk ion apabila dibubarkan. Kita sudah tahu bahawa dalam tindak balas heterogen kepekatan pepejal kekal malar, yang membolehkan kita memasukkannya ke dalam pemalar keseimbangan. Oleh itu, ungkapan untuk akan kelihatan seperti ini:

K = [Cl - ]

Pemalar ini dipanggil PR produk keterlarutan, dengan syarat kepekatan dinyatakan dalam mol/l.

PR = [Cl - ]

Produk keterlarutan adalah sama dengan hasil darab kepekatan molar ion-ion yang mengambil bahagian dalam keseimbangan, dalam kuasa yang sama dengan pekali stoikiometrik yang sepadan dalam persamaan keseimbangan.
Adalah perlu untuk membezakan antara konsep keterlarutan dan hasil keterlarutan. Keterlarutan bahan boleh berubah apabila bahan lain ditambahkan ke dalam larutan, dan hasil keterlarutan tidak bergantung pada kehadiran bahan tambahan. Walaupun kedua-dua kuantiti ini saling berkaitan, yang membolehkan mengetahui satu kuantiti untuk mengira yang lain.

Ketergantungan keterlarutan pada suhu dan tekanan

Air bermain peranan penting dalam hidup kita, ia mampu larut sejumlah besar bahan yang mempunyai sangat penting untuk kami. Oleh itu, kami akan memberi tumpuan kepada larutan akueus.

Keterlarutan gas bertambah dengan peningkatan tekanan gas ke atas pelarut, dan keterlarutan pepejal dan bahan cecair bergantung kepada tekanan secara tidak ketara.

William Henry mula-mula sampai pada kesimpulan bahawa jumlah gas yang larut pada suhu malar dalam isipadu cecair tertentu adalah berkadar terus dengan tekanannya. Kenyataan ini dikenali sebagai undang-undang Henry dan ia dinyatakan oleh hubungan berikut:

С = k·P,

di mana C ialah keterlarutan gas dalam fasa cecair

P – tekanan gas di atas larutan

k – pemalar Henry

Rajah berikut menunjukkan lengkung keterlarutan beberapa gas dalam air pada suhu pada tekanan gas tetap di atas larutan (1 atm)

Seperti yang dapat dilihat, keterlarutan gas berkurangan dengan peningkatan suhu, berbeza dengan kebanyakan sebatian ionik, keterlarutan yang meningkat dengan peningkatan suhu.

Kesan suhu pada keterlarutan bergantung kepada perubahan entalpi yang berlaku semasa proses pelarutan. Semasa proses endotermik, keterlarutan meningkat dengan peningkatan suhu. Ini berikutan daripada apa yang kita sedia maklum : Jika anda menukar salah satu keadaan di mana sistem berada dalam keadaan keseimbangan - kepekatan, tekanan atau suhu - maka keseimbangan akan beralih ke arah tindak balas yang menentang perubahan ini.

Mari kita bayangkan bahawa kita sedang berhadapan dengan penyelesaian yang berada dalam keseimbangan dengan bahan terlarut separa. Dan proses ini adalah endotermik, i.e. pergi dengan penyerapan haba dari luar, maka:

Bahan + pelarut + haba = larutan

mengikut Prinsip Le Chatelier di endotermik proses, keseimbangan beralih ke arah yang menyumbang kepada penurunan dalam input haba, i.e. ke kanan. Oleh itu, keterlarutan meningkat. Jika proses eksotermik, maka peningkatan suhu membawa kepada penurunan keterlarutan.

Kebergantungan keterlarutan sebatian ionik pada Suhu

Maklumlah ada larutan cecair dalam cecair. Sebahagian daripada mereka boleh larut dalam satu sama lain dalam kuantiti yang tidak terhad, seperti air dan etanol, manakala yang lain larut sebahagian sahaja. Jadi, jika anda cuba melarutkan karbon tetraklorida dalam air, maka dua lapisan terbentuk: yang atas adalah larutan tepu air dalam karbon tetraklorida dan yang lebih rendah adalah larutan tepu karbon tetraklorida dalam air. Apabila suhu meningkat, keterlarutan bersama cecair tersebut secara amnya meningkat. Ini berlaku sehingga ia dicapai suhu kritikal, di mana kedua-dua cecair dicampur dalam sebarang perkadaran. Keterlarutan cecair boleh dikatakan bebas daripada tekanan.

Apabila bahan yang boleh larut dalam salah satu daripada kedua-dua cecair ini dimasukkan ke dalam campuran yang terdiri daripada dua cecair tidak bercampur, taburannya antara cecair ini akan berkadar dengan keterlarutannya dalam setiap satu daripadanya. Itu. mengikut undang-undang pengedaran bahan yang mampu larut dalam dua pelarut yang tidak bercampur diedarkan di antara mereka supaya nisbah kepekatannya dalam pelarut ini pada suhu malar kekal malar, tanpa mengira jumlah jumlah zat terlarut:

C 1 / C 2 = K,

di mana C 1 dan C 2 ialah kepekatan bahan dalam dua cecair

K – pekali taburan.

kategori ,

KETERLARUTAN Keupayaan sesuatu bahan untuk larut dalam pelarut tertentu dipanggil. Ukuran keterlarutan bahan dalam keadaan tertentu ialah kandungannya dalam larutan tepu . Jika lebih daripada 10 g bahan larut dalam 100 g air, maka bahan tersebut dipanggil sangat larut. Jika kurang daripada 1 g bahan larut, bahan itu sedikit larut. Akhirnya, bahan itu dianggap secara praktikal tidak larut, jika kurang daripada 0.01 g bahan masuk ke dalam larutan. Tiada bahan yang tidak larut sama sekali. Walaupun kita menuang air ke dalam bekas kaca, sebahagian kecil molekul kaca tidak dapat dielakkan masuk ke dalam larutan.

Keterlarutan, dinyatakan dalam sebutan jisim bahan yang boleh larut dalam 100 g air pada suhu tertentu, juga dipanggil pekali keterlarutan.

Keterlarutan beberapa bahan dalam air pada suhu bilik.

Keterlarutan kebanyakan (tetapi bukan semua!) pepejal dengan peningkatan suhu ia meningkat, dan keterlarutan gas, sebaliknya, berkurangan. Ini terutamanya disebabkan oleh fakta bahawa molekul gas pergerakan haba mampu meninggalkan larutan dengan lebih mudah daripada molekul pepejal.

Jika kita mengukur keterlarutan bahan di suhu yang berbeza, maka akan didapati bahawa sesetengah bahan nyata mengubah keterlarutannya bergantung pada suhu, yang lain - tidak terlalu banyak

Apabila melarutkan pepejal dalam air isipadu sistem biasanya berubah sedikit Oleh itu, keterlarutan bahan dalam keadaan pepejal boleh dikatakan bebas daripada tekanan.

Cecair juga boleh larut dalam cecair. Sebahagian daripada mereka larut tanpa had di antara satu sama lain, iaitu, mereka bercampur antara satu sama lain dalam apa-apa perkadaran, seperti alkohol dan air, manakala yang lain larut bersama hanya pada had tertentu. Jadi, jika anda menggoncang dietil eter dengan air, dua lapisan terbentuk: yang atas adalah larutan tepu air dalam eter, dan yang lebih rendah adalah larutan tepu eter dalam air. Dalam kebanyakan kes sedemikian, dengan peningkatan suhu, keterlarutan bersama cecair meningkat sehingga suhu dicapai di mana kedua-dua cecair bercampur dalam sebarang perkadaran.

Pelarutan gas dalam air adalah proses eksotermik. Oleh itu, keterlarutan gas berkurangan dengan peningkatan suhu. Jika anda meninggalkan segelas dengan air sejuk, maka dinding dalamannya ditutup dengan gelembung gas - ini adalah udara yang dilarutkan dalam air dan dilepaskan daripadanya kerana pemanasan. Mendidih boleh mengeluarkan semua udara terlarut daripada air.

Penyelesaian adalah sistem homogen yang terdiri daripada dua atau lebih bahan, kandungannya boleh diubah dalam had tertentu tanpa mengganggu kehomogenan.

air penyelesaian terdiri daripada air(pelarut) dan bahan terlarut. Keadaan bahan dalam larutan akueus jika perlu, ia ditunjukkan oleh subskrip (p), sebagai contoh, KNO 3 dalam larutan - KNO 3 (p).

Larutan yang mengandungi sejumlah kecil zat terlarut sering dipanggil dicairkan dan penyelesaian dengan kandungan yang tinggi zat terlarut - tertumpu. Penyelesaian di mana pelarutan selanjutnya bahan mungkin dipanggil tak tepu dan larutan di mana bahan berhenti melarut dalam keadaan tertentu ialah tepu. Larutan terakhir sentiasa bersentuhan (dalam keseimbangan heterogen) dengan bahan tidak terlarut (satu kristal atau lebih).

DALAM syarat khas, sebagai contoh, apabila berhati-hati (tanpa kacau) menyejukkan larutan tak tepu panas padu bahan yang boleh terbentuk terlebih tepu penyelesaian. Apabila kristal bahan diperkenalkan, larutan tersebut dibahagikan kepada larutan tepu dan mendakan bahan tersebut.

Sesuai dengan teori kimia penyelesaian D.I. Mendeleev, pelarutan bahan dalam air disertai, pertama, oleh kemusnahan ikatan kimia antara molekul ( ikatan antara molekul V bahan kovalen) atau antara ion (dalam bahan ionik), dan dengan itu zarah bahan bercampur dengan air (di bahagian mana ikatan hidrogen antara molekul). Pemecahan ikatan kimia berlaku disebabkan oleh tenaga haba pergerakan molekul air, dan ini berlaku kos tenaga dalam bentuk haba.

Kedua, sekali dalam air, zarah (molekul atau ion) bahan tertakluk kepada penghidratan. Akibatnya, hidrat– sebatian komposisi yang tidak pasti antara zarah jirim dan molekul air ( komposisi dalaman zarah bahan itu sendiri tidak berubah apabila dibubarkan). Proses ini disertai menonjolkan tenaga dalam bentuk haba akibat pembentukan ikatan kimia baru dalam hidrat.

Secara umum, penyelesaiannya adalah sama ada menyejukkan badan(jika penggunaan haba melebihi pelepasannya), atau menjadi panas (dalam sebaliknya); kadangkala - jika input haba dan pelepasannya sama - suhu larutan kekal tidak berubah.

Banyak hidrat ternyata sangat stabil sehingga tidak runtuh walaupun larutannya tersejat sepenuhnya. Oleh itu, hidrat hablur pepejal garam CuSO 4 5H 2 O, Na 2 CO 3 10H 2 O, KAl(SO 4) 2 12H 2 O, dsb.

Kandungan bahan dalam larutan tepu di T= const mencirikan secara kuantitatif keterlarutan daripada bahan ini. Keterlarutan biasanya dinyatakan sebagai jisim zat terlarut setiap 100 g air, contohnya 65.2 g KBr/100 g H 2 O pada 20 °C. Oleh itu, jika 70 g kalium bromida pepejal ditambah kepada 100 g air pada 20 °C, maka 65.2 g garam akan dimasukkan ke dalam larutan (yang akan menjadi tepu), dan 4.8 g pepejal KBr (lebihan) akan kekal pada bahagian bawah kaca.

Perlu diingat bahawa kandungan zat terlarut dalam kaya raya penyelesaian sama, V tak tepu penyelesaian kurang dan dalam terlebih tepu penyelesaian lebih keterlarutannya pada suhu tertentu. Oleh itu, larutan yang disediakan pada 20 °C daripada 100 g air dan natrium sulfat Na 2 SO 4 (keterlarutan 19.2 g/100 g H 2 O), mengandungi

15.7 g garam - tak tepu;

19.2 g garam - tepu;

2O.3 g garam – tepu tepu.

Keterlarutan bahan pepejal (Jadual 14) biasanya meningkat dengan peningkatan suhu (KBr, NaCl), dan hanya untuk sesetengah bahan (CaSO 4, Li 2 CO 3) sebaliknya diperhatikan.

Keterlarutan gas berkurangan dengan peningkatan suhu, dan meningkat dengan peningkatan tekanan; contohnya, pada tekanan 1 atm, keterlarutan ammonia ialah 52.6 (20 °C) dan 15.4 g/100 g H 2 O (80 °C), dan pada 20 °C dan 9 atm ialah 93.5 g/100 g H 2 O.

Selaras dengan nilai keterlarutan, bahan dibezakan:

– sangat larut, jisim yang dalam larutan tepu adalah setanding dengan jisim air (contohnya, KBr - pada 20 °C keterlarutan 65.2 g/100 g H 2 O; larutan 4.6 M), ia membentuk larutan tepu dengan kemolaran lebih daripada 0.1 J;

– sedikit larut, yang jisimnya dalam larutan tepu jauh lebih kecil daripada jisim air (contohnya, CaSO 4 - pada 20 °C keterlarutan 0.206 g/100 g H 2 O; larutan 0.015 M), ia membentuk larutan tepu dengan kemolaran 0.1– 0.001 J;

– hampir tidak larut, yang jisimnya dalam larutan tepu boleh diabaikan berbanding dengan jisim pelarut (contohnya, AgCl - pada 20 °C keterlarutan 0.00019 g setiap 100 g H 2 O; 0.0000134 M larutan), ia membentuk larutan tepu dengan kemolaran kurang daripada 0.001 J.

Disusun berdasarkan data rujukan jadual keterlarutan asid, bes dan garam sepunya (Jadual 15), yang menunjukkan jenis keterlarutan, bahan yang tidak diketahui oleh sains(tidak diperoleh) atau terurai sepenuhnya oleh air.

Lagenda, digunakan dalam jadual:

"r" - bagus bahan larut

"m" - bahan larut sedikit

"n" - secara praktikal bahan tidak larut

“-” – bahan tidak diterima (tidak wujud)

“” – bahan bercampur dengan air tanpa had

Catatan. Jadual ini sepadan dengan penyediaan larutan tepu pada suhu bilik dengan menambahkan bahan (dalam yang sesuai keadaan pengagregatan) dalam air. Perlu diambil kira bahawa mendapatkan pemendakan bahan yang kurang larut menggunakan tindak balas pertukaran ion tidak selalu dapat dilakukan (untuk butiran lanjut, lihat 13.4).

13.2. Pemisahan elektrolitik

Pelarutan sebarang bahan dalam air disertai dengan pembentukan hidrat. Jika pada masa yang sama tiada perubahan formula berlaku dalam zarah bahan terlarut dalam larutan, maka bahan tersebut dikelaskan sebagai bukan elektrolit. Mereka, sebagai contoh, gas nitrogen N 2, cecair kloroform CHCl 3, pepejal sukrosa C 12 H 22 O 11, yang dalam larutan akueus wujud dalam bentuk hidrat molekulnya.

Banyak bahan diketahui (dalam Pandangan umum MA), yang, selepas larut dalam air dan membentuk hidrat molekul MA nH 2 O, mengalami perubahan formula yang ketara. Akibatnya, ion terhidrat muncul dalam larutan - kation M + nH 2 O dan anion A nH 2 O:

Bahan-bahan tersebut dikelaskan sebagai elektrolit.

Proses kemunculan ion terhidrat dalam larutan akueus dipanggil pemisahan elektrolitik (S. Arrhenius, 1887).

Pemisahan elektrolitik ionik bahan kristal(M +)(A -) dalam air ialah tak boleh balik tindak balas:

Bahan-bahan tersebut tergolong dalam elektrolit yang kuat ini termasuk banyak bes dan garam, contohnya:

Pemisahan elektrolitik bahan MA yang terdiri daripada polar molekul kovalen, ialah boleh balik tindak balas:

Bahan tersebut dikelaskan sebagai elektrolit lemah ia termasuk banyak asid dan beberapa bes, contohnya:

Dalam larutan akueus cair elektrolit lemah, kita akan sentiasa mencari kedua-dua molekul asal dan hasil pemisahannya - ion terhidrat.

Ciri kuantitatif pemisahan elektrolit dipanggil tahap disosiasi dan ditunjukkan? , Sentiasa? > 0.

Untuk kuat elektrolit? = 1 mengikut takrifan (penceraian elektrolit tersebut selesai).

Untuk lemah bagi elektrolit, darjah penceraian ialah nisbah kepekatan molar bahan tercerai (c d) kepada jumlah kepekatan bahan dalam larutan (c):

Darjah penceraian ialah pecahan daripada perpaduan atau 100%. Untuk elektrolit lemah? « Daripada 1 (100%).

Untuk asid lemah H n Dan tahap pemisahan pada setiap langkah seterusnya menurun dengan mendadak berbanding dengan yang sebelumnya:

Tahap penceraian bergantung pada sifat dan kepekatan elektrolit, serta pada suhu larutan; ia tumbuh dengan berkurangan kepekatan bahan dalam larutan (iaitu apabila larutan dicairkan) dan apabila pemanasan.

DALAM dicairkan penyelesaian asid kuat H n A hidroanion mereka H n-1 A tidak wujud, contohnya:

B tertumpu Dalam larutan, kandungan hidroanion (dan juga molekul asal) menjadi ketara:

(adalah mustahil untuk meringkaskan persamaan untuk peringkat pemisahan boleh balik!). Apabila memanaskan nilai? 1 dan? 2 peningkatan, yang menggalakkan tindak balas yang melibatkan asid pekat.

Asid ialah elektrolit yang, apabila disosiasi, membekalkan kation hidrogen kepada larutan akueus dan tidak membentuk sebarang ion positif lain:

Biasa asid kuat:

Dalam larutan akueus cair (bersyarat sehingga 10% atau 0.1 molar) asid ini tercerai sepenuhnya. Untuk asid kuat H n A, senarai termasuk mereka hidroanion(anion garam asam), juga berpisah sepenuhnya di bawah keadaan ini.

Biasa asid lemah:

Bes ialah elektrolit yang, apabila dipisahkan, membekalkan ion hidroksida dan tiada ion lain kepada larutan akueus. ion negatif tidak membentuk:

Pemisahan mudah larut bes Mg(OH) 2, Cu(OH) 2, Mn(OH) 2, Fe(OH) 2 dan lain-lain kepentingan praktikal tidak mempunyai.

KEPADA kuat sebab ( alkali) termasuk NaOH, KOH, Ba(OH) 2 dan beberapa yang lain. Bes lemah yang paling terkenal ialah ammonia hidrat NH 3 H 2 O.

Garam sederhana ialah elektrolit yang, apabila disosiasi, membekalkan sebarang kation kecuali H + dan sebarang anion kecuali OH - ke dalam larutan akueus:

Kami hanya bercakap tentang garam yang sangat larut. Pemisahan mudah larut dan secara praktikal tidak larut garam tidak penting.

Berpisah sama garam berganda:

garam asam(kebanyakannya larut dalam air) terurai sepenuhnya mengikut jenis garam sederhana:

Hidroanion yang terhasil, seterusnya, terdedah kepada air:

a) jika hidroanion kepunyaan kuat asid, maka ia juga tercerai sepenuhnya:

Dan persamaan lengkap pemisahan akan ditulis sebagai:

(larutan garam tersebut semestinya berasid, begitu juga dengan larutan asid yang sepadan);

b) jika hidroanion kepunyaan lemah asid, maka kelakuannya dalam air adalah dwi - sama ada penceraian tidak lengkap seperti asid lemah:

atau interaksi dengan air (dipanggil hidrolisis boleh balik):

Pada? 1 > ? 2 disosiasi mendominasi (dan larutan garam akan berasid), dan pada? 1 > ? 2 – hidrolisis (dan larutan garam akan bersifat alkali). Jadi, larutan garam dengan anion HSO 3 -, H 2 PO 4 -, H 2 AsO 4 - dan HSeO 3 - akan berasid, larutan garam dengan anion lain (majoritinya) akan bersifat alkali. Dalam erti kata lain, nama "berasid" untuk garam dengan majoriti hidroanion tidak membayangkan bahawa anion ini akan berkelakuan seperti asid dalam larutan (hidrolisis hidroanion dan pengiraan nisbah antara α1 dan α2 hanya dikaji di sekolah menengah).

asas garam MgCl(OH), Cu 2 CO 3 (OH) 2 dan lain-lain kebanyakannya hampir tidak larut dalam air, dan adalah mustahil untuk membincangkan kelakuannya dalam larutan akueus.

13.3. Pemisahan air. Medium penyelesaian

Air itu sendiri adalah sangat lemah elektrolit:

Kepekatan kation H + dan OH - anion dalam air bersih sangat kecil dan berjumlah 1 10 -7 mol/l pada 25 °C.

Kation hidrogen H + ialah nukleus termudah - proton p +(kulit elektron kation H + kosong, 1s 0). Proton bebas mempunyai mobiliti tinggi dan keupayaan menembusi dikelilingi oleh molekul H 2 O polar, ia tidak boleh kekal bebas. Proton segera melekat pada molekul air:

Dalam perkara berikut, untuk kesederhanaan, notasi H + dikekalkan (tetapi H 3 O + tersirat).

Jenis persekitaran larutan akueus:

Untuk air pada suhu bilik kami mempunyai:

oleh itu, dalam air bersih:

Kesamaan ini juga berlaku untuk larutan akueus:

Skala pH praktikal sepadan dengan julat 1-13 (larutan asid dan bes cair):

Dalam persekitaran yang boleh dikatakan neutral dengan pH = 6–7 dan pH = 7–8, kepekatan H + dan OH - adalah sangat kecil (1 10 -6 – 1 10 -7 mol/l) dan hampir sama dengan kepekatan ion-ion ini dalam air tulen. Penyelesaian asid dan bes sedemikian dipertimbangkan amat dicairkan (mengandungi bahan yang sangat sedikit).

Untuk mewujudkan secara praktikal jenis medium larutan akueus, gunakan penunjuk– bahan yang memberikan warna ciri kepada larutan neutral, berasid dan/atau beralkali.

Penunjuk biasa di makmal ialah litmus, metil jingga dan fenolftalein.

Metil oren (penunjuk persekitaran berasid) menjadi merah jambu dalam larutan berasid kuat (Jadual 16), fenolftalein (penunjuk untuk persekitaran beralkali) - lembayung dalam larutan beralkali kuat, dan litmus digunakan dalam semua persekitaran.

13.4. Tindak balas pertukaran ion

Dalam larutan cair elektrolit (asid, bes, garam), tindak balas kimia biasanya berlaku dengan penyertaan ion. Dalam kes ini, semua unsur reagen boleh mengekalkan keadaan pengoksidaan mereka ( pertukaran reaksi) atau mengubahnya ( tindak balas redoks). Contoh yang diberikan di bawah berkaitan dengan tindak balas pertukaran (untuk berlakunya tindak balas redoks, lihat Bahagian 14).

Sesuai dengan Peraturan Berthollettindak balas ionik berlaku hampir tidak boleh balik jika pepejal, bahan larut sedikit terbentuk(mereka mengendap) bahan yang sangat meruap(ia dibebaskan sebagai gas) atau bahan larut – elektrolit lemah(termasuk air). Tindak balas ion diwakili oleh sistem persamaan - molekul, lengkap Dan ionik pendek. Persamaan ionik lengkap ditinggalkan di bawah (pembaca digalakkan untuk mengarangnya sendiri).

Apabila menulis persamaan tindak balas ion Adalah penting untuk mengikuti jadual keterlarutan (lihat Jadual 8).

Contoh tindak balas dengan pemendakan:

Perhatian! Garam larut sedikit (“m”) dan tidak larut praktikal (“n”) yang ditunjukkan dalam jadual keterlarutan (lihat Jadual 15) memendakan tepat seperti yang ditunjukkan dalam jadual (CaF 2 v, PbI 2 v, Ag 2 SO 4 v , AlPO 4 v, dsb.).

Dalam jadual 15 tidak dinyatakan karbonat– garam sederhana dengan anion CO 3 2-. Sila ingat bahawa:

1) K 2 CO 3, (NH 4) 2 CO 3 dan Na 2 CO 3 larut dalam air;

2) Ag 2 CO 3, BaCO 3 dan CaCO 3 boleh dikatakan tidak larut dalam air dan memendakan seperti itu, sebagai contoh:

3) garam kation lain, seperti MgCO 3, CuCO 3, FeCO 3, ZnCO 3 dan lain-lain, walaupun tidak larut dalam air, tidak memendakan daripada larutan akueus semasa tindak balas ionik (iaitu, ia tidak boleh diperolehi dengan cara ini).

Sebagai contoh, besi (II) karbonat FeCO 3, diperolehi "kering" atau diambil dalam bentuk mineral siderit, apabila ditambah kepada air, ia memendakan tanpa interaksi yang kelihatan. Walau bagaimanapun, apabila anda cuba mendapatkannya melalui tindak balas pertukaran dalam larutan antara FeSO 4 dan K 2 CO 3, mendakan garam utama memendakan (komposisi bersyarat diberikan, dalam praktiknya komposisi lebih kompleks) dan karbon dioksida adalah dikeluarkan:

Sama seperti FeCO 3, sulfida kromium (III) Cr 2 S 3 (tidak larut dalam air) tidak memendakan daripada larutan:

Dalam jadual 15 juga tidak menunjukkan garam itu mereput air - sulfida aluminium Al 2 S 3 (serta BeS) dan asetat kromium (III) Cr(CH 3 COO) 3:

Akibatnya, garam-garam ini juga tidak boleh diperolehi melalui tindak balas pertukaran dalam larutan:

(dalam tindak balas yang terakhir komposisi mendakan adalah lebih kompleks; tindak balas sedemikian dikaji dengan lebih terperinci dalam pendidikan tinggi).

Contoh tindak balas dengan pelepasan gas:

Contoh tindak balas dengan pembentukan elektrolit lemah:

Jika reagen dan produk tindak balas pertukaran bukan elektrolit kuat, spesies ionik tiada persamaan, contohnya:

13.5. Hidrolisis garam

Hidrolisis garam ialah interaksi ionnya dengan air, yang membawa kepada penampilan berasid atau persekitaran alkali, tetapi tidak disertai dengan pembentukan sedimen atau gas (di bawah kita bercakap tentang tentang garam sederhana).

Proses hidrolisis berlaku hanya dengan penyertaan larut garam dan terdiri daripada dua peringkat:

1) penceraian garam dalam larutan - tak boleh balik tindak balas (darjah pemisahan? = 1, atau 100%);

2) sebenarnya hidrolisis, iaitu interaksi ion garam dengan air, - boleh balik tindak balas (darjah hidrolisis?< 1, или 100 %).

Persamaan peringkat 1 dan 2 - yang pertama tidak boleh diterbalikkan, yang kedua boleh diterbalikkan - anda tidak boleh menambahnya!

Perhatikan bahawa garam dibentuk oleh kation alkali dan anion kuat asid tidak mengalami hidrolisis ia hanya terurai apabila dilarutkan dalam air. Dalam larutan garam KCl, NaNO 3, Na 2 SO 4 dan BaI 2 persekitaran neutral.

Dalam kes interaksi anion hidrolisis garam pada anion.

Pemisahan garam KNO 2 berlaku sepenuhnya, hidrolisis anion NO 2 berlaku pada tahap yang sangat kecil (untuk larutan 0.1 M - sebanyak 0.0014%), tetapi ini cukup untuk larutan menjadi beralkali(antara produk hidrolisis terdapat ion OH-), pH = 8.14.

Anion menjalani hidrolisis sahaja lemah asid (dalam dalam contoh ini– ion nitrit NO 2 - sepadan dengan asid nitrus lemah HNO 2). Anion asid lemah menarik kation hidrogen yang terdapat dalam air dan membentuk molekul asid ini, manakala ion hidroksida kekal bebas:

Senarai anion boleh hidrolisis:

Sila ambil perhatian bahawa dalam contoh (c – e) anda tidak boleh menambah bilangan molekul air dan bukannya hidroanion (HCO 3 -, HPO 4 2-, HS -) tulis formula asid yang sepadan (H 2 CO 3, H 3 PO 4, H 2 S ). Hidrolisis – tindak balas boleh balik, dan ia tidak boleh meneruskan "hingga akhir" (sehingga pembentukan asid H n A).

Jika asid tidak stabil seperti H 2 CO 3 terbentuk dalam larutan garamnya Na 2 CO 3, maka gas CO 2 akan dibebaskan daripada larutan (H 2 CO 3 = CO 2 v + H 2 O). Walau bagaimanapun, apabila soda dilarutkan dalam air, larutan lutsinar terbentuk tanpa evolusi gas, yang merupakan bukti hidrolisis tidak lengkap CO| dengan kemunculan hanya hidroanion dalam larutan asid karbonik HCOg.

Tahap hidrolisis garam oleh anion bergantung kepada tahap penceraian hasil hidrolisis - asid (HNO 2, HClO, HCN) atau hidroanionnya (HCO 3 -, HPO 4 2-, HS -); semakin lemah asid, semakin tinggi tahap hidrolisis. Contohnya, ion CO 3 2-, PO 4 3- dan S 2- mengalami hidrolisis ke dalam ke tahap yang lebih besar(dalam larutan 0.1 M ~ 5%, 37% dan 58%, masing-masing) daripada ion NO 2, kerana penceraian H 2 CO 3 dan H 2 S berada dalam langkah ke-2, dan H 3 PO 4 adalah pada langkah ke-3 langkah langkah (iaitu, penceraian ion HCO 3 -, HS - dan HPO 4 2-) berlaku dengan ketara kurang daripada penceraian asid HNO 2. Oleh itu, penyelesaian, sebagai contoh, Na 2 CO 3, K 3 PO 4 dan BaS akan menjadi sangat beralkali(yang mudah untuk disahkan oleh sabun larutan soda apabila disentuh). Lebihan ion OH dalam larutan boleh dikesan dengan mudah dengan penunjuk atau diukur peranti khas(meter pH).

Jika dalam larutan pekat garam yang dihidrolisis dengan kuat oleh anion, contohnya Na 2 CO 3, tambah aluminium, maka yang terakhir (disebabkan amphoterisiti) akan bertindak balas dengan OH -

dan evolusi hidrogen akan diperhatikan. ini - bukti tambahan hidrolisis ion CO 3 2- berlaku (lagipun, kami tidak menambah alkali NaOH kepada larutan Na 2 CO 3!).

Dalam kes interaksi kation garam terlarut dengan air proses itu dipanggil hidrolisis garam oleh kation:

Pemisahan garam Ni(NO 3) 2 berlaku sepenuhnya, hidrolisis kation Ni 2+ berlaku pada tahap yang sangat kecil (untuk larutan 0.1 M - sebanyak 0.001%), tetapi ini cukup untuk larutan menjadi. masam(Ion H+ terdapat di antara produk hidrolisis), pH = 5.96.

Kation hanya asas larut sedikit dan hidroksida amfoterik dan kation ammonium NH 4 +. Kation terhidrolisis menarik anion OH - yang terdapat dalam air dan membentuk hidroksokasi yang sepadan, manakala kation H + kekal bebas:

Kation ammonium dalam kes ini terbentuk asas yang lemah- ammonia hidrat:

Senarai kation boleh hidrolisis:

Contoh:

Sila ambil perhatian bahawa dalam contoh (a – c) anda tidak boleh menambah bilangan molekul air dan bukannya hidroksokasi FeOH 2+, CrOH 2+, ZnOH + tulis formula hidroksida FeO(OH), Cr(OH) 3, Zn(OH) 2. Jika hidroksida terbentuk, maka pemendakan akan terbentuk daripada larutan FeCl 3 , Cr 2 (SO 4) 3 dan garam ZnBr 2, yang tidak diperhatikan (garam ini membentuk larutan lutsinar).

Kation H+ yang berlebihan boleh dikesan dengan mudah dengan penunjuk atau diukur dengan peranti khas. Anda juga boleh

buat eksperimen macam ni. Dalam larutan pekat garam yang terhidrolisis kuat oleh kation, contohnya AlCl 3:

magnesium atau zink ditambah. Yang terakhir akan bertindak balas dengan H +:

dan evolusi hidrogen akan diperhatikan. Eksperimen ini adalah bukti tambahan tentang hidrolisis kation Al 3+ (lagipun, kami tidak menambah asid kepada larutan AlCl 3!).

Contoh tugasan untuk bahagian A, B

1. Elektrolit yang kuat- Ini

1) C 6 H 5 OH

2) CH 3 COOH

3) C 2 H 4 (OH) 2

2. Elektrolit lemah- Ini

1) hidrogen iodida

2) hidrogen fluorida

3) ammonium sulfat

4) barium hidroksida

3. Dalam larutan akueus, setiap 100 molekul membentuk 100 kation hidrogen untuk asid

1) arang batu

2) bernitrogen

3) nitrogen

4-7. Dalam persamaan penceraian asid lemah dalam semua langkah yang mungkin

jumlah pekali adalah sama

8-11. Untuk persamaan penceraian dalam larutan dua set alkali

8. NaOH, Ba(OH) 2

9. Sr(OH) 2, Ca(OH) 2

10. KOH, LiOH

11. CsOH, Ca(OH) 2

jumlah jumlah pekali ialah

12.V air limau mengandungi satu set zarah

1) CaOH+, Ca 2+, OH -

2) Ca 2+, OH -, H 2 O

3) Ca 2+, H 2 O, O 2-

4) CaOH +, O 2-, H+

13-16. Apabila mengasingkan satu unit formula garam

14. K 2 Cr 2 O 7

16. Cr 2 (SO 4) 3

bilangan ion yang terbentuk adalah sama dengan

17. Terhebat jumlah ion PO 4 -3 boleh dikesan dalam larutan yang mengandungi 0.1 mol

18. Tindak balas dengan pemendakan ialah

1) MgSO 4 + H 2 SO 4 >...

2) AgF + HNO 3 >...

3) Na 2 HPO 4 + NaOH >...

4) Na 2 SiO 3 + HCl >...

19. Tindak balas dengan pembebasan gas ialah

1) NaOH + CH 3 COOH >...

2) FeSO 4 + KOH >...

3) NaHCO 3 + HBr >…

4) Pl(NO 3) 2 + Na 2 S >...

20. Persamaan ion pendek OH - + H + = H 2 O sepadan dengan interaksi

1) Fe(OH) 2 + HCl >…

2) NaOH + HNO 2 >...

3) NaOH + HNO 3 >...

4) Ba(OH) 2 + KHSO 4 >...

21. B persamaan ion tindak balas

SO 2 + 2ON = SO 3 2- + H 2 O

Ion OH - mungkin sepadan dengan reagen

4) C 6 H 5 OH

22-23. Persamaan ionik

22. ZCa 2+ + 2PO 4 3- = Ca 3 (PO 4) 2 v

23. Ca 2+ + HPO 4 2- = CaHPO 4 v

sepadan dengan tindak balas antara

1) Ca(OH) 2 dan K 3 PO 4

2) CaCl 2 dan NaH 2 PO 4

3) Ca(OH) 2 dan H 3 PO 4

4) CaCl dan K 2 HPO 4

24-27. Dalam persamaan tindak balas molekul

24. Na 3 PO 4 + AgNO 3 >...

25. Na 2 S + Cu(NO 3) 2 >…

26. Ca(HSO 3) 2 >…

27. K 2 SO 3 + 2HBr >... jumlah pekali ialah

28-29. Untuk tindak balas peneutralan lengkap

28. Fe(OH) 2 + HI >…

29. Ba(OH) 2 + H 2 S >…

jumlah pekali dalam persamaan ion lengkap ialah

30-33. Dalam persamaan tindak balas ion pendek

30. NaF + AlCl 3 >...

31. K 2 CO 3 + Sr(NO 3) 2 >...

32. Mgl 2 + K 3 PO 4 >...

33. Na 2 S + H 2 SO 4 >...

jumlah pekali adalah sama

34-36. Dalam larutan garam berair

34. Ca(ClO 4) 2

36. Fe 2 (SO 4) 3

persekitaran terbentuk

1) berasid

2) neutral

3) beralkali

37. Kepekatan ion hidroksida meningkat selepas garam dilarutkan dalam air

38. Persekitaran neutral akan berada dalam larutan akhir selepas mencampurkan larutan garam asal dalam set

1) BaCl 2, Fe(NO 3) 3

2) Na 2 CO 3, SrS

4) MgCl 2, RbNO 3

39. Padankan garam dengan keupayaannya untuk menghidrolisis.

40. Padankan garam dengan medium larutan.

41. Wujudkan kesepadanan antara garam dan kepekatan kation hidrogen selepas melarutkan garam dalam air.

Pembubaran ialah proses fizikokimia spontan dan boleh balik yang merangkumi tiga peringkat utama.

Peringkat pengabusan ialah pemusnahan kekisi kristal bahan yang dibubarkan; prosesnya adalah endotermik (D pada H>O).

2) Peringkat pelarutan (penghidratan) - pembentukan cengkerang pelarutan (hidrat) di sekeliling zarah bahan terlarut; proses eksotermik, (D sol H<О).

3) Peringkat resapan - pengagihan seragam bahan terlarut ke seluruh isipadu larutan (D dif H ≈ O).

Oleh itu, haba larutan (D р Н) ialah nilai kamiran:

D p H = D pada H + D sol H + D berbeza H

Haba larutan ialah kesan haba pelarutan 1 mol bahan dalam isipadu pelarut yang tidak terhingga besar.

Pelarutan kebanyakan pepejal dalam air adalah proses endotermik (D p H > 0), kerana haba yang diserap pada peringkat pengabusan tidak dikompensasikan oleh haba yang dibebaskan pada peringkat pelarutan. Apabila gas larut, haba dibebaskan (D p H< 0), т.к. их растворение не включает стадию атомизация (газообразные вещества не образуют кристаллических решеток). Растворение жидкостей друг в друге протекает без заметного теплового эффекта (D p H ≈ 0), т.к. главной стадией их растворения является диффузия.

Seperti mana-mana proses boleh balik, pembubaran mencapai keseimbangan. Larutan yang berada dalam keseimbangan dengan lebihan zat terlarut dipanggil tepu. Pada keseimbangan, kadar pelarutan adalah sama dengan kadar penghabluran.

Menurut tahap ketepuan, penyelesaian adalah:

tak tepu: mengandungi kurang zat terlarut daripada yang tepu,

kaya,

terlebih tepu: mengandungi lebih banyak zat terlarut daripada yang tepu (ia tidak stabil).

4.3. Keterlarutan gas, cecair dan pepejal dalam air

Keterlarutan (S) ialah keupayaan bahan untuk melarut dalam pelarut tertentu. Ia sama dengan kandungan zat terlarut dalam larutan tepunya pada suhu tertentu.

Keterlarutan bergantung pada sifat bahan dan parameter termodinamik sistem. Pengaruh sifat bahan pada keterlarutan diterangkan oleh peraturan: " Suka larut menjadi seperti" Dalam erti kata lain, bahan polar larut dengan baik dalam pelarut polar, dan bahan bukan polar larut dengan baik dalam pelarut bukan polar. Sebagai contoh: garam NaCl sangat larut dalam air dan kurang larut dalam benzena; I 2 sangat larut dalam benzena dan kurang larut dalam air.

Pelarutan gas dalam air boleh diwakili oleh rajah:

A (gas) + H 2 OA (larutan), D р Н<О

Selaras dengan prinsip Le Chatelier, apabila suhu meningkat, keseimbangan beralih ke kiri, i.e. keterlarutan berkurangan, dan dengan penurunan suhu - ke kanan, keterlarutan meningkat (Jadual 3).

Jadual 3 - Keterlarutan gas (l/1l H 2 O) pada p = 1 atm.

Selaras dengan prinsip Le Chatelier, apabila tekanan meningkat, keseimbangan beralih ke kanan, i.e. keterlarutan gas bertambah. Kebergantungan kuantitatif keterlarutan gas pada tekanan diterangkan oleh persamaan Henry (1803):

di mana k ialah pemalar Henry,

hlm - tekanan gas di atas larutan.

Undang-undang Henry membolehkan kita mendedahkan punca-punca penyakit penyahmampatan. Ia berlaku pada penyelam, juruterbang dan wakil profesion lain yang, disebabkan pekerjaan mereka, dengan cepat beralih dari persekitaran tekanan tinggi ke persekitaran tekanan rendah.

Semasa tinggal seseorang dalam persekitaran dengan tekanan tinggi, darah dan tisunya tepu dengan nitrogen (N 2) dan sebahagiannya karbon dioksida (CO 2). Tiada pengumpulan oksigen, kerana ia dibelanjakan untuk proses fisiologi dalam badan. Apabila seseorang dengan cepat bergerak ke dalam persekitaran tekanan rendah, jumlah gas terlarut yang berlebihan dibebaskan, yang tidak mempunyai masa untuk meresap melalui paru-paru dan membentuk palam gas dalam tisu dan saluran darah. Ini membawa kepada penyumbatan dan pecah kapilari darah, pengumpulan gelembung gas dalam tisu lemak subkutan, dalam sendi, dan dalam sumsum tulang. Gejala penyakit penyahmampatan termasuk pening, gatal-gatal, sakit otot dan dada, kegagalan pernafasan, lumpuh dan kematian.

Keterlarutan gas dipengaruhi oleh kehadiran elektrolit dalam larutan. Pergantungan ini diterangkan oleh persamaan Sechenov (1859):

di mana S dan S o ialah keterlarutan gas dalam larutan elektrolit dan air tulen,

c - kepekatan elektrolit,

k ialah pemalar Sechenov.

Daripada persamaan Sechenov, semakin tinggi kepekatan elektrolit dalam larutan, semakin rendah keterlarutan gas. Inilah sebabnya mengapa keterlarutan gas dalam air adalah lebih besar daripada dalam plasma (Jadual 4).

Jadual 4 - Keterlarutan gas dalam air tulen dan plasma darah pada 38ºС

Pelarutan cecair dalam air boleh diwakili oleh rajah:

A (g) + H 2 OA (penyelesaian)

Peringkat utama pembubaran cecair dalam cecair ialah resapan, yang kadarnya meningkat dengan peningkatan suhu. Oleh itu, keterlarutan bersama cecair meningkat dengan peningkatan suhu.

Terdapat tiga jenis cecair:

a) larut tanpa had antara satu sama lain: H 2 SO 4 / H 2 O, C 2 H 5 OH / H 2 O;

b) jarang larut: C 6 H 6 / H 2 O

c) benar-benar tidak larut: Hg / H 2 O.

Jika komponen ketiga ditambah kepada sistem dua cecair tidak larut, maka nisbah kepekatannya dalam setiap cecair ialah nilai malar pada suhu tertentu (undang-undang taburan Nernst-Shilov) (Rajah 6).

Melukis6 - Undang-undang pengedaran Nernst-Shilov

Undang-undang Nernst-Shilov adalah asas teori pengekstrakan, salah satu kaedah untuk memisahkan campuran.

Pelarutan pepejal dalam air diterangkan dengan skema berikut:

A (k) + H 2 OA (penyelesaian), Dр Н > O

Jika elektrolit yang mudah larut (garam, bes atau asid) larut, maka keseimbangan heterogen antara pepejal dan ionnya dalam larutan tepu boleh diwakili oleh rajah:

A n B m (k) nA m+ (aq) + mB n- (aq).

Keseimbangan ini dicirikan menggunakan pemalar keterlarutan Ks, yang merupakan pemalar keseimbangan heterogen:

K s = n m

Untuk elektrolit binari n = m= 1, oleh itu

K s = · .

Sehubungan itu, S 2 =K s, dan S =

Sebagai contoh, apabila garam yang sedikit larut BaSO 4 dibubarkan dalam air, keseimbangan heterogen diwujudkan antara kristal bahan dan ionnya dalam larutan tepu:

BaSO 4 (k) Ba 2+ (aq) + SO 4 2- (aq)

Mengikut hukum tindakan jisim, K S = = 1.1·10 -10.

Oleh itu S =
.

Semakin rendah Ks, semakin rendah keterlarutan bahan tersebut dan semakin mudah bagi mendakan elektrolit yang jarang larut terbentuk.

Keadaan untuk pembentukan mendakan elektrolit yang mudah larut boleh dirumuskan seperti berikut: Mendakan terbentuk daripada larutan tepu dan supertepu. Dalam larutan tepu · = K s , dan dalam larutan supertepu · > K s

Salah satu proses heterogen yang paling penting dalam vivo ialah pembentukan tisu tulang. Komponen mineral utama tisu tulang ialah kalsium hidroksifosfat (hidroksiapatit) Sa 5 (RO 4 ) 3 DIA.

Proses pembentukan tisu tulang boleh diwakili seperti berikut. Dalam darah pada pH = 7.4, anion HPO 4 2– dan H 2 PO 4 –, serta kation Ca 2+, didapati dalam kuantiti yang lebih kurang sama. Selepas membandingkan pemalar keterlarutan CaHPO 4 (K S = 2.7∙10 –7) dan Ca(H 2 PO 4) 2 (K S = 1∙10 –3), menjadi jelas bahawa garam CaHPO 4 kurang larut. Akibatnya, ia adalah CaHPO 4 yang terbentuk pada peringkat pertama pembentukan tisu tulang:

Ca 2+ + NPO 4 2– CaHPO 4 .

Pembentukan selanjutnya hidroksoapatit berlaku mengikut persamaan:

3 CaHPO 4 + Ca 2+ + 2 OH – Ca 4 H(PO 4) 3 + 2 H 2 O,

Ca 4 H (PO 4) 3 + Ca 2+ + 2 OH – Ca 5 (PO 4) 3 OH + H 2 O.

Pemalar keterlarutan hidroksoapatit adalah sangat kecil (K S = 10 -58), yang menunjukkan kestabilan tinggi tisu tulang.

Dengan lebihan ion Ca 2+ dalam darah, keseimbangan beralih ke kanan, yang membawa kepada kalsifikasi tulang. Dengan kekurangan Ca 2+, keseimbangan beralih ke kiri; tisu tulang musnah. Pada kanak-kanak ini membawa kepada riket, berkembang pada orang dewasa osteoporosis.

Sekiranya terdapat kekurangan kalsium dalam tisu tulang, tempatnya boleh diambil oleh analog elektronik terdekat: berilium dan strontium. Pengumpulan mereka menyebabkan sewajarnya berilium dan riket strontium(peningkatan kerapuhan dan kerapuhan tulang). Apabila radioisotop Sr-90 dimasukkan ke dalam tisu tulang, sumsum tulang disinari, yang boleh menyebabkan leukemia dan kanser lain. Kalsium menyekat pengumpulan strontium radioaktif badan.

Penyelesaian adalah sistem homogen yang terdiri daripada dua atau lebih bahan, kandungannya boleh diubah dalam had tertentu tanpa mengganggu kehomogenan.

air penyelesaian terdiri daripada air(pelarut) dan bahan terlarut. Keadaan bahan dalam larutan akueus, jika perlu, ditunjukkan oleh subskrip (p), contohnya, KNO 3 dalam larutan - KNO 3 (p).

Larutan yang mengandungi sejumlah kecil zat terlarut sering dipanggil dicairkan dan larutan dengan kandungan terlarut yang tinggi - tertumpu. Penyelesaian di mana pelarutan selanjutnya bahan mungkin dipanggil tak tepu dan larutan di mana bahan berhenti melarut dalam keadaan tertentu ialah tepu. Larutan terakhir sentiasa bersentuhan (dalam keseimbangan heterogen) dengan bahan tidak terlarut (satu kristal atau lebih).

Di bawah keadaan khas, contohnya apabila berhati-hati (tanpa kacau) menyejukkan larutan tak tepu panas padu bahan yang boleh terbentuk terlebih tepu penyelesaian. Apabila kristal bahan diperkenalkan, larutan tersebut dibahagikan kepada larutan tepu dan mendakan bahan tersebut.

Sesuai dengan teori kimia penyelesaian D.I. Mendeleev, pelarutan bahan dalam air disertai, pertama, kemusnahan ikatan kimia antara molekul (ikatan antara molekul dalam bahan kovalen) atau antara ion (dalam bahan ionik), dan dengan itu zarah bahan bercampur dengan air (di mana beberapa ikatan hidrogen antara molekul juga dimusnahkan). Pemecahan ikatan kimia berlaku disebabkan oleh tenaga haba pergerakan molekul air, dan ini berlaku kos tenaga dalam bentuk haba.

Kedua, sekali dalam air, zarah (molekul atau ion) bahan tertakluk kepada penghidratan. Akibatnya, hidrat– sebatian komposisi yang tidak pasti antara zarah bahan dan molekul air (komposisi dalaman zarah bahan itu sendiri tidak berubah apabila pembubaran). Proses ini disertai menonjolkan tenaga dalam bentuk haba akibat pembentukan ikatan kimia baru dalam hidrat.

Secara umum, penyelesaiannya adalah sama ada menyejukkan badan(jika penggunaan haba melebihi pelepasannya), atau memanaskan (sebaliknya); kadangkala - jika input haba dan pelepasannya sama - suhu larutan kekal tidak berubah.

Banyak hidrat ternyata sangat stabil sehingga tidak runtuh walaupun larutannya tersejat sepenuhnya. Oleh itu, hidrat hablur pepejal garam CuSO 4 5H 2 O, Na 2 CO 3 10H 2 O, KAl(SO 4) 2 12H 2 O, dsb.

Kandungan bahan dalam larutan tepu di T= const mencirikan secara kuantitatif keterlarutan daripada bahan ini. Keterlarutan biasanya dinyatakan sebagai jisim zat terlarut setiap 100 g air, contohnya 65.2 g KBr/100 g H 2 O pada 20 °C. Oleh itu, jika 70 g kalium bromida pepejal ditambah kepada 100 g air pada 20 °C, maka 65.2 g garam akan dimasukkan ke dalam larutan (yang akan menjadi tepu), dan 4.8 g pepejal KBr (lebihan) akan kekal pada bahagian bawah kaca.

Perlu diingat bahawa kandungan zat terlarut dalam kaya raya penyelesaian sama, V tak tepu penyelesaian kurang dan dalam terlebih tepu penyelesaian lebih keterlarutannya pada suhu tertentu. Oleh itu, larutan yang disediakan pada 20 °C daripada 100 g air dan natrium sulfat Na 2 SO 4 (keterlarutan 19.2 g/100 g H 2 O), mengandungi

15.7 g garam - tak tepu;

19.2 g garam - tepu;

2O.3 g garam – tepu tepu.

Keterlarutan bahan pepejal (Jadual 14) biasanya meningkat dengan peningkatan suhu (KBr, NaCl), dan hanya untuk sesetengah bahan (CaSO 4, Li 2 CO 3) sebaliknya diperhatikan.

Keterlarutan gas berkurangan dengan peningkatan suhu, dan meningkat dengan peningkatan tekanan; contohnya, pada tekanan 1 atm, keterlarutan ammonia ialah 52.6 (20 °C) dan 15.4 g/100 g H 2 O (80 °C), dan pada 20 °C dan 9 atm ialah 93.5 g/100 g H 2 O.

Selaras dengan nilai keterlarutan, bahan dibezakan:

– sangat larut, jisim yang dalam larutan tepu adalah setanding dengan jisim air (contohnya, KBr - pada 20 °C keterlarutan 65.2 g/100 g H 2 O; larutan 4.6 M), ia membentuk larutan tepu dengan kemolaran lebih daripada 0.1 J;

– sedikit larut, yang jisimnya dalam larutan tepu jauh lebih kecil daripada jisim air (contohnya, CaSO 4 - pada 20 °C keterlarutan 0.206 g/100 g H 2 O; larutan 0.015 M), ia membentuk larutan tepu dengan kemolaran 0.1– 0.001 J;

– hampir tidak larut, yang jisimnya dalam larutan tepu boleh diabaikan berbanding dengan jisim pelarut (contohnya, AgCl - pada 20 °C keterlarutan 0.00019 g setiap 100 g H 2 O; 0.0000134 M larutan), ia membentuk larutan tepu dengan kemolaran kurang daripada 0.001 J.

Disusun berdasarkan data rujukan jadual keterlarutan asid, bes dan garam biasa (Jadual 15), yang menunjukkan jenis keterlarutan, bahan yang tidak diketahui sains (tidak diperoleh) atau terurai sepenuhnya oleh air dicatatkan.

Konvensyen yang digunakan dalam jadual:

“p” – bahan yang sangat larut

"m" - bahan larut sedikit

“n” – bahan yang hampir tidak larut

“–” – bahan tidak diterima (tidak wujud)

» – bahan bercampur dengan air tanpa had

Catatan. Jadual ini sepadan dengan penyediaan larutan tepu pada suhu bilik dengan menambahkan bahan (dalam keadaan pengagregatan yang sesuai) ke dalam air. Perlu diambil kira bahawa mendapatkan pemendakan bahan yang kurang larut menggunakan tindak balas pertukaran ion tidak selalu dapat dilakukan (untuk butiran lanjut, lihat 13.4).

Apa yang akan kami lakukan dengan bahan yang diterima:

Jika bahan ini berguna kepada anda, anda boleh menyimpannya ke halaman anda di rangkaian sosial:

Tweet

Semua topik dalam bahagian ini:

Unsur biasa. struktur atom. Cengkerang elektronik. Orbital
Unsur kimia - jenis tertentu atom, ditetapkan dengan nama dan simbol dan dicirikan oleh nombor atom dan jisim atom relatif. Dalam jadual 1 senarai

Setiap orbital boleh menampung tidak lebih daripada dua elektron.
Satu elektron dalam orbital dipanggil tidak berpasangan, dua elektron dipanggil pasangan elektron:

Sifat unsur secara berkala bergantung pada nombor ordinal.
Perubahan komposisi yang berulang secara berkala kulit elektron atom unsur menerangkan perubahan berkala sifat unsur apabila bergerak melalui kala dan kumpulan Pe

Molekul. Ikatan kimia. Struktur bahan
Zarah kimia yang terbentuk daripada dua atau lebih atom dipanggil molekul (unit formula sebenar atau konvensional bahan poliatomik). Atom dalam mol

Kalsium
Kalsium adalah unsur tempoh ke-4 dan kumpulan IIA Jadual berkala, nombor siri 2O. Formula elektronik atom 4s2, keadaan pengoksidaan

aluminium
Aluminium ialah unsur tempoh ke-3 dan kumpulan IIIA sistem Berkala, nombor siri 13. Formula elektronik atom 3s23p1,

Mangan
Mangan ialah unsur tempoh ke-4 dan kumpulan VIIB Jadual Berkala, nombor siri 25. Formula elektronik atom ialah 3d54s2;

Sifat am logam. kakisan
Unsur-unsur dengan sifat logam terletak dalam kumpulan IA – VIA Jadual Berkala (Jadual 7).

Hidrogen
Hidrogen ialah unsur pertama Jadual Berkala (tempoh pertama, nombor siri 1). Tidak mempunyai analogi lengkap dengan yang lain unsur kimia dan bukan milik mana-mana

Klorin. Hidrogen klorida
Klorin ialah unsur tempoh ke-3 dan kumpulan VII A bagi sistem Berkala, nombor siri 17. Formula elektronik atom 3s23p5, ha

Klorida
Natrium klorida NaCl. Garam tanpa oksigen. Nama biasa ialah garam meja. Putih, sedikit higroskopik. Mencair dan mendidih tanpa penguraian. Larutkan secara sederhana

Hipoklorit. Klorat
Kalsium hipoklorit Ca(ClO)2. Garam asid hipoklorus HClO. Putih, terurai apabila dipanaskan tanpa cair. Larut dalam air sejuk(arr.

Bromida. Iodida
Kalium bromida KBr. Garam tanpa oksigen. Putih, tidak higroskopik, cair tanpa penguraian. Sangat larut dalam air, tiada hidrolisis. Agen pengurangan (lemah, h

Oksigen
Oksigen ialah unsur tempoh ke-2 dan kumpulan VIA Jadual Berkala, nombor siri 8, tergolong dalam chalcogens (tetapi lebih kerap dianggap secara berasingan). elektronik untuk

Sulfur. Hidrogen sulfida. Sulfida
Sulfur ialah unsur tempoh ke-3 dan kumpulan VIA Jadual Berkala, nombor siri 16, dan tergolong dalam chalcogens. Formula elektronik atom 3s

Sulfur dioksida. Sulfit
Sulfur dioksida SO2. Asid oksida. Gas tidak berwarna dengan bau yang menyengat. Molekul mempunyai struktur segi tiga tidak lengkap [: S(O)2] (sp

Asid sulfurik. Sulfat
Asid sulfurik H2SO4. Asid okso. Cecair tidak berwarna, sangat likat (berminyak), sangat higroskopik. Molek

Nitrogen. Ammonia
Nitrogen ialah unsur tempoh ke-2 dan kumpulan VA bagi sistem Berkala, nombor siri 7. Formula elektronik atom ialah 2s22p3, aksara

Nitrogen oksida. Asid nitrik
Nitrogen monoksida NO. Oksida bukan pembentuk garam. Gas tidak berwarna. Radikal, mengandungi ikatan σπ‑ kovalen (N=O), dalam dimer keadaan pepejal N2

Nitrit. Nitrat
Kalium nitritKNO2. oxosol. Putih, higroskopik. Mencair tanpa penguraian. Stabil dalam udara kering. Sangat larut dalam air (tidak berwarna

Karbon percuma
Karbon ialah unsur tempoh ke-2 dan kumpulan IVA Jadual Berkala, nombor siri 6. Kimia karbon terutamanya kimia sebatian organik; bukan organik

Karbon oksida
Karbon monoksida CO. Oksida bukan pembentuk garam. Gas tidak berwarna, tidak berbau, lebih ringan daripada udara. Molekulnya adalah polar lemah, mengandungi tiga kovalen σππ

Karbonat
Natrium karbonat Na2CO3. oxosol. Nama teknikal abu soda. Putih, cair dan reput apabila dipanaskan. Perasaan

silikon
Silikon ialah unsur tempoh ke-3 dan kumpulan IVA Jadual Berkala, nombor siri 14. Formula elektronik atom ialah 3s23p2. X

Alkana. Sikloalkana
Alkana (parafin) ialah sebatian karbon dan hidrogen, dalam molekul yang mana atom karbonnya bersambung antara satu sama lain ikatan tunggal(hidrokarbon marginal

Alkena. Alcadienes
Alkena (olefin) ialah hidrokarbon yang molekulnya mengandungi atom karbon yang bersambung antara satu sama lain ikatan berganda (hidrokarbon tak tepu barisan

Alkohol. Eter. Fenol
Alkohol ialah terbitan hidrokarbon yang mengandungi kumpulan berfungsi OH (hidroksil). Alkohol yang mempunyai satu kumpulan OH dipanggil monoat

Aldehid dan keton
Aldehid dan keton ialah derivatif hidrokarbon yang mengandungi kumpulan berfungsi karbonil CO. Dalam aldehid, kumpulan karbonil terikat kepada a

Asid karboksilik. Ester. Lemak
Asid karboksilik– ini adalah terbitan hidrokarbon yang mengandungi kumpulan berfungsi COOH (karboksil). Formula dan nama beberapa ubat biasa

Karbohidrat
Karbohidrat (gula) adalah sebatian semula jadi terpenting yang terdiri daripada karbon, hidrogen dan oksigen. Karbohidrat dibahagikan kepada monosakarida, disakarida dan polisakarida

Sebatian nitro. Amina
Sangat penting dalam ekonomi negara yang mengandungi nitrogen bahan organik. Nitrogen boleh terdapat dalam sebatian organik dalam bentuk kumpulan nitro NO2, kumpulan amino NH2 dan

Asid amino. tupai
Asid amino ialah sebatian organik yang mengandungi dua kumpulan berfungsi– asid COOH dan amina NH2

Kelajuan tindak balas
Ciri kuantitatif kelajuan arus tindak balas kimia A + B → D + E ialah kelajuannya, iaitu kelajuan interaksi zarah reagen A

Kadar tindak balas kimia adalah berkadar terus dengan hasil kepekatan molar bahan tindak balas
jika tindak balas memerlukan perlanggaran dua molekul yang bertindak balas. Pergantungan ini dipanggil hukum kinetik pelakon massa (K. Gullberg, P. Vogue

Tenaga tindak balas
Sebarang tindak balas disertai dengan pembebasan atau penyerapan tenaga dalam bentuk haba. Dalam bahan permulaan ikatan kimia koyak, dan tenaga dibelanjakan untuk ini (iaitu, ia

Keterbalikan tindak balas
Tindak balas kimia dipanggil boleh balik jika, dalam keadaan tertentu, bukan sahaja tindak balas langsung (→) berlaku, tetapi juga tindak balas terbalik, iaitu, bahan permulaan terbentuk

Apabila sistem keseimbangan terjejas, keseimbangan kimia beralih ke sisi yang menentang kesan ini.
Mari kita pertimbangkan dengan lebih terperinci pengaruh faktor seperti suhu, tekanan, kepekatan ke atas peralihan keseimbangan. 1. Suhu. Peningkatan suhu

Pemisahan elektrolitik
Pelarutan sebarang bahan dalam air disertai dengan pembentukan hidrat. Jika pada masa yang sama tiada perubahan formula berlaku dalam zarah bahan terlarut dalam larutan, maka bahan tersebut

Pemisahan air. Medium penyelesaian
Air itu sendiri adalah elektrolit yang sangat lemah:

Tindak balas pertukaran ion
Dalam larutan cair elektrolit (asid, bes, garam), tindak balas kimia biasanya berlaku dengan penyertaan ion. Dalam kes ini, semua unsur reagen boleh dipelihara

Hidrolisis garam
Hidrolisis garam ialah interaksi ionnya dengan air, yang membawa kepada kemunculan persekitaran berasid atau beralkali, tetapi tidak disertai dengan pembentukan mendakan atau gas (di bawah

Agen pengoksidaan dan agen penurunan
Tindak balas redoks berlaku dengan peningkatan dan penurunan serentak dalam keadaan pengoksidaan unsur dan disertai dengan pemindahan elektron:

Pemilihan kemungkinan menggunakan kaedah baki elektronik
Kaedah ini terdiri daripada beberapa peringkat. 1. Tuliskan skema tindak balas; cari unsur-unsur yang meningkatkan dan mengurangkan keadaan pengoksidaannya, dan pahit

Julat tegasan logam
Dalam siri tegasan logam, anak panah sepadan dengan penurunan dalam keupayaan mengurangkan logam dan peningkatan dalam keupayaan pengoksidaan kation mereka dalam larutan akueus (persekitaran berasid):

Elektrolisis leburan dan larutan
Elektrolisis ialah proses redoks yang berlaku pada elektrod semasa laluan pemalar arus elektrik melalui penyelesaian atau

Pecahan jisim zat terlarut. Pencairan, kepekatan dan pencampuran larutan
Pecahan jisim bahan terlarut B (ω in) ialah nisbah jisim bahan B (t in) kepada jisim larutan (m (p)

Nisbah isipadu gas
Untuk tindak balas kimia a A + b B = c C + d D hubungan itu berpuas hati

Jisim (isipadu, jumlah bahan) produk oleh reagen secara berlebihan atau dengan kekotoran
Lebihan dan kekurangan reagen. Kuantiti, jisim dan isipadu (untuk gas) reagen tidak selalu diambil secara stoikiometri, iaitu, mengikut persamaan tindak balas. H

Mencari formula molekul bagi sebatian organik
Apabila memperoleh formula bahan, terutamanya dalam kimia organik, ketumpatan relatif gas sering digunakan. Ketumpatan relatif gas X – nisbah ketumpatan mutlak