สารอะไรละลายในเคมีของน้ำ ความสามารถในการละลายของของแข็งในน้ำ

ความสามารถในการละลายคือความสามารถของสารที่จะก่อตัวขึ้นด้วยตัวทำละลายต่างๆ ของผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน- ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว ปริมาณของตัวถูกละลายที่จำเป็นเพื่อให้ได้สารละลายอิ่มตัวจะกำหนดสารนี้ ในกรณีนี้ ความสามารถในการละลายมีการวัดเช่นเดียวกับองค์ประกอบ เช่น เศษส่วนมวลของตัวถูกละลายในสารละลายอิ่มตัว หรือปริมาณของตัวถูกละลายในสารละลายอิ่มตัว

สารทั้งหมดในแง่ของความสามารถในการละลายสามารถจำแนกได้เป็น:

ละลายได้ดี - สารมากกว่า 10 กรัมสามารถละลายในน้ำ 100 กรัม
ละลายได้เล็กน้อย - สารน้อยกว่า 1 กรัมสามารถละลายในน้ำ 100 กรัม
ไม่ละลายน้ำ - สารน้อยกว่า 0.01 กรัมสามารถละลายในน้ำ 100 กรัม

เป็นที่รู้กันว่าถ้า ขั้วขั้วของตัวถูกละลายมีความคล้ายคลึงกับขั้วของตัวทำละลาย จึงมีแนวโน้มที่จะละลาย หากขั้วต่างกัน ก็มีความเป็นไปได้สูงที่วิธีแก้ปัญหาจะไม่ทำงาน ทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้น?

ตัวทำละลายขั้วโลก – ตัวถูกละลายมีขั้ว

ตัวอย่างเช่น ให้เราอธิบายสารละลายเกลือแกงในน้ำ ดังที่เราทราบกันดีอยู่แล้วว่าโมเลกุลของน้ำมีลักษณะเป็นขั้วโดยธรรมชาติโดยมีประจุบวกบางส่วนบนอะตอมไฮโดรเจนแต่ละอะตอมและมีประจุลบบางส่วนบนอะตอมออกซิเจน และของแข็งไอออนิก เช่น โซเดียมคลอไรด์ มีแคตไอออนและแอนไอออน ดังนั้นเมื่อใส่เกลือแกงลงในน้ำบางส่วน ประจุบวกบนอะตอมไฮโดรเจนของโมเลกุลของน้ำถูกดึงดูดโดยไอออนคลอรีนที่มีประจุลบใน NaCl ในทำนองเดียวกันบางส่วน ประจุลบบนอะตอมออกซิเจนของโมเลกุลของน้ำถูกดึงดูดโดยโซเดียมไอออนที่มีประจุบวกใน NaCl และเนื่องจากแรงดึงดูดของโมเลกุลของน้ำสำหรับไอออนโซเดียมและคลอรีน ปฏิสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้นเมื่อจับเข้าด้วยกันเกลือก็จะละลาย

ตัวทำละลายไม่มีขั้ว – สารที่ละลายน้ำได้ไม่มีขั้ว

เรามาลองละลายคาร์บอนเตตราโบรไมด์หนึ่งชิ้นในคาร์บอนเตตราคลอไรด์กัน ในสถานะของแข็ง โมเลกุลของคาร์บอนเตตราโบรไมด์จะถูกยึดเข้าด้วยกันโดยปฏิกิริยาการกระจายตัวที่อ่อนแอมาก เมื่อใส่คาร์บอนเตตระคลอไรด์ โมเลกุลของมันจะเกิดการจัดเรียงตัวที่วุ่นวายมากขึ้น กล่าวคือ เอนโทรปีของระบบเพิ่มขึ้นและสารประกอบก็ละลาย

ความสมดุลของการละลาย

พิจารณาสารละลายของสารประกอบที่ละลายน้ำได้เล็กน้อย เพื่อให้เกิดความสมดุลระหว่างของแข็งกับสารละลาย สารละลายจะต้องอิ่มตัวและสัมผัสกับส่วนที่ยังไม่ละลายของของแข็ง

ตัวอย่างเช่น ให้สร้างสมดุลในสารละลายซิลเวอร์คลอไรด์อิ่มตัว:

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

สารประกอบที่เป็นปัญหาคือไอออนิกและมีอยู่ในรูปของไอออนเมื่อละลาย เรารู้อยู่แล้วว่าในปฏิกิริยาที่ต่างกันความเข้มข้นของของแข็งจะคงที่ซึ่งทำให้เราสามารถรวมมันไว้ในค่าคงที่สมดุลได้ ดังนั้น นิพจน์ for จะมีลักษณะดังนี้:

K = [Cl - ]

ค่าคงที่นี้เรียกว่า ประชาสัมพันธ์ผลิตภัณฑ์ละลายน้ำโดยมีเงื่อนไขว่าความเข้มข้นจะแสดงเป็นโมล/ลิตร

พีอาร์ = [Cl - ]

ผลิตภัณฑ์ละลายน้ำเท่ากับผลคูณของความเข้มข้นของฟันกรามของไอออนที่มีส่วนร่วมในสมดุล โดยมีกำลังเท่ากับค่าสัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์ที่สอดคล้องกันในสมการสมดุล
จำเป็นต้องแยกแยะระหว่างแนวคิดเรื่องการละลายกับผลคูณของการละลาย ความสามารถในการละลายของสารสามารถเปลี่ยนแปลงได้เมื่อมีการเติมสารอื่นลงในสารละลาย และผลิตภัณฑ์ความสามารถในการละลายไม่ได้ขึ้นอยู่กับการมีอยู่ของ สารเพิ่มเติม- แม้ว่าปริมาณทั้งสองนี้จะมีความสัมพันธ์กัน ซึ่งทำให้การรู้ปริมาณหนึ่งสามารถคำนวณอีกปริมาณหนึ่งได้

ขึ้นอยู่กับความสามารถในการละลายของอุณหภูมิและความดัน

เล่นน้ำ บทบาทที่สำคัญในชีวิตเราก็สามารถละลายได้ จำนวนมากสารที่มี คุ้มค่ามากสำหรับเรา ดังนั้นเราจะเน้นไปที่สารละลายที่เป็นน้ำ

ความสามารถในการละลายก๊าซจะเพิ่มขึ้นด้วย แรงกดดันเพิ่มขึ้นก๊าซเหนือตัวทำละลาย และความสามารถในการละลายของของแข็งและ สารของเหลวขึ้นอยู่กับความกดดันเล็กน้อย

วิลเลียม เฮนรี่ตอนแรกก็สรุปได้ว่า ปริมาณของก๊าซที่ละลายที่อุณหภูมิคงที่ในปริมาตรของของเหลวที่กำหนดจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความดันของมัน. คำสั่งนี้รู้จักกันในนาม กฎของเฮนรี่และแสดงด้วยความสัมพันธ์ดังต่อไปนี้:

С = k·P,

โดยที่ C คือความสามารถในการละลายของก๊าซในสถานะของเหลว

P คือแรงดันแก๊สเหนือสารละลาย

k – ค่าคงที่ของเฮนรี่

รูปต่อไปนี้แสดงกราฟความสามารถในการละลายของก๊าซบางชนิดในน้ำ เกี่ยวกับอุณหภูมิที่ความดันแก๊สคงที่เหนือสารละลาย (1 atm)

อย่างที่เห็น ความสามารถในการละลายของก๊าซจะลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ตรงกันข้ามกับสารประกอบไอออนิกส่วนใหญ่ ซึ่งความสามารถในการละลายจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น

ผลกระทบของอุณหภูมิต่อความสามารถในการละลายขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงเอนทาลปีที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการละลาย ในระหว่างกระบวนการดูดความร้อน ความสามารถในการละลายจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น นี่ตามมาจากสิ่งที่เรารู้อยู่แล้ว : หากคุณเปลี่ยนเงื่อนไขข้อใดข้อหนึ่งที่ระบบอยู่ในสภาวะสมดุล - ความเข้มข้น ความดัน หรืออุณหภูมิ - สมดุลจะเปลี่ยนไปตามทิศทางของปฏิกิริยาที่ขัดขวางการเปลี่ยนแปลงนี้

ลองจินตนาการว่าเรากำลังเผชิญกับสารละลายที่อยู่ในสมดุลกับสารที่ละลายไปบางส่วน และกระบวนการนี้เป็นแบบดูดความร้อนนั่นคือ ไปกับการดูดซับความร้อนจากภายนอก แล้ว:

สาร + ตัวทำละลาย + ความร้อน = สารละลาย

ตาม หลักการของเลอ ชาเตอลิเยร์ที่ ดูดความร้อนกระบวนการสมดุลจะเปลี่ยนไปในทิศทางที่ส่งผลให้ความร้อนเข้าลดลงเช่น ไปทางขวา ดังนั้นความสามารถในการละลายจึงเพิ่มขึ้น ถ้าเป็นกระบวนการ คายความร้อนจากนั้นการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิจะทำให้ความสามารถในการละลายลดลง

การขึ้นอยู่กับความสามารถในการละลายของสารประกอบไอออนิกกับอุณหภูมิ

เป็นที่ทราบกันว่ามี สารละลายของของเหลวในของเหลว- บางชนิดสามารถละลายกันได้ในปริมาณไม่จำกัด เช่น น้ำ และ เอทานอลในขณะที่บางชนิดละลายเพียงบางส่วนเท่านั้น ดังนั้นหากคุณพยายามละลายคาร์บอนเตตระคลอไรด์ในน้ำก็จะเกิดสองชั้น: ชั้นบนเป็นสารละลายน้ำอิ่มตัวในคาร์บอนเตตราคลอไรด์และชั้นล่างเป็นสารละลายอิ่มตัวของคาร์บอนเตตราคลอไรด์ในน้ำ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ความสามารถในการละลายร่วมกันของของเหลวดังกล่าวโดยทั่วไปจะเพิ่มขึ้น สิ่งนี้เกิดขึ้นจนกว่าจะถึง อุณหภูมิวิกฤตโดยที่ของเหลวทั้งสองชนิดผสมกันในสัดส่วนเท่าใดก็ได้ ความสามารถในการละลายของของเหลวนั้นแทบไม่ขึ้นอยู่กับความดัน

เมื่อสารที่สามารถละลายได้ในของเหลวทั้งสองชนิดนี้ถูกใส่เข้าไปในส่วนผสมที่ประกอบด้วยของเหลวที่ไม่สามารถผสมกันได้ 2 ชนิด การกระจายตัวระหว่างของเหลวเหล่านี้จะแปรผันตามความสามารถในการละลายของสารแต่ละชนิด เหล่านั้น. ตาม กฎหมายการกระจาย สารที่สามารถละลายได้ในตัวทำละลายที่ละลายไม่ได้สองตัวจะถูกกระจายระหว่างสารเหล่านั้นเพื่อให้อัตราส่วนของความเข้มข้นในตัวทำละลายเหล่านี้ที่อุณหภูมิคงที่ยังคงที่โดยไม่คำนึงถึงปริมาณตัวถูกละลายทั้งหมด:

ค 1 / ค 2 = เค

โดยที่ C 1 และ C 2 คือความเข้มข้นของสารในของเหลวสองชนิด

K – สัมประสิทธิ์การกระจาย

หมวดหมู่,

ความสามารถในการละลายเรียกว่าความสามารถของสารในการละลายในตัวทำละลายชนิดใดชนิดหนึ่ง การวัดความสามารถในการละลายของสารภายใต้สภาวะที่กำหนดคือปริมาณของสารนั้นในสารละลายอิ่มตัว . หากสารมากกว่า 10 กรัมละลายในน้ำ 100 กรัม จะเรียกว่าสารนั้น ละลายน้ำได้สูง- หากสารละลายน้อยกว่า 1 กรัมแสดงว่าสารนั้นละลาย ละลายได้เล็กน้อย- ในที่สุดเนื้อหาก็ถือว่าใช้งานได้จริง ไม่ละลายน้ำถ้ามีสารน้อยกว่า 0.01 กรัมเข้าไปในสารละลาย ไม่มีสารที่ไม่ละลายน้ำอย่างแน่นอน แม้ว่าเราจะเทน้ำลงในภาชนะแก้ว ส่วนเล็กๆ ของโมเลกุลแก้วก็จะเข้าไปในสารละลายอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

ความสามารถในการละลายซึ่งแสดงเป็นมวลของสารที่สามารถละลายในน้ำ 100 กรัมที่อุณหภูมิที่กำหนดก็เรียกว่า ค่าสัมประสิทธิ์การละลาย.

ความสามารถในการละลายของสารบางชนิดในน้ำได้ที่ อุณหภูมิห้อง.

ความสามารถในการละลายส่วนใหญ่ (แต่ไม่ใช่ทั้งหมด!) ของแข็งเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นจะเพิ่มขึ้นและความสามารถในการละลายของก๊าซจะลดลงในทางกลับกัน สาเหตุหลักมาจากความจริงที่ว่าโมเลกุลของก๊าซ การเคลื่อนไหวด้วยความร้อนสามารถปล่อยสารละลายได้ง่ายกว่าโมเลกุลของแข็งมาก

ถ้าเราวัดความสามารถในการละลายของสารได้ที่ อุณหภูมิที่แตกต่างกันจะพบว่าสารบางชนิดเปลี่ยนความสามารถในการละลายได้อย่างเห็นได้ชัดขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ส่วนสารอื่น ๆ - ไม่มากนัก

เมื่อละลายของแข็งในน้ำปริมาตรของระบบมักจะเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย ดังนั้น ความสามารถในการละลายของสารในสถานะของแข็งจึงไม่ขึ้นอยู่กับความดัน

ของเหลวยังสามารถละลายในของเหลวได้- บางส่วนละลายได้ไม่จำกัด กล่าวคือ ผสมกันในสัดส่วนใดก็ได้ เช่น แอลกอฮอล์และน้ำ ในขณะที่บางชนิดละลายร่วมกันจนถึงขีดจำกัดที่กำหนดเท่านั้น ดังนั้นหากคุณเขย่าไดเอทิลอีเทอร์กับน้ำ จะเกิดสองชั้น: ชั้นบนเป็นสารละลายอิ่มตัวของน้ำในอีเทอร์ และชั้นล่างเป็นสารละลายอีเทอร์อิ่มตัวในน้ำ ในกรณีเช่นนี้ส่วนใหญ่ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ความสามารถในการละลายร่วมกันของของเหลวจะเพิ่มขึ้นจนกระทั่งถึงอุณหภูมิที่ของเหลวทั้งสองผสมกันในสัดส่วนเท่าใดก็ได้

การละลายของก๊าซในน้ำเป็นกระบวนการคายความร้อน ดังนั้นความสามารถในการละลายของก๊าซจะลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น หากทิ้งแก้วไว้ด้วย น้ำเย็นจากนั้นผนังด้านในถูกปกคลุมไปด้วยฟองแก๊ส - นี่คืออากาศที่ละลายในน้ำและถูกปล่อยออกมาเนื่องจากความร้อน การต้มสามารถกำจัดอากาศที่ละลายน้ำทั้งหมดออกจากน้ำได้

สารละลายคือระบบที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งประกอบด้วยสารตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป ซึ่งเนื้อหาสามารถเปลี่ยนแปลงได้ภายในขีดจำกัดที่กำหนดโดยไม่รบกวนความเป็นเนื้อเดียวกัน

น้ำโซลูชั่นประกอบด้วย น้ำ(ตัวทำละลาย) และ สารที่ละลายสถานะของสารใน สารละลายที่เป็นน้ำหากจำเป็นจะมีการระบุด้วยตัวห้อย (p) เช่น KNO 3 ในโซลูชัน - KNO 3 (p)

สารละลายที่มีตัวถูกละลายจำนวนเล็กน้อยมักเรียกว่า เจือจางและแนวทางแก้ไขด้วย เนื้อหาสูงตัวถูกละลาย – เข้มข้นสารละลายที่สามารถละลายสารได้มากขึ้นเรียกว่า ไม่อิ่มตัวและสารละลายที่สารหยุดละลายภายใต้สภาวะที่กำหนดคือ อิ่มตัวสารละลายหลังจะสัมผัสกันเสมอ (ในสมดุลต่างกัน) กับสารที่ไม่ละลายน้ำ (ตั้งแต่หนึ่งผลึกขึ้นไป)

ใน เงื่อนไขพิเศษตัวอย่างเช่น เมื่อระบายความร้อนสารละลายไม่อิ่มตัวที่ร้อนอย่างระมัดระวัง (โดยไม่คน) แข็งสารที่สามารถก่อตัวได้ อิ่มตัวมากเกินไปสารละลาย. เมื่อนำผลึกของสารมาใช้ สารละลายดังกล่าวจะถูกแบ่งออกเป็นสารละลายอิ่มตัวและตะกอนของสาร

ตาม ทฤษฎีเคมีโซลูชั่น D.I. Mendeleev ประการแรกการละลายของสารในน้ำจะตามมาด้วย การทำลายพันธะเคมีระหว่างโมเลกุล ( พันธะระหว่างโมเลกุลวี สารโควาเลนต์) หรือระหว่างไอออน (ใน สารไอออนิก) จึงทำให้อนุภาคของสารผสมกับน้ำได้ (ซึ่งในส่วนของ พันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุล) การแตกพันธะเคมีเกิดขึ้นเนื่องจากพลังงานความร้อนในการเคลื่อนที่ของโมเลกุลของน้ำ และสิ่งนี้ก็เกิดขึ้น ค่าใช้จ่ายพลังงานในรูปของความร้อน

ประการที่สอง เมื่ออยู่ในน้ำ อนุภาค (โมเลกุลหรือไอออน) ของสารจะถูกสัมผัส ความชุ่มชื้นเป็นผลให้ ให้ความชุ่มชื้น– สารประกอบที่มีองค์ประกอบไม่แน่นอนระหว่างอนุภาคของสสารกับโมเลกุลของน้ำ ( องค์ประกอบภายในอนุภาคของสสารเองจะไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อละลาย) กระบวนการนี้มาพร้อมกับ เน้นพลังงานในรูปของความร้อนอันเนื่องมาจากการก่อตัวของพันธะเคมีใหม่ในไฮเดรต

โดยทั่วไปแล้ววิธีแก้ปัญหาก็คืออย่างใดอย่างหนึ่ง เย็นลง(หากใช้ความร้อนเกินกว่าที่ปล่อยออกมา) หรือร้อนขึ้น (นิ้ว มิฉะนั้น- บางครั้ง - ถ้าความร้อนเข้าและปล่อยออกมาเท่ากัน - อุณหภูมิของสารละลายยังคงไม่เปลี่ยนแปลง

ไฮเดรตจำนวนมากมีความเสถียรมากจนไม่ยุบตัวแม้ว่าสารละลายจะระเหยไปหมดแล้วก็ตาม ดังนั้นจึงทราบผลึกไฮเดรตที่เป็นของแข็งของเกลือ CuSO 4 · 5H 2 O, Na 2 CO 3 · 10H 2 O, KAl(SO 4) 2 12H 2 O เป็นต้น

ปริมาณของสารในสารละลายอิ่มตัวอยู่ที่ ต= const แสดงลักษณะเชิงปริมาณ ความสามารถในการละลายของสารนี้ ความสามารถในการละลายมักจะแสดงเป็นมวลของตัวถูกละลายต่อน้ำ 100 กรัม เช่น 65.2 กรัม KBr/100 กรัม H 2 O ที่ 20 °C ดังนั้น หากเติมโพแทสเซียมโบรไมด์ที่เป็นของแข็ง 70 กรัมลงในน้ำ 100 กรัมที่อุณหภูมิ 20 °C เกลือ 65.2 กรัมจะเข้าไปในสารละลาย (ซึ่งจะอิ่มตัว) และ KBr ที่เป็นของแข็ง 4.8 กรัม (ส่วนเกิน) จะยังคงอยู่ที่ ด้านล่างของกระจก

ควรจำไว้ว่าเนื้อหาของตัวถูกละลายใน รวยสารละลาย เท่ากับ, วี ไม่อิ่มตัวสารละลาย น้อยและใน อิ่มตัวมากเกินไปสารละลาย มากกว่าความสามารถในการละลายได้ที่อุณหภูมิที่กำหนด ดังนั้น สารละลายที่เตรียมที่อุณหภูมิ 20 °C จากน้ำ 100 กรัม และโซเดียมซัลเฟต Na 2 SO 4 (ความสามารถในการละลาย 19.2 กรัม/100 กรัม H 2 O) ที่มี

เกลือ 15.7 กรัม – ไม่อิ่มตัว

เกลือ 19.2 กรัม – อิ่มตัว

เกลือ 2O.3 กรัม – อิ่มตัวยิ่งยวด

ความสามารถในการละลายของสารของแข็ง (ตารางที่ 14) มักจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น (KBr, NaCl) และสำหรับสารบางชนิดเท่านั้น (CaSO 4, Li 2 CO 3) จะสังเกตเห็นสิ่งที่ตรงกันข้าม

ความสามารถในการละลายของก๊าซจะลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นและเพิ่มขึ้นตามความดันที่เพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น ที่ความดัน 1 atm ความสามารถในการละลายของแอมโมเนียคือ 52.6 (20 °C) และ 15.4 g/100 g H 2 O (80 °C) และที่ 20 °C และ 9 atm จะเป็น 93.5 g/100 ก.เอช 2 โอ.

ตามค่าความสามารถในการละลายสารจะมีความโดดเด่น:

– ละลายน้ำได้สูงมวลในสารละลายอิ่มตัวเทียบได้กับมวลน้ำ (เช่น KBr - ที่ 20 °C ความสามารถในการละลาย 65.2 g/100 g H 2 O; สารละลาย 4.6 M) ก่อให้เกิดสารละลายอิ่มตัวที่มีโมลาริตีมากกว่า 0.1 ม.;

– ละลายได้เล็กน้อยซึ่งมีมวลในสารละลายอิ่มตัวน้อยกว่ามวลน้ำอย่างมีนัยสำคัญ (เช่น CaSO 4 - ที่ 20 °C ความสามารถในการละลาย 0.206 g/100 g H 2 O; 0.015 M สารละลาย) ทำให้เกิดสารละลายอิ่มตัวโดยมีโมลาริตี 0.1– 0.001 ม.;

– แทบไม่ละลายน้ำ,ซึ่งมีมวลในสารละลายอิ่มตัวเล็กน้อยเมื่อเทียบกับมวลของตัวทำละลาย (เช่น AgCl - ที่ 20 °C ความสามารถในการละลาย 0.00019 กรัมต่อ 100 กรัม H 2 O; 0.0000134 M สารละลาย) พวกมันก่อตัวเป็นสารละลายอิ่มตัวที่มีโมลาริตีน้อยกว่า 0.001 ม.

เรียบเรียงตามข้อมูลอ้างอิง ตารางการละลายกรด เบส และเกลือทั่วไป (ตารางที่ 15) ซึ่งระบุถึงชนิดของความสามารถในการละลาย สารที่ไม่ รู้จักกับวิทยาศาสตร์(ไม่ได้มา) หรือสลายตัวโดยสมบูรณ์ด้วยน้ำ

ตำนานใช้ในตาราง:

"ร" - ดี สารที่ละลายน้ำได้

“m” คือสารที่ละลายน้ำได้เล็กน้อย

“n” – ในทางปฏิบัติ สารที่ไม่ละลายน้ำ

“-” – ไม่ได้รับสาร (ไม่มีอยู่)

“” – สารผสมกับน้ำได้ไม่จำกัด

บันทึก. ตารางนี้สอดคล้องกับการเตรียมสารละลายอิ่มตัวที่อุณหภูมิห้องโดยการเติมสาร (ตามความเหมาะสม สถานะของการรวมตัว) ลงไปในน้ำ ควรคำนึงว่าการตกตะกอนของสารที่ละลายได้ไม่ดีโดยใช้ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออนนั้นไม่สามารถทำได้เสมอไป (สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม ดู 13.4)

13.2. การแยกตัวด้วยไฟฟ้า

การละลายของสารใดๆ ในน้ำจะเกิดพร้อมกับการก่อตัวของไฮเดรต หากในเวลาเดียวกันไม่มีการเปลี่ยนแปลงสูตรเกิดขึ้นในอนุภาคของสารที่ละลายในสารละลายสารดังกล่าวจะถูกจัดประเภทเป็น ไม่ใช่อิเล็กโทรไลต์เช่น ก๊าซ เป็นต้น ไนโตรเจนยังไม่มีข้อความ 2 ของเหลว คลอโรฟอร์ม CHCl 3 ของแข็ง ซูโครส C 12 H 22 O 11 ซึ่งในสารละลายที่เป็นน้ำมีอยู่ในรูปของไฮเดรตของโมเลกุล

รู้จักสารหลายชนิด (ใน มุมมองทั่วไป MA) ซึ่งหลังจากละลายในน้ำและสร้างไฮเดรตของโมเลกุล MA nH 2 O จะเกิดการเปลี่ยนแปลงสูตรที่สำคัญ เป็นผลให้ไอออนไฮเดรตปรากฏในสารละลาย - แคตไอออน M + nH 2 O และแอนไอออน A nH 2 O:

สารดังกล่าวจัดอยู่ในประเภท อิเล็กโทรไลต์

กระบวนการปรากฏไอออนไฮเดรตในสารละลายที่เป็นน้ำเรียกว่า การแยกตัวด้วยไฟฟ้า (เอส. อาร์เรเนียส, 1887)

การแยกตัวด้วยไฟฟ้า อิออน สารที่เป็นผลึก(M +)(A -) ในน้ำคือ กลับไม่ได้ปฏิกิริยา:

สารดังกล่าวเป็นของ อิเล็กโทรไลต์ที่แข็งแกร่งซึ่งรวมถึงเบสและเกลือหลายชนิด เช่น

การแยกตัวด้วยไฟฟ้าของสาร MA ประกอบด้วย ขั้วโลก โมเลกุลโควาเลนต์, เป็น ย้อนกลับได้ปฏิกิริยา:

สารดังกล่าวจัดอยู่ในประเภทอิเล็กโทรไลต์อ่อน ได้แก่ กรดหลายชนิดและเบสบางชนิด เช่น

ในสารละลายน้ำเจือจางของอิเล็กโทรไลต์อ่อน เราจะพบทั้งโมเลกุลดั้งเดิมและผลิตภัณฑ์ของการแยกตัวออกจากกัน - ไอออนไฮเดรต

ลักษณะเชิงปริมาณของการแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์เรียกว่า ระดับของการแยกตัวออกจากกันและมีการระบุ? , เสมอ? > 0.

สำหรับ แข็งแกร่งอิเล็กโทรไลต์? = 1 ตามคำจำกัดความ (การแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์ดังกล่าวเสร็จสมบูรณ์)

สำหรับ อ่อนแอของอิเล็กโทรไลต์ระดับการแยกตัวคืออัตราส่วนของความเข้มข้นโมลของสารที่แยกตัวออก (c d) ต่อความเข้มข้นรวมของสารในสารละลาย (c):

ระดับความแตกแยกคือเศษส่วนของความสามัคคีหรือ 100% สำหรับอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอ? « จาก 1 (100%).

สำหรับ กรดอ่อน H n และระดับของการแยกตัวในแต่ละขั้นตอนถัดไปจะลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อเทียบกับขั้นตอนก่อนหน้า:

ระดับการแยกตัวขึ้นอยู่กับธรรมชาติและความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ รวมถึงอุณหภูมิของสารละลาย มันเติบโตไปด้วย ลดความเข้มข้นของสารในสารละลาย (เช่น เมื่อสารละลายเจือจาง) และเมื่อใด เครื่องทำความร้อน.

ใน เจือจางโซลูชั่น กรดแก่ H n A ไม่มีไฮโดรแอนไอออน H n-1 A ตัวอย่างเช่น:

บี เข้มข้นในสารละลายเนื้อหาของไฮโดรแอนไอออน (และแม้แต่โมเลกุลดั้งเดิม) จะสังเกตเห็นได้ชัดเจน:

(เป็นไปไม่ได้ที่จะสรุปสมการสำหรับขั้นตอนของการแยกตัวแบบย้อนกลับได้!) เมื่อให้ความร้อนค่า? 1 และ? 2 เพิ่มขึ้นซึ่งส่งเสริมให้เกิดปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับกรดเข้มข้น

กรดคืออิเล็กโทรไลต์ที่เมื่อแยกตัวออก จะจ่ายไฮโดรเจนไอออนบวกให้กับสารละลายที่เป็นน้ำ และไม่ก่อให้เกิดไอออนบวกอื่นใด:

ทั่วไป กรดแก่:

ในสารละลายน้ำเจือจาง (ตามเงื่อนไขไม่เกิน 10% หรือ 0.1 โมลาร์) กรดเหล่านี้จะแยกตัวออกอย่างสมบูรณ์ สำหรับกรดแก่ H n A รายการจะรวมไว้ด้วย ไฮโดรแอนไอออน(แอนไอออน เกลือของกรด) และแยกตัวออกจากกันอย่างสมบูรณ์ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้

ทั่วไป กรดอ่อน:

เบสคืออิเล็กโทรไลต์ที่เมื่อแยกตัวออก จะจ่ายไฮดรอกไซด์ไอออนและไม่มีไอออนอื่น ๆ ให้กับสารละลายที่เป็นน้ำ ไอออนลบอย่าสร้าง:

การแยกตัว ละลายได้น้อยเบส Mg(OH) 2, Cu(OH) 2, Mn(OH) 2, Fe(OH) 2 และอื่นๆ ความสำคัญในทางปฏิบัติไม่มี

ถึง แข็งแกร่งเหตุผล ( ด่าง) ได้แก่ NaOH, KOH, Ba(OH) 2 และอื่นๆ อีกมากมาย ฐานอ่อนแอที่มีชื่อเสียงที่สุดคือแอมโมเนียไฮเดรต NH 3 H 2 O

เกลือขนาดกลางคืออิเล็กโทรไลต์ที่เมื่อแยกตัวออก ให้ไอออนบวกใดๆ ยกเว้น H + และแอนไอออนใดๆ ยกเว้น OH เข้าไปในสารละลายที่เป็นน้ำ:

เรากำลังพูดถึงเฉพาะเกลือที่ละลายน้ำได้สูงเท่านั้น การแยกตัว ละลายได้น้อยและในทางปฏิบัติ ไม่ละลายน้ำเกลือไม่สำคัญ

แยกตัวออกเหมือนกัน เกลือคู่:

เกลือของกรด(ส่วนใหญ่ละลายน้ำได้) แยกตัวออกหมดตามประเภทของเกลือกลาง:

ในทางกลับกัน ไฮโดรแอนไอออนที่เกิดขึ้นจะสัมผัสกับน้ำ:

ก) ถ้า hydroanion เป็นของ แข็งแกร่งกรด แล้วตัวมันเองก็แยกตัวออกอย่างสมบูรณ์เช่นกัน:

และ สมการที่สมบูรณ์การแยกตัวจะถูกเขียนเป็น:

(สารละลายของเกลือดังกล่าวจะต้องมีสภาพเป็นกรดเช่นเดียวกับสารละลายของกรดที่เกี่ยวข้อง)

b) ถ้า hydroanion เป็นของ อ่อนแอกรด ดังนั้นพฤติกรรมของมันในน้ำจึงเป็นแบบคู่ - หรือการแยกตัวที่ไม่สมบูรณ์เช่นกรดอ่อน:

หรืออันตรกิริยากับน้ำ (เรียกว่า ไฮโดรไลซิสแบบผันกลับได้):

ที่? 1 > ? การแยกตัวออก 2 มีอำนาจเหนือกว่า (และสารละลายเกลือจะเป็นกรด) และที่? 1 > ? 2 – ไฮโดรไลซิส (และสารละลายเกลือจะเป็นด่าง) ดังนั้นสารละลายเกลือที่มีแอนไอออน HSO 3 -, H 2 PO 4 -, H 2 AsO 4 - และ HSeO 3 - จะเป็นกรดสารละลายเกลือที่มีแอนไอออนอื่น ๆ (ส่วนใหญ่) จะเป็นด่าง กล่าวอีกนัยหนึ่ง ชื่อ "กรด" สำหรับเกลือที่มีไฮโดรแอนไอออนส่วนใหญ่ไม่ได้หมายความว่าแอนไอออนเหล่านี้จะทำตัวเหมือนกรดในสารละลาย (ไฮโดรไลซิสของไฮโดรแอนไอออนและการคำนวณอัตราส่วนระหว่าง α1 และ α2 มีการศึกษาในโรงเรียนมัธยมเท่านั้น)

ขั้นพื้นฐานเกลือ MgCl(OH), Cu 2 CO 3 (OH) 2 และอื่นๆ ส่วนใหญ่ไม่ละลายในน้ำ และเป็นไปไม่ได้ที่จะพูดถึงพฤติกรรมของพวกมันในสารละลายที่เป็นน้ำ

13.3. การแยกตัวของน้ำ สารละลายขนาดกลาง

น้ำนั้นเองก็คือ อ่อนแอมากอิเล็กโทรไลต์:

ความเข้มข้นของ H + แคตไอออน และ OH - แอนไอออนใน น้ำสะอาดมีขนาดเล็กมากและมีปริมาณ 1 10 -7 โมล/ลิตร ที่อุณหภูมิ 25 °C

ไฮโดรเจนไอออนบวก H + เป็นนิวเคลียสที่ง่ายที่สุด - โปรตอน พี +(เปลือกอิเล็กตรอนของ H + แคตไอออนว่างเปล่า 1 วินาที 0) โปรตอนอิสระมีความคล่องตัวสูงและมีความสามารถในการเจาะทะลุ ล้อมรอบด้วยโมเลกุล H 2 O ซึ่งไม่สามารถคงอยู่อย่างอิสระได้ โปรตอนจะเกาะติดกับโมเลกุลของน้ำทันที:

ต่อไปนี้ เพื่อความง่าย สัญกรณ์ H + จะยังคงอยู่ (แต่ H 3 O + เป็นนัย)

ประเภท สภาพแวดล้อมของสารละลายที่เป็นน้ำ:

สำหรับน้ำที่อุณหภูมิห้องเรามี:

ดังนั้นในน้ำสะอาด:

ความเท่าเทียมกันนี้เป็นจริงสำหรับสารละลายที่เป็นน้ำด้วย:

ระดับ pH ที่ใช้งานจริงสอดคล้องกับช่วง 1-13 (สารละลายเจือจางของกรดและเบส):

ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกลางในทางปฏิบัติที่มีค่า pH = 6–7 และ pH = 7–8 ความเข้มข้นของ H + และ OH - มีน้อยมาก (1 10 -6 – 1 10 -7 โมล/ลิตร) และเกือบจะเท่ากับความเข้มข้น ของไอออนเหล่านี้ในน้ำบริสุทธิ์ พิจารณาสารละลายกรดและเบสดังกล่าว อย่างที่สุดเจือจาง (มีสารน้อยมาก)

หากต้องการกำหนดประเภทของตัวกลางของสารละลายในน้ำในทางปฏิบัติ ให้ใช้ ตัวชี้วัด– สารที่ให้สีเฉพาะแก่สารละลายที่เป็นกลาง เป็นกรด และ/หรือเป็นด่าง

ตัวชี้วัดทั่วไปในห้องปฏิบัติการ ได้แก่ สารลิตมัส เมทิลออเรนจ์ และฟีนอล์ฟทาลีน

เมทิลออเรนจ์ (ตัวบ่งชี้สภาพแวดล้อมที่เป็นกรด) จะกลายเป็น สีชมพูในสารละลายที่มีความเป็นกรดสูง (ตารางที่ 16) ฟีนอล์ฟทาลีน (ตัวบ่งชี้สำหรับสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง) - สีแดงเข้มในสารละลายที่เป็นด่างอย่างแรงและใช้สารลิตมัสในทุกสภาพแวดล้อม

13.4. ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออน

ในสารละลายอิเล็กโทรไลต์เจือจาง (กรด, เบส, เกลือ) ปฏิกิริยาเคมีมักเกิดขึ้นเมื่อมีส่วนร่วม ไอออน- ในกรณีนี้ องค์ประกอบทั้งหมดของรีเอเจนต์สามารถคงสถานะออกซิเดชันไว้ได้ ( ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยน)หรือเปลี่ยนพวกเขา ( ปฏิกิริยารีดอกซ์)ตัวอย่างที่ให้ไว้ด้านล่างเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยน (สำหรับการเกิดปฏิกิริยารีดอกซ์ ดูหัวข้อที่ 14)

ตาม กฎของเบอร์ทอลเล็ตปฏิกิริยาไอออนิกจะเกิดขึ้นจริงโดยไม่สามารถย้อนกลับได้หากมีการสร้างสารที่เป็นของแข็งและละลายน้ำได้เล็กน้อย(พวกมันตกตะกอน) สารระเหยสูง(พวกมันถูกปล่อยเป็นก๊าซ) หรือ สารที่ละลายน้ำได้ - อิเล็กโทรไลต์อ่อน(รวมทั้งน้ำด้วย) ปฏิกิริยาไอออนิกแสดงด้วยระบบสมการ - โมเลกุลที่สมบูรณ์และ อิออนสั้นสมการไอออนิกที่สมบูรณ์ไม่ได้ระบุไว้ด้านล่าง (ผู้อ่านควรเขียนสมการเหล่านี้เอง)

เมื่อเขียนสมการ ปฏิกิริยาไอออนิกจำเป็นต้องปฏิบัติตามตารางความสามารถในการละลาย (ดูตารางที่ 8)

ตัวอย่างปฏิกิริยากับการตกตะกอน:

ความสนใจ!เกลือที่ละลายได้เล็กน้อย (“m”) และไม่ละลายในทางปฏิบัติ (“n”) ที่ระบุในตารางความสามารถในการละลาย (ดูตารางที่ 15) จะตกตะกอนตรงตามที่แสดงไว้ในตาราง (CaF 2 v, PbI 2 v, Ag 2 SO 4 v , AlPO 4 v ฯลฯ)

ในตาราง 15 ไม่ระบุ คาร์บอเนต– เกลือกลางที่มี CO 3 2-ไอออน โปรดจำไว้ว่า:

1) K 2 CO 3, (NH 4) 2 CO 3 และ Na 2 CO 3 ละลายได้ในน้ำ

2) Ag 2 CO 3, BaCO 3 และ CaCO 3 แทบไม่ละลายในน้ำและตกตะกอนเช่นนี้:

3) เกลือของไอออนบวกอื่น ๆ เช่น MgCO 3, CuCO 3, FeCO 3, ZnCO 3 และอื่น ๆ แม้ว่าจะไม่ละลายในน้ำ แต่ก็อย่าตกตะกอนจากสารละลายที่เป็นน้ำในระหว่างปฏิกิริยาไอออนิก (เช่น ไม่สามารถรับได้ด้วยวิธีนี้)

ตัวอย่างเช่น เหล็ก (II) คาร์บอเนต FeCO 3 ที่ได้ "แห้ง" หรือในรูปของแร่ธาตุ ไซเดอร์ไรต์,เมื่อเติมลงในน้ำ มันจะตกตะกอนโดยไม่มีปฏิกิริยาที่มองเห็นได้ อย่างไรก็ตามเมื่อคุณพยายามที่จะได้มาโดยปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนในสารละลายระหว่าง FeSO 4 และ K 2 CO 3 การตกตะกอนของเกลือหลักจะตกตะกอน (ได้รับองค์ประกอบตามเงื่อนไขในทางปฏิบัติองค์ประกอบมีความซับซ้อนมากขึ้น) และคาร์บอนไดออกไซด์คือ ปล่อยแล้ว:

คล้ายกับ FeCO 3 ซัลไฟด์โครเมียม (III) Cr 2 S 3 (ไม่ละลายในน้ำ) ไม่ตกตะกอนจากสารละลาย:

ในตาราง 15 ก็ไม่ได้บ่งบอกถึงเกลือด้วย สลายตัวน้ำ - ซัลไฟด์อลูมิเนียม Al 2 S 3 (เช่นเดียวกับ BeS) และ อะซิเตทโครเมียม (III) Cr(CH 3 COO) 3:

ด้วยเหตุนี้ เกลือเหล่านี้จึงไม่สามารถรับได้จากปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนในสารละลาย:

(ในปฏิกิริยาหลังองค์ประกอบของตะกอนมีความซับซ้อนมากขึ้น ปฏิกิริยาดังกล่าวได้รับการศึกษาอย่างละเอียดมากขึ้นในระดับอุดมศึกษา)

ตัวอย่างปฏิกิริยากับการปล่อยก๊าซ:

ตัวอย่างปฏิกิริยากับการก่อตัวของอิเล็กโทรไลต์อ่อน:

หากรีเอเจนต์และผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไม่ใช่อิเล็กโทรไลต์เข้มข้น สายพันธุ์ไอออนิกไม่มีสมการ เช่น

13.5. ไฮโดรไลซิสของเกลือ

การไฮโดรไลซิสของเกลือคือปฏิกิริยาระหว่างไอออนกับน้ำ ทำให้เกิดสภาพเป็นกรดหรือ สภาพแวดล้อมที่เป็นด่างแต่ไม่เกิดตะกอนหรือก๊าซตามมาด้วย (ด้านล่าง. เรากำลังพูดถึงประมาณเกลือปานกลาง)

กระบวนการไฮโดรไลซิสเกิดขึ้นเฉพาะกับการมีส่วนร่วมเท่านั้น ละลายน้ำได้เกลือและประกอบด้วยสองขั้นตอน:

1) การแยกตัวออกจากกันเกลือในสารละลาย - กลับไม่ได้ปฏิกิริยา (ระดับการแยกตัวออก = 1 หรือ 100%);

2) จริงๆ แล้ว ไฮโดรไลซิส,กล่าวคือ ปฏิกิริยาของเกลือไอออนกับน้ำ – ย้อนกลับได้ปฏิกิริยา (ระดับไฮโดรไลซิส?< 1, или 100 %).

สมการของระยะที่ 1 และ 2 - ระยะแรกไม่สามารถย้อนกลับได้ ระยะที่สองสามารถย้อนกลับได้ - คุณไม่สามารถเพิ่มพวกมันได้!

โปรดทราบว่าเกลือที่เกิดจากแคตไอออน ด่างและแอนไอออน แข็งแกร่งกรดไม่ได้รับการไฮโดรไลซิส แต่จะแยกตัวออกเมื่อละลายในน้ำเท่านั้น ในสารละลายเกลือ KCl, NaNO 3, Na 2 SO 4 และ BaI 2 สิ่งแวดล้อม เป็นกลาง.

ในกรณีที่มีการโต้ตอบ ประจุลบ การไฮโดรไลซิสของเกลือที่ไอออน

การแยกตัวของเกลือ KNO 2 เกิดขึ้นโดยสมบูรณ์ การไฮโดรไลซิสของไอออน NO 2 เกิดขึ้นในระดับที่น้อยมาก (สำหรับสารละลาย 0.1 M - 0.0014%) แต่ปรากฎว่าเพียงพอสำหรับการแก้ปัญหาที่จะกลายเป็น อัลคาไลน์(ในบรรดาผลิตภัณฑ์ไฮโดรไลซิสนั้นมี OH - ไอออน) มีค่า pH = 8.14

แอนไอออนผ่านการไฮโดรไลซิสเท่านั้น อ่อนแอกรด (ใน ในตัวอย่างนี้– ไนไตรต์ไอออน NO 2 - สอดคล้องกับกรดไนตรัสอ่อน HNO 2) ประจุลบของกรดอ่อนจะดึงดูดไฮโดรเจนไอออนบวกที่มีอยู่ในน้ำและก่อตัวเป็นโมเลกุลของกรดนี้ ในขณะที่ไอออนไฮดรอกไซด์ยังคงเป็นอิสระ:

รายชื่อแอนไอออนที่ไฮโดรไลซ์ได้:

โปรดทราบว่าในตัวอย่าง (c - e) คุณไม่สามารถเพิ่มจำนวนโมเลกุลของน้ำได้และแทนที่จะเป็นไฮโดรแอนไอออน (HCO 3 -, HPO 4 2-, HS -) เขียนสูตรของกรดที่เกี่ยวข้อง (H 2 CO 3, H 3 ป.4, ชม. 2 ส ). ไฮโดรไลซิส – ปฏิกิริยาย้อนกลับและไม่สามารถดำเนินไป “จนถึงที่สุด” ได้ (จนกว่าจะเกิดกรด HnA)

หากกรดที่ไม่เสถียรเช่น H 2 CO 3 เกิดขึ้นในสารละลายของเกลือ Na 2 CO 3 ก๊าซ CO 2 จะถูกปล่อยออกมาจากสารละลาย (H 2 CO 3 = CO 2 v + H 2 O) อย่างไรก็ตาม เมื่อโซดาละลายในน้ำ จะเกิดสารละลายโปร่งใสโดยไม่มีการวิวัฒนาการของก๊าซ ซึ่งเป็นหลักฐานของการไฮโดรไลซิสของ CO| แอนไอออนที่ไม่สมบูรณ์ โดยมีลักษณะเป็นไฮโดรเอเนี่ยนในสารละลายเท่านั้น กรดคาร์บอนิก HCOg.

ระดับของการไฮโดรไลซิสของเกลือโดยไอออนขึ้นอยู่กับระดับการแยกตัวของผลิตภัณฑ์ไฮโดรไลซิส - กรด (HNO 2, HClO, HCN) หรือไฮโดรไอออน (HCO 3 -, HPO 4 2-, HS -); ยิ่งกรดอ่อนลง ระดับการไฮโดรไลซิสก็จะยิ่งสูงขึ้นตัวอย่างเช่น CO 3 2-, PO 4 3- และ S 2- ไอออนจะผ่านการไฮโดรไลซิสเป็น ในระดับที่มากขึ้น(ในสารละลาย 0.1 M ~ 5%, 37% และ 58% ตามลำดับ) มากกว่าไอออน NO 2 เนื่องจากการแตกตัวของ H 2 CO 3 และ H 2 S อยู่ในขั้นตอนที่ 2 และ H 3 PO 4 อยู่ในขั้นตอนที่ 3 ขั้นตอนขั้นตอน (เช่น การแยกตัวของ HCO 3 -, HS - และ HPO 4 2- ไอออน) เกิดขึ้นน้อยกว่าการแยกตัวของกรด HNO 2 อย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นวิธีแก้ปัญหาเช่น Na 2 CO 3, K 3 PO 4 และ BaS จะเป็น ความเป็นด่างสูง(ซึ่งตรวจสอบได้ง่ายโดยความสบู่ของสารละลายโซดาเมื่อสัมผัส) ไอออน OH ที่มากเกินไปในสารละลายสามารถตรวจจับได้อย่างง่ายดายโดยใช้ตัวบ่งชี้หรือตรวจวัด อุปกรณ์พิเศษ(พีเอชเมตร)

ถ้าเข้า. สารละลายเข้มข้นเกลือที่ถูกไฮโดรไลซ์อย่างรุนแรงโดยไอออนเช่น Na 2 CO 3 เพิ่มอลูมิเนียมจากนั้นอย่างหลัง (เนื่องจากแอมโฟเทอริซิตี้) จะทำปฏิกิริยากับ OH -

และจะสังเกตเห็นวิวัฒนาการของไฮโดรเจน นี้ - หลักฐานเพิ่มเติมการไฮโดรไลซิสของ CO 3 2- ไอออนเกิดขึ้น (ท้ายที่สุดเราไม่ได้เติม NaOH alkali ลงในสารละลาย Na 2 CO 3!)

ในกรณีที่มีการโต้ตอบ ไอออนบวกเกลือละลายกับน้ำ กระบวนการนี้เรียกว่า การไฮโดรไลซิสของเกลือด้วยไอออนบวก:

การแยกตัวของเกลือ Ni(NO 3) 2 เกิดขึ้นโดยสมบูรณ์ การไฮโดรไลซิสของไอออนบวก Ni 2+ เกิดขึ้นในระดับที่น้อยมาก (สำหรับสารละลาย 0.1 M - 0.001%) แต่ก็เพียงพอแล้วสำหรับสารละลายที่จะกลายเป็น เปรี้ยว(มีไอออน H+ อยู่ในผลิตภัณฑ์ไฮโดรไลซิส) pH = 5.96

เบสที่ละลายได้ไม่ดีเท่านั้นและ แอมโฟเทอริกไฮดรอกไซด์และแอมโมเนียมไอออนบวก NH 4 + ไอออนบวกที่ถูกไฮโดรไลซ์จะดึงดูด OH - แอนไอออนที่มีอยู่ในน้ำและสร้างปฏิกิริยาไฮดรอกซีที่สอดคล้องกัน ในขณะที่ H + ไอออนบวกยังคงเป็นอิสระ:

แอมโมเนียมไอออนบวกในกรณีนี้จะเกิดขึ้น รากฐานที่อ่อนแอ– แอมโมเนียไฮเดรต:

รายชื่อแคตไอออนที่ไฮโดรไลซ์ได้:

ตัวอย่าง:

โปรดทราบว่าในตัวอย่างนี้ (a - c) คุณไม่สามารถเพิ่มจำนวนโมเลกุลของน้ำได้ และแทนที่จะเขียนสูตรของไฮดรอกไซด์ FeO(OH), Cr(OH) 3 แทนไฮดรอกไซด์ FeOH 2+, CrOH 2+, ZnOH + สังกะสี(OH) 2. หากเกิดไฮดรอกไซด์ การตกตะกอนจะก่อตัวจากสารละลายของเกลือ FeCl 3 , Cr 2 (SO 4) 3 และ ZnBr 2 ซึ่งไม่ได้สังเกตพบ (เกลือเหล่านี้ก่อให้เกิดสารละลายโปร่งใส)

แคตไอออน H+ ที่มากเกินไปสามารถตรวจจับได้อย่างง่ายดายด้วยตัวบ่งชี้หรือวัดด้วยอุปกรณ์พิเศษ คุณยังสามารถ

ทำการทดลองดังกล่าว ในสารละลายเข้มข้นของเกลือที่ถูกไฮโดรไลซ์อย่างรุนแรงด้วยไอออนบวก เช่น AlCl 3:

เพิ่มแมกนีเซียมหรือสังกะสี หลังจะทำปฏิกิริยากับ H +:

และจะสังเกตเห็นวิวัฒนาการของไฮโดรเจน การทดลองนี้เป็นหลักฐานเพิ่มเติมของการไฮโดรไลซิสของไอออนบวกของ Al 3+ (ท้ายที่สุด เราไม่ได้เติมกรดลงในสารละลาย AlCl 3!)

ตัวอย่างงานสำหรับส่วน A, B

1. อิเล็กโทรไลต์ที่แข็งแกร่ง- นี้

1) ค 6 ชม. 5 โอ้

2) CH 3 COOH

3) ค 2 ชั่วโมง 4 (OH) 2

2. อิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอ- นี้

1) ไฮโดรเจนไอโอไดด์

2) ไฮโดรเจนฟลูออไรด์

3) แอมโมเนียมซัลเฟต

4) แบเรียมไฮดรอกไซด์

3. ในสารละลายที่เป็นน้ำ ทุก ๆ 100 โมเลกุลจะเกิดไฮโดรเจนแคตไอออน 100 ไอออนสำหรับกรด

1) ถ่านหิน

2) ไนโตรเจน

3) ไนโตรเจน

4-7. ในสมการการแยกตัวของกรดอ่อนในทุกขั้นตอนที่เป็นไปได้

ผลรวมของสัมประสิทธิ์มีค่าเท่ากัน

8-11. สำหรับสมการการแยกตัวออกจากสารละลายของเซตอัลคาลิสสองชุด

8. NaOH, Ba(OH) 2

9. ซีเนียร์(OH) 2, Ca(OH) 2

10. เกาะ, LiOH

11. CsOH, Ca(OH) 2

ผลรวมของสัมประสิทธิ์คือ

12.ว น้ำมะนาวประกอบด้วยชุดอนุภาค

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. เมื่อแยกหน่วยเกลือหนึ่งสูตร

14. เค 2 โคร 2 โอ 7

16. Cr 2 (SO 4) 3

จำนวนไอออนที่เกิดขึ้นจะเท่ากับ

17. ยิ่งใหญ่ที่สุดสามารถตรวจพบปริมาณ PO 4 -3 ไอออนในสารละลายที่มี 0.1 โมล

18.ปฏิกิริยากับการตกตะกอนคือ

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

2) AgF + HNO 3 >...

3) นา 2 HPO 4 + NaOH >...

4) นา 2 SiO 3 + HCl >...

19.ปฏิกิริยาเมื่อมีการปล่อยก๊าซออกมาคือ

1) NaOH + CH 3 COOH >...

2) FeSO 4 + KOH >...

3) NaHCO 3 + HBr >…

4) Pl(หมายเลข 3) 2 + นา 2 ส >...

20. สมการไอออนิกสั้น OH - + H + = H 2 O สอดคล้องกับปฏิสัมพันธ์

1) เฟ(OH) 2 + HCl >…

2) NaOH + HNO 2 >...

3) NaOH + HNO 3 >...

4) บริติชแอร์เวย์(OH) 2 + KHSO 4 >...

21. บี สมการไอออนิกปฏิกิริยา

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

OH ไอออน - อาจสอดคล้องกับรีเอเจนต์

4) ค 6 ชม. 5 โอ้

22-23. สมการไอออนิก

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

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

สอดคล้องกับปฏิกิริยาระหว่าง

1) Ca(OH) 2 และ K 3 PO 4

2) CaCl 2 และ NaH 2 PO 4

3) Ca(OH) 2 และ H 3 PO 4

4) CaCl และ K 2 HPO 4

24-27. ในสมการปฏิกิริยาโมเลกุล

24. นา 3 PO 4 + AgNO 3 >...

25. นา 2 ส + Cu(หมายเลข 3) 2 >…

26. Ca(HSO 3) 2 >…

27. K 2 SO 3 + 2HBr >... ผลรวมของสัมประสิทธิ์คือ

28-29. เพื่อให้เกิดปฏิกิริยาการวางตัวเป็นกลางโดยสมบูรณ์

28. เฟ(OH) 2 + สูง >…

29. บริติชแอร์เวย์(OH) 2 + ส 2 ส >…

ผลรวมของสัมประสิทธิ์ในสมการไอออนิกที่สมบูรณ์คือ

30-33. ในสมการปฏิกิริยาไอออนิกสั้น

30. NaF + AlCl 3 >...

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

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

33. นา 2 ส + ฮ 2 SO 4 >...

ผลรวมของสัมประสิทธิ์มีค่าเท่ากัน

34-36. ในสารละลายเกลือที่เป็นน้ำ

34. Ca(ClO 4) 2

36. เฟ 2 (เอสโอ 4) 3

สภาพแวดล้อมถูกสร้างขึ้น

1) มีสภาพเป็นกรด

2) เป็นกลาง

3) อัลคาไลน์

37. ความเข้มข้นของไฮดรอกไซด์ไอออนจะเพิ่มขึ้นหลังจากที่เกลือละลายในน้ำ

38. สภาพแวดล้อมที่เป็นกลางจะอยู่ในสารละลายสุดท้ายหลังจากผสมสารละลายของเกลือเดิมเป็นชุดแล้ว

1) BaCl 2, เฟ (หมายเลข 3) 3

2) นา 2 CO 3 ซีเนียร์

4) MgCl 2, RbNO 3

39. จับคู่เกลือกับความสามารถในการไฮโดรไลซ์

40. จับคู่เกลือกับตัวกลางของสารละลาย

41. สร้างความสัมพันธ์ระหว่างเกลือกับความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนบวกหลังจากละลายเกลือในน้ำ

การละลายเป็นกระบวนการเคมีกายภาพที่เกิดขึ้นเองและย้อนกลับได้ซึ่งประกอบด้วยสามขั้นตอนหลัก

ขั้นตอนการทำให้เป็นละอองคือการทำลายโครงผลึกของสารที่กำลังละลาย

กระบวนการนี้เป็นกระบวนการดูดความร้อน (D ที่ H>O)<О).

2) ขั้นตอนการละลาย (ไฮเดรชั่น) - การก่อตัวของเปลือกโซลเวชั่น (ไฮเดรต) รอบอนุภาคของสารที่ละลาย กระบวนการคายความร้อน (D sol H

3) ขั้นตอนการแพร่ - การกระจายตัวของสารที่ละลายสม่ำเสมอตลอดปริมาตรทั้งหมดของสารละลาย (D diff H µ O)

ดังนั้นความร้อนของสารละลาย (D р Н) จึงเป็นค่าอินทิกรัล:

D p H = D ที่ H + D โซล H + D ส่วนต่าง Hความร้อนของสารละลาย

คือผลทางความร้อนของการละลายสาร 1 โมลในตัวทำละลายที่มีปริมาตรมหาศาลอย่างไม่มีที่สิ้นสุด< 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.

การละลายของแข็งส่วนใหญ่ในน้ำเป็นกระบวนการดูดความร้อน (D p H > 0) เพราะ ความร้อนที่ถูกดูดซับในขั้นตอนการทำให้เป็นละอองไม่ได้รับการชดเชยด้วยความร้อนที่ปล่อยออกมาในขั้นตอนการละลาย เมื่อก๊าซละลายจะปล่อยความร้อนออกมา (D p H อิ่มตัวเช่นเดียวกับกระบวนการที่พลิกกลับได้อื่นๆ การละลายจะเข้าสู่สภาวะสมดุล สารละลายที่อยู่ในสมดุลและมีตัวถูกละลายมากเกินไปเรียกว่า

ที่สภาวะสมดุล อัตราการละลายจะเท่ากับอัตราการตกผลึก

ตามระดับความอิ่มตัว วิธีแก้ปัญหาคือ:ไม่อิ่มตัว

: มีตัวถูกละลายน้อยกว่าตัวละลายอิ่มตัว

รวย,: อิ่มตัวมากเกินไป

มีตัวถูกละลายมากกว่าตัวละลายอิ่มตัว (ไม่เสถียร)

4.3. ความสามารถในการละลายของก๊าซ ของเหลว และของแข็งในน้ำความสามารถในการละลาย () ส

คือความสามารถของสารในการละลายในตัวทำละลายที่กำหนด มันเท่ากับเนื้อหาของตัวถูกละลายในสารละลายอิ่มตัวที่อุณหภูมิที่กำหนด ความสามารถในการละลายขึ้นอยู่กับลักษณะของสารและพารามิเตอร์ทางอุณหพลศาสตร์ของระบบ กฎอธิบายอิทธิพลของธรรมชาติของสารที่มีต่อการละลายได้: “เหมือนละลายเป็นชอบ - กล่าวอีกนัยหนึ่ง สารที่มีขั้วละลายได้ดีในตัวทำละลายที่มีขั้ว และสารที่ไม่มีขั้วจะละลายได้ดีในตัวทำละลายที่ไม่มีขั้ว ตัวอย่างเช่น:เกลือแกง

NaCl ละลายได้สูงในน้ำและละลายได้ไม่ดีในเบนซีน I 2 ละลายได้ดีในเบนซีนและละลายได้ไม่ดีในน้ำ

แผนภาพการละลายของก๊าซในน้ำสามารถแสดงได้:<О

A (แก๊ส) + H 2 OA (สารละลาย), D р Н - ตามหลักการของเลอ ชาเตอลิเยร์ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น สมดุลจะเลื่อนไปทางซ้าย กล่าวคือ ความสามารถในการละลายลดลง และอุณหภูมิลดลง

ทางด้านขวาความสามารถในการละลายเพิ่มขึ้น (ตารางที่ 3)

ตามหลักการของเลอ ชาเตอลิเยร์ เมื่อความดันเพิ่มขึ้น สมดุลจะเปลี่ยนไปทางขวา กล่าวคือ ความสามารถในการละลายของก๊าซเพิ่มขึ้น การพึ่งพาเชิงปริมาณของความสามารถในการละลายของก๊าซต่อความดันอธิบายโดยสมการของเฮนรี่ (1803):

โดยที่ k คือค่าคงที่ของเฮนรี่

พี - แรงดันแก๊สเหนือสารละลาย

กฎของเฮนรี่ช่วยให้เราสามารถเปิดเผยสาเหตุของ ความเจ็บป่วยจากการบีบอัด มันเกิดขึ้นในนักดำน้ำ นักบิน และตัวแทนของอาชีพอื่น ๆ ที่ต้องย้ายจากสภาพแวดล้อมที่มีความกดดันสูงไปสู่สภาพแวดล้อมที่มีความกดอากาศต่ำอย่างรวดเร็วเนื่องจากอาชีพของพวกเขา

ในระหว่างที่บุคคลอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีความดันสูง เลือดและเนื้อเยื่อจะอิ่มตัวด้วยไนโตรเจน (N 2) และคาร์บอนไดออกไซด์บางส่วน (CO 2) ไม่มีการสะสมของออกซิเจนเนื่องจากถูกใช้ไปกับกระบวนการทางสรีรวิทยาในร่างกาย เมื่อบุคคลเคลื่อนตัวเข้าสู่สภาพแวดล้อมที่มีความดันต่ำอย่างรวดเร็ว ก๊าซที่ละลายในปริมาณมากเกินไปจะถูกปล่อยออกมา ซึ่งไม่มีเวลาที่จะแพร่กระจายผ่านปอด และก่อตัวเป็นปลั๊กก๊าซในเนื้อเยื่อและหลอดเลือด สิ่งนี้นำไปสู่การอุดตันและการแตกของเส้นเลือดฝอย การสะสมของฟองก๊าซในเนื้อเยื่อไขมันใต้ผิวหนัง ในข้อต่อ และในไขกระดูก อาการของโรคจากการบีบอัด ได้แก่ เวียนศีรษะ คัน เจ็บกล้ามเนื้อและหน้าอก ระบบหายใจล้มเหลว อัมพาต และเสียชีวิต

ความสามารถในการละลายของก๊าซได้รับผลกระทบจากการมีอิเล็กโทรไลต์ในสารละลาย การพึ่งพาอาศัยกันนี้อธิบายโดยสมการ Sechenov (1859):

โดยที่ S และ S o คือความสามารถในการละลายของก๊าซในสารละลายอิเล็กโทรไลต์และน้ำบริสุทธิ์

c - ความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์

k คือค่าคงที่ของ Sechenov

จากสมการของ Sechenov พบว่ายิ่งความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ในสารละลายสูงขึ้น ความสามารถในการละลายของก๊าซก็จะยิ่งลดลง นี่คือเหตุผลว่าทำไมความสามารถในการละลายของก๊าซในน้ำจึงมากกว่าในพลาสมา (ตารางที่ 4)

ตารางที่ 4 - ความสามารถในการละลายของก๊าซในน้ำบริสุทธิ์และพลาสมาในเลือดที่ 38°С

การละลายของของเหลวในน้ำสามารถแสดงได้ด้วยแผนภาพ:

A (g) + H 2 OA (สารละลาย)

ขั้นตอนหลักของการละลายของเหลวในของเหลวคือการแพร่กระจาย อัตราจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ดังนั้นความสามารถในการละลายร่วมกันของของเหลวจึงเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น

ของเหลวมีสามประเภท:

ก) ละลายได้ไม่ จำกัด ในกันและกัน: H 2 SO 4 / H 2 O, C 2 H 5 OH / H 2 O;

b) ละลายได้น้อย: C 6 H 6 / H 2 O

c) ไม่ละลายอย่างแน่นอน: Hg / H 2 O

หากเพิ่มส่วนประกอบที่สามลงในระบบของของเหลวที่ผสมไม่ได้สองตัว อัตราส่วนของความเข้มข้นในของเหลวแต่ละชนิดจะเป็นค่าคงที่ที่อุณหภูมิที่กำหนด (กฎการกระจายของ Nernst-Shilov) (รูปที่ 6)

การวาดภาพ6 - กฎหมายการกระจาย Nernst-Shilov

กฎ Nernst-Shilov เป็นพื้นฐานทางทฤษฎีของการสกัดซึ่งเป็นหนึ่งในวิธีการแยกสารผสม

การละลายของของแข็งในน้ำมีดังต่อไปนี้:

A (k) + H 2 OA (สารละลาย), Dр Н > O

หากอิเล็กโทรไลต์ที่ละลายได้น้อย (เกลือ เบส หรือกรด) ละลาย แผนภาพจะแสดงสมดุลต่างกันระหว่างของแข็งและไอออนในสารละลายอิ่มตัว:

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

ความสมดุลนี้มีลักษณะเฉพาะโดยใช้ค่าคงที่ความสามารถในการละลาย Ks ซึ่งเป็นค่าคงที่สมดุลแบบต่างกัน:

K ส = n ม

สำหรับอิเล็กโทรไลต์ไบนารี n = ม= 1 ดังนั้น

เค ส = · .

ดังนั้น S 2 =K s และ S =

ตัวอย่างเช่น เมื่อเกลือ BaSO 4 ที่ละลายได้น้อยถูกละลายในน้ำ จะเกิดความสมดุลที่แตกต่างกันระหว่างผลึกของสารกับไอออนของสารในสารละลายอิ่มตัว:

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

ตามกฎแห่งการกระทำของมวล K S = = 1.1·10 -10

ดังนั้น ส =
.

ยิ่ง Ks ต่ำ ความสามารถในการละลายของสารก็จะยิ่งต่ำลง และยิ่งเกิดการตกตะกอนของอิเล็กโทรไลต์ที่ละลายได้น้อยจะเกิดขึ้นได้ง่ายขึ้น

สภาวะสำหรับการก่อตัวของตะกอนของอิเล็กโทรไลต์ที่ละลายได้น้อยสามารถกำหนดได้ดังนี้:ตกตะกอนจากสารละลายอิ่มตัวและอิ่มตัวยวดยิ่ง ในสารละลายอิ่มตัว · = K s และในสารละลายอิ่มตัวยิ่งยวด · > K s

กระบวนการที่ต่างกันที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งในร่างกายคือการก่อตัวของเนื้อเยื่อกระดูก องค์ประกอบแร่ธาตุหลักของเนื้อเยื่อกระดูกคือแคลเซียมไฮดรอกซีฟอสเฟต (ไฮดรอกซีอะพาไทต์) ส 5 (ร 4 ) 3 เขา.

กระบวนการสร้างเนื้อเยื่อกระดูกสามารถแสดงได้ดังนี้ ในเลือดที่ pH = 7.4 แอนไอออน HPO 4 2– และ H 2 PO 4 – รวมถึงแคตไอออน Ca 2+ จะถูกพบในปริมาณที่เท่ากันโดยประมาณ หลังจากเปรียบเทียบค่าคงที่ความสามารถในการละลายของ CaHPO 4 (K S = 2.7∙10 –7) และ Ca(H 2 PO 4) 2 (K S = 1∙10 –3) จะเห็นได้ชัดว่าเกลือ CaHPO 4 ละลายได้น้อยกว่า เป็นผลให้ CaHPO 4 เกิดขึ้นในระยะแรกของการสร้างเนื้อเยื่อกระดูก:

Ca 2+ + NPO 4 2– CaHPO 4 .

การก่อตัวของไฮดรอกโซอะพาไทต์เพิ่มเติมจะดำเนินการตามสมการ:

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.

ค่าคงที่ความสามารถในการละลายของไฮดรอกโซอะพาไทต์มีค่าน้อยมาก (K S = 10 -58) ซึ่งบ่งบอกถึงความเสถียรสูงของเนื้อเยื่อกระดูก

เมื่อมีไอออน Ca 2+ ในเลือดมากเกินไป ความสมดุลจะเลื่อนไปทางขวา ซึ่งนำไปสู่การกลายเป็นปูนของกระดูก เมื่อขาด Ca 2+ ความสมดุลจะเลื่อนไปทางซ้าย เนื้อเยื่อกระดูกถูกทำลาย ในเด็กสิ่งนี้นำไปสู่ โรคกระดูกอ่อน,พัฒนาในผู้ใหญ่ โรคกระดูกพรุน

หากมีการขาดแคลเซียมในเนื้อเยื่อกระดูกสามารถแทนที่ได้โดยอะนาล็อกอิเล็กทรอนิกส์ที่ใกล้เคียงที่สุด: เบริลเลียมและสตรอนเซียม การสะสมของพวกเขาทำให้เกิดการตามนั้น โรคกระดูกอ่อนเบริลเลียมและสตรอนเซียม(เพิ่มความเปราะบางและความเปราะบางของกระดูก) เมื่อไอโซโทปรังสี Sr-90 รวมเข้ากับเนื้อเยื่อกระดูก ไขกระดูกจะถูกฉายรังสี ซึ่งอาจนำไปสู่มะเร็งเม็ดเลือดขาวและมะเร็งอื่นๆ แคลเซียมขัดขวางการสะสมของธาตุโลหะชนิดหนึ่งในร่างกาย

น้ำโซลูชั่นประกอบด้วย น้ำ(ตัวทำละลาย) และ สารที่ละลายหากจำเป็น สถานะของสารในสารละลายที่เป็นน้ำจะถูกระบุด้วยตัวห้อย (p) เช่น KNO 3 ในสารละลาย - KNO 3 (p)

สารละลายที่มีตัวถูกละลายจำนวนเล็กน้อยมักเรียกว่า เจือจางและสารละลายที่มีปริมาณตัวถูกละลายสูง - เข้มข้นสารละลายที่สามารถละลายสารได้มากขึ้นเรียกว่า ไม่อิ่มตัวและสารละลายที่สารหยุดละลายภายใต้สภาวะที่กำหนดคือ อิ่มตัวสารละลายหลังจะสัมผัสกันเสมอ (ในสมดุลต่างกัน) กับสารที่ไม่ละลายน้ำ (ตั้งแต่หนึ่งผลึกขึ้นไป)

ภายใต้สภาวะพิเศษ เช่น เมื่ออย่างระมัดระวัง (โดยไม่ต้องคน) ระบายความร้อนสารละลายไม่อิ่มตัวที่ร้อน แข็งสารที่สามารถก่อตัวได้ อิ่มตัวมากเกินไปสารละลาย. เมื่อนำผลึกของสารมาใช้ สารละลายดังกล่าวจะถูกแบ่งออกเป็นสารละลายอิ่มตัวและตะกอนของสาร

ตาม ทฤษฎีเคมีของการแก้ปัญหา D.I. Mendeleev ประการแรกการละลายของสารในน้ำจะตามมาด้วย การทำลายพันธะเคมีระหว่างโมเลกุล (พันธะระหว่างโมเลกุลในสารโควาเลนต์) หรือระหว่างไอออน (ในสารไอออนิก) และส่งผลให้อนุภาคของสารผสมกับน้ำ (ซึ่งพันธะไฮโดรเจนบางส่วนระหว่างโมเลกุลจะถูกทำลายไปด้วย) การแตกพันธะเคมีเกิดขึ้นเนื่องจากพลังงานความร้อนในการเคลื่อนที่ของโมเลกุลของน้ำ และสิ่งนี้ก็เกิดขึ้น ค่าใช้จ่ายพลังงานในรูปของความร้อน

ประการที่สอง เมื่ออยู่ในน้ำ อนุภาค (โมเลกุลหรือไอออน) ของสารจะถูกสัมผัส ความชุ่มชื้นเป็นผลให้ ให้ความชุ่มชื้น– สารประกอบที่มีองค์ประกอบไม่แน่นอนระหว่างอนุภาคของสารกับโมเลกุลของน้ำ (องค์ประกอบภายในของอนุภาคของสารนั้นจะไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อละลาย) กระบวนการนี้มาพร้อมกับ เน้นพลังงานในรูปของความร้อนอันเนื่องมาจากการก่อตัวของพันธะเคมีใหม่ในไฮเดรต

โดยทั่วไปแล้ววิธีแก้ปัญหาก็คืออย่างใดอย่างหนึ่ง เย็นลง(หากใช้ความร้อนเกินกว่าที่ปล่อยออกมา) หรือร้อนขึ้น (มิฉะนั้น) บางครั้ง - ถ้าความร้อนเข้าและปล่อยออกมาเท่ากัน - อุณหภูมิของสารละลายยังคงไม่เปลี่ยนแปลง

เกลือ 15.7 กรัม – ไม่อิ่มตัว

เกลือ 19.2 กรัม – อิ่มตัว

เกลือ 2O.3 กรัม – อิ่มตัวยิ่งยวด

ตามค่าความสามารถในการละลายสารจะมีความโดดเด่น:

เรียบเรียงตามข้อมูลอ้างอิง ตารางการละลายกรดเบสและเกลือทั่วไป (ตารางที่ 15) ซึ่งระบุประเภทของความสามารถในการละลายสารที่ไม่รู้จักทางวิทยาศาสตร์ (ไม่ได้รับ) หรือสลายตัวด้วยน้ำทั้งหมด

ข้อกำหนดที่ใช้ในตาราง:

“r” คือสารที่ละลายน้ำได้สูง

“m” คือสารที่ละลายน้ำได้เล็กน้อย

“n” คือสารที่ไม่ละลายน้ำในทางปฏิบัติ

“–” – ไม่ได้รับสาร (ไม่มีอยู่)

» – สารผสมกับน้ำได้ไม่จำกัด

บันทึก. ตารางนี้สอดคล้องกับการเตรียมสารละลายอิ่มตัวที่อุณหภูมิห้องโดยการเติมสาร (ในสถานะการรวมตัวที่เหมาะสม) ลงในน้ำ ควรคำนึงว่าการตกตะกอนของสารที่ละลายได้ไม่ดีโดยใช้ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออนนั้นไม่สามารถทำได้เสมอไป (สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม ดู 13.4)

เราจะทำอย่างไรกับเนื้อหาที่ได้รับ:

หากเนื้อหานี้มีประโยชน์สำหรับคุณ คุณสามารถบันทึกลงในเพจของคุณบนโซเชียลเน็ตเวิร์ก:

หัวข้อทั้งหมดในส่วนนี้:

องค์ประกอบทั่วไป โครงสร้างของอะตอม เปลือกอิเล็กทรอนิกส์ วงโคจร
องค์ประกอบทางเคมี – บางประเภทอะตอม กำหนดโดยใช้ชื่อและสัญลักษณ์ และแสดงคุณลักษณะด้วยเลขอะตอมและมวลอะตอมสัมพัทธ์

ในตาราง 1 รายการ
แต่ละวงโคจรสามารถรองรับอิเล็กตรอนได้ไม่เกินสองตัว

อิเล็กตรอนหนึ่งตัวในวงโคจรเรียกว่าคู่อิเล็กตรอน อิเล็กตรอนสองตัวเรียกว่าคู่อิเล็กตรอน:
คุณสมบัติขององค์ประกอบจะขึ้นอยู่กับเลขลำดับเป็นระยะ ลักษณะของการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบที่เกิดขึ้นเป็นประจำเปลือกอิเล็กตรอน อะตอมของธาตุอธิบายการเปลี่ยนแปลงเป็นระยะ

คุณสมบัติขององค์ประกอบเมื่อเคลื่อนที่ผ่านคาบและกลุ่ม Pe
โมเลกุล พันธะเคมี โครงสร้างของสาร

อนุภาคเคมีที่เกิดจากอะตอมสองอะตอมขึ้นไปเรียกว่าโมเลกุล (หน่วยสูตรจริงหรือทั่วไปของสารโพลีอะตอมมิก) อะตอมมีหน่วยเป็นโมล
แคลเซียม แคลเซียมเป็นองค์ประกอบของคาบที่ 4 และหมู่ IIA, ตารางธาตุหมายเลขซีเรียล 2O.สูตรอิเล็กทรอนิกส์

อะตอม 4s2 สถานะออกซิเดชัน
อลูมิเนียม

อะลูมิเนียมเป็นองค์ประกอบของคาบที่ 3 และกลุ่ม IIIA ของระบบธาตุ หมายเลขลำดับ 13 สูตรอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม 3s23p1
แมงกานีส

แมงกานีสเป็นองค์ประกอบของคาบที่ 4 และกลุ่ม VIIB ของตารางธาตุ หมายเลขซีเรียล 25 สูตรทางอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมคือ 3d54s2;
คุณสมบัติทั่วไปของโลหะ การกัดกร่อน

องค์ประกอบที่มีคุณสมบัติเป็นโลหะอยู่ในกลุ่ม IA – VIA ของตารางธาตุ (ตารางที่ 7)
ไฮโดรเจน ไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบแรกของตารางธาตุ (คาบที่ 1 เลขลำดับ 1) ไม่มีการเปรียบเทียบกับอันอื่นอย่างสมบูรณ์องค์ประกอบทางเคมี

และไม่ได้เป็นของใคร
คลอรีน. ไฮโดรเจนคลอไรด์

คลอรีนเป็นองค์ประกอบของคาบที่ 3 และกลุ่ม VII A ของระบบธาตุ หมายเลขลำดับ 17 สูตรอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม 3s23p5, ha
คลอไรด์

โซเดียมคลอไรด์ NaCl เกลือที่ปราศจากออกซิเจน ชื่อสามัญคือเกลือแกง สีขาว ดูดความชื้นได้เล็กน้อย ละลายและเดือดโดยไม่สลายตัว ละลายในระดับปานกลาง
แคลเซียมไฮโปคลอไรต์ Ca(ClO)2 เกลือกรดไฮโปคลอรัส HClO สีขาว สลายตัวเมื่อได้รับความร้อนโดยไม่ละลาย ละลายใน น้ำเย็น(arr.

โบรไมด์. ไอโอไดด์
โพแทสเซียมโบรไมด์ KBr. เกลือที่ปราศจากออกซิเจน สีขาว ไม่ดูดความชื้น ละลายโดยไม่สลายตัว ละลายน้ำได้สูง ไม่มีการไฮโดรไลซิส สารรีดิวซ์ (อ่อนกว่า, h

ออกซิเจน
ออกซิเจนเป็นองค์ประกอบของคาบที่ 2 และกลุ่ม VIA ของตารางธาตุหมายเลขลำดับ 8 เป็นของกลุ่มคาลโคเจน (แต่มักพิจารณาแยกกันมากกว่า) อิเล็กทรอนิกส์สำหรับ

กำมะถัน. ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ซัลไฟด์
ซัลเฟอร์เป็นองค์ประกอบของคาบที่ 3 และกลุ่ม VIA ของตารางธาตุ เลขลำดับ 16 และเป็นของกลุ่มคาลโคเจน สูตรอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม 3s

ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ซัลไฟต์
ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ SO2 กรดออกไซด์. ก๊าซไม่มีสีมีกลิ่นฉุน โมเลกุลมีโครงสร้างเป็นรูปสามเหลี่ยมที่ไม่สมบูรณ์ [: S(O)2] (sp

กรดซัลฟูริก ซัลเฟต
กรดซัลฟูริก H2SO4. ออกโซแอซิด ของเหลวไม่มีสี หนืดมาก (มัน) ดูดความชื้นได้มาก โมเลก

ไนโตรเจน แอมโมเนีย
ไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบของคาบที่ 2 และหมู่ VA ของระบบธาตุ หมายเลขลำดับ 7 สูตรอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมคือ 2s22p3 ตัวอักษร

ไนโตรเจนออกไซด์ กรดไนตริก
ไนโตรเจนมอนอกไซด์NO. ออกไซด์ที่ไม่เกิดเกลือ ก๊าซไม่มีสี Radical ประกอบด้วยพันธะโควาเลนต์ σπ-bond (N=O) ในไดเมอร์สถานะของแข็ง N2

ไนไตรต์ ไนเตรต
โพแทสเซียมไนไตรท์KNO2. ออกโซโซล. สีขาวดูดความชื้น. ละลายโดยไม่สลายตัว มีเสถียรภาพในอากาศแห้ง ละลายได้มากในน้ำ (ไม่มีสี

ฟรีคาร์บอน
คาร์บอนเป็นองค์ประกอบของคาบที่ 2 และหมู่ IVA ของตารางธาตุ หมายเลขซีเรียล 6 เคมีของคาร์บอนส่วนใหญ่เป็นเคมีของสารประกอบอินทรีย์ อนินทรีย์

คาร์บอนออกไซด์
คาร์บอนมอนอกไซด์ CO ออกไซด์ที่ไม่เกิดเกลือ ก๊าซไม่มีสี ไม่มีกลิ่น เบากว่าอากาศ โมเลกุลมีขั้วอ่อน ประกอบด้วยโควาเลนต์สามσππ

คาร์บอเนต
โซเดียมคาร์บอเนต Na2CO3 ออกโซโซล. ชื่อทางเทคนิค โซดาแอช- สีขาว ละลายและสลายตัวเมื่อถูกความร้อน ความรู้สึก

ซิลิคอน
ซิลิคอนเป็นองค์ประกอบของคาบที่ 3 และกลุ่ม IVA ของตารางธาตุ เลขลำดับ 14 สูตรทางอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมคือ 3s23p2 เอ็กซ์

อัลเคน ไซโคลอัลเคน
อัลเคน (พาราฟิน) เป็นสารประกอบของคาร์บอนและไฮโดรเจนในโมเลกุลที่อะตอมของคาร์บอนเชื่อมต่อกัน พันธะเดี่ยว(ไฮโดรคาร์บอนส่วนน้อย

อัลคีเนส อัลคาเดียนส์
อัลคีน (โอเลฟินส์) เป็นไฮโดรคาร์บอนที่มีโมเลกุลประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนเชื่อมต่อกัน พันธะคู่ (ไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวแถว

แอลกอฮอล์ อีเทอร์ ฟีนอล
แอลกอฮอล์เป็นอนุพันธ์ของไฮโดรคาร์บอนที่มีหมู่ฟังก์ชัน OH (ไฮดรอกซิล) แอลกอฮอล์ที่มีหมู่ OH เดียวเรียกว่าโมโนแอต

อัลดีไฮด์และคีโตน
อัลดีไฮด์และคีโตนเป็นอนุพันธ์ของไฮโดรคาร์บอนที่มีกลุ่มฟังก์ชันคาร์บอนิล CO ในอัลดีไฮด์ หมู่คาร์บอนิลจะเกิดพันธะกับ a

กรดคาร์บอกซิลิก เอสเทอร์ ไขมัน
กรดคาร์บอกซิลิก– สิ่งเหล่านี้คืออนุพันธ์ของไฮโดรคาร์บอนที่มีหมู่ฟังก์ชัน COOH (คาร์บอกซิล)

สูตรและชื่อยาสามัญบางชนิด
คาร์โบไฮเดรต

คาร์โบไฮเดรต (น้ำตาล) เป็นสารประกอบธรรมชาติที่สำคัญที่สุดซึ่งประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน คาร์โบไฮเดรตแบ่งออกเป็นโมโนแซ็กคาไรด์ ไดแซ็กคาไรด์ และโพลีแซ็กคาไรด์
สารประกอบไนโตร เอมีน สำคัญมากในเศรษฐกิจของประเทศ ที่ประกอบด้วยไนโตรเจนสารอินทรีย์

- ไนโตรเจนสามารถมีอยู่ในสารประกอบอินทรีย์ในรูปของกลุ่มไนโตร NO2, หมู่อะมิโน NH2 และ
กรดอะมิโน กระรอก กรดอะมิโนเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีสองชนิดกลุ่มการทำงาน

– กรด COOH และเอมีน NH2
ความเร็วของปฏิกิริยาลักษณะเชิงปริมาณ ความเร็วของกระแสปฏิกิริยาเคมี

A + B → D + E คือความเร็วของมันเช่น ความเร็วของอันตรกิริยาของอนุภาคของรีเอเจนต์ A
อัตราของปฏิกิริยาเคมีเป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณของความเข้มข้นของโมลของสารตั้งต้น ถ้าปฏิกิริยาต้องเกิดการชนกันของโมเลกุลที่ทำปฏิกิริยา 2 โมเลกุล การพึ่งพาอาศัยกันนี้เรียกว่ากฎหมายจลน์

รักษาการมวลชน (K. Gullberg, P. Vogue
พลังงานของปฏิกิริยา ปฏิกิริยาใด ๆ จะมาพร้อมกับการปล่อยหรือการดูดซับพลังงานในรูปของความร้อน ในวัสดุเริ่มต้นพันธะเคมี

ถูกฉีกขาดและใช้พลังงานไปกับสิ่งนี้ (เช่นมัน
การย้อนกลับของปฏิกิริยา

ปฏิกิริยาเคมีเรียกว่าปฏิกิริยาย้อนกลับได้หากภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด ไม่เพียงแต่เกิดปฏิกิริยาโดยตรง (→) เท่านั้น แต่ยังเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับด้วย เช่น สารตั้งต้นก่อตัว
เมื่อระบบสมดุลได้รับผลกระทบ สมดุลเคมีจะเลื่อนไปทางด้านที่ต้านผลกระทบนี้

ให้เราพิจารณารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับอิทธิพลของปัจจัยต่างๆ เช่น อุณหภูมิ ความดัน ความเข้มข้นที่มีต่อการเปลี่ยนแปลงของสมดุล
1. อุณหภูมิ อุณหภูมิเพิ่มขึ้น

การแยกตัวด้วยไฟฟ้า
การละลายของสารใดๆ ในน้ำจะเกิดพร้อมกับการก่อตัวของไฮเดรต หากในเวลาเดียวกันไม่มีการเปลี่ยนแปลงสูตรเกิดขึ้นในอนุภาคของสารที่ละลายในสารละลายแสดงว่าสารดังกล่าว

การแยกตัวของน้ำ สารละลายขนาดกลาง
ในสารละลายอิเล็กโทรไลต์เจือจาง (กรด, เบส, เกลือ) ปฏิกิริยาเคมีมักเกิดขึ้นเมื่อไอออนมีส่วนร่วม ในกรณีนี้ องค์ประกอบทั้งหมดของรีเอเจนต์สามารถรักษาไว้ได้

ไฮโดรไลซิสของเกลือ
การไฮโดรไลซิสของเกลือคือปฏิกิริยาระหว่างไอออนกับน้ำ ทำให้เกิดสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดหรือด่าง แต่ไม่เกิดตะกอนหรือก๊าซตามมาด้วย (ด้านล่าง

สารออกซิไดซ์และสารรีดิวซ์
ปฏิกิริยารีดอกซ์เกิดขึ้นพร้อมกับการเพิ่มขึ้นและลดลงในสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบพร้อมกันและมาพร้อมกับการถ่ายโอนอิเล็กตรอน:

การเลือกอัตราต่อรองโดยใช้วิธีสมดุลอิเล็กทรอนิกส์
วิธีการนี้ประกอบด้วยหลายขั้นตอน

1. เขียนโครงร่างปฏิกิริยา ค้นหาองค์ประกอบที่เพิ่มและลดสถานะออกซิเดชันและขมขื่น
ช่วงความเค้นของโลหะ

ในชุดของความเค้นของโลหะ ลูกศรสอดคล้องกับการลดลงของความสามารถในการรีดิวซ์ของโลหะและการเพิ่มขึ้นของความสามารถในการออกซิไดซ์ของแคตไอออนในสารละลายที่เป็นน้ำ (สภาพแวดล้อมที่เป็นกรด):
อิเล็กโทรไลซิสของการหลอมและสารละลาย อิเล็กโทรไลซิสเป็นกระบวนการรีดอกซ์ที่เกิดขึ้นบนอิเล็กโทรดระหว่างการผ่านค่าคงที่กระแสไฟฟ้า

ผ่านทางโซลูชั่นหรือ
เศษส่วนมวลของตัวถูกละลาย การเจือจาง ความเข้มข้น และการผสมสารละลายเศษส่วนมวล

ตัวถูกละลาย B (ω in) คืออัตราส่วนของมวลของสาร B (t in) ต่อมวลของสารละลาย (m (p)
อัตราส่วนปริมาตรก๊าซ

สำหรับปฏิกิริยาเคมี a A + b B = c C + d D ความสัมพันธ์จะเป็นที่พอใจ
มวล (ปริมาตร ปริมาณของสาร) ของผลิตภัณฑ์โดยแยกตามรีเอเจนต์ที่มากเกินไปหรือมีสิ่งเจือปน

ส่วนเกินและการขาดรีเอเจนต์ ปริมาณ มวล และปริมาตร (สำหรับก๊าซ) ของรีเอเจนต์ไม่ได้คำนึงถึงปริมาณสัมพันธ์เสมอไป กล่าวคือ ตามสมการของปฏิกิริยา ชม
การหาสูตรโมเลกุลของสารประกอบอินทรีย์ เมื่อได้มาซึ่งสูตรของสารโดยเฉพาะในเคมีอินทรีย์ มักใช้ความหนาแน่นสัมพัทธ์ของก๊าซความหนาแน่นสัมพัทธ์