Muối x, không tan trong nước, được thêm vào. Độ hòa tan của muối trong nước ở nhiệt độ phòng

Nước là một trong những hợp chất hóa học chính trên hành tinh của chúng ta. Một trong những đặc tính thú vị nhất của nó là khả năng tạo thành dung dịch nước. Và trong nhiều lĩnh vực khoa học công nghệ, độ hòa tan của muối trong nước đóng vai trò quan trọng.

Độ hòa tan được hiểu là khả năng của các chất khác nhau tạo thành hỗn hợp đồng nhất (đồng nhất) với chất lỏng - dung môi. Chính thể tích vật liệu được sử dụng để hòa tan và tạo thành dung dịch bão hòa sẽ xác định độ hòa tan của nó, có thể so sánh với phần khối lượng của chất này hoặc lượng của nó trong dung dịch đậm đặc.

Theo khả năng hòa tan, muối được phân loại như sau:

Chất hòa tan bao gồm những chất có thể hòa tan trong 100 g nước lớn hơn 10 g;
Ít tan bao gồm những chất có lượng trong dung môi không vượt quá 1 g;
nồng độ chất không hòa tan trong 100 g nước nhỏ hơn 0,01.

Khi độ phân cực của chất dùng để hòa tan tương tự như độ phân cực của dung môi thì chất đó có thể hòa tan. Với các cực khác nhau, rất có thể không thể pha loãng chất này.

Sự hòa tan xảy ra như thế nào?

Nếu chúng ta nói về việc muối có hòa tan trong nước hay không, thì đối với hầu hết các loại muối, đây là một tuyên bố công bằng. Có một bảng đặc biệt để bạn có thể xác định chính xác giá trị độ hòa tan. Vì nước là một dung môi phổ biến nên nó hòa trộn tốt với các chất lỏng, khí, axit và muối khác.

Một trong những ví dụ rõ ràng nhất về sự hòa tan của chất rắn trong nước có thể được quan sát hầu như hàng ngày trong nhà bếp, khi chế biến các món ăn bằng muối ăn. Vậy tại sao muối lại tan trong nước?

Nhiều người nhớ lại khóa học hóa học ở trường rằng các phân tử nước và muối có tính phân cực. Điều này có nghĩa là các cực điện của chúng đối diện nhau, dẫn đến hằng số điện môi cao. Các phân tử nước bao quanh các ion của một chất khác, ví dụ, trong trường hợp chúng ta đang xem xét là NaCl. Điều này tạo ra một chất lỏng đồng nhất về tính nhất quán.

Ảnh hưởng của nhiệt độ

Có một số yếu tố ảnh hưởng đến độ hòa tan của muối. Trước hết, đây là nhiệt độ của dung môi. Nó càng cao thì hệ số khuếch tán của các hạt trong chất lỏng càng lớn và quá trình truyền khối diễn ra nhanh hơn.

Ví dụ, mặc dù độ hòa tan của muối ăn (NaCl) trong nước thực tế không phụ thuộc vào nhiệt độ, vì hệ số hòa tan của nó là 35,8 ở 20° C và 38,0 ở 78° C. Nhưng đồng sunfat (CaSO4) sẽ hòa tan trong nước khi nhiệt độ tăng dần ít tốt hơn.

Các yếu tố khác ảnh hưởng đến độ hòa tan bao gồm:

Kích thước của các hạt hòa tan – với diện tích tách pha lớn hơn, quá trình hòa tan diễn ra nhanh hơn.
Một quá trình trộn mà khi được thực hiện chuyên sâu sẽ thúc đẩy quá trình truyền khối hiệu quả hơn.
Sự hiện diện của tạp chất: một số làm tăng tốc quá trình hòa tan, trong khi một số khác, bằng cách làm phức tạp quá trình khuếch tán, làm giảm tốc độ của quá trình.

Video về cơ chế hòa tan muối

Muối có thể được định nghĩa là một hợp chất được hình thành bởi phản ứng giữa axit và bazơ, nhưng không phải là nước. Phần này sẽ xem xét các tính chất của muối liên quan đến cân bằng ion.

PHẢN ỨNG CỦA MUỐI TRONG NƯỚC

Phần sau sẽ chứng minh rằng độ hòa tan là một khái niệm tương đối. Tuy nhiên, với mục đích của cuộc thảo luận phía trước, chúng ta có thể chia đại khái tất cả các muối thành loại hòa tan và loại không hòa tan trong nước.

Một số muối khi tan trong nước tạo thành dung dịch trung tính. Các muối khác tạo thành dung dịch axit hoặc kiềm. Điều này là do xảy ra phản ứng thuận nghịch giữa các ion muối và nước, do đó các axit hoặc bazơ liên hợp được hình thành. Dung dịch muối có tính trung tính, axit hay kiềm tùy thuộc vào loại muối. Theo nghĩa này, có bốn loại muối.

Muối tạo thành bởi axit mạnh và bazơ yếu. Các muối loại này khi hòa tan trong nước sẽ tạo thành dung dịch axit. Hãy lấy amoni clorua làm ví dụ. Khi muối này hòa tan trong nước, ion amoni hoạt động như một axit, tặng một proton cho nước.

Lượng ion dư thừa được hình thành trong quá trình này gây ra tính chất axit của dung dịch.

Muối tạo thành từ axit yếu và bazơ mạnh. Các muối loại này khi hòa tan trong nước sẽ tạo thành dung dịch kiềm. Hãy lấy natri axetat làm ví dụ. Ion axetat đóng vai trò là bazơ, nhận proton từ nước, trong trường hợp này ion này hoạt động như một axit:

Lượng ion OH dư thừa được hình thành trong quá trình này quyết định tính chất kiềm của dung dịch.

Muối tạo thành từ axit mạnh và bazơ mạnh. Khi các muối loại này hòa tan trong nước sẽ tạo thành dung dịch trung tính. Ví dụ, chúng ta hãy lấy natri clorua. Khi hòa tan trong nước, muối này bị ion hóa hoàn toàn, và do đó, nồng độ của các ion bằng nồng độ của các ion vì cả ion này và ion kia đều không tham gia vào các phản ứng axit-bazơ. với nước, trong

Trong dung dịch không có sự hình thành dư ion hoặc OH nên dung dịch có tính trung tính.

Muối tạo thành từ axit yếu và bazơ yếu. Một ví dụ về loại muối này là amoni axetat. Khi hòa tan trong nước, ion amoni phản ứng với nước dưới dạng axit và ion axetat phản ứng với nước dưới dạng bazơ. Cả hai phản ứng này đều được mô tả ở trên. Dung dịch nước của muối được tạo thành bởi axit yếu và bazơ yếu có thể có tính axit yếu, kiềm yếu hoặc trung tính, tùy thuộc vào nồng độ tương đối của các ion được hình thành do phản ứng của cation và anion của muối với nước. Điều này phụ thuộc vào mối quan hệ giữa các giá trị hằng số phân ly của cation và anion.

Trong cuộc sống hàng ngày, con người ít gặp Hầu hết các đồ vật đều là hỗn hợp các chất.

Dung dịch là dung dịch trong đó các thành phần được trộn đều. Có một số loại trong số chúng theo kích thước hạt: hệ thô, dung dịch phân tử và hệ keo, thường được gọi là sol. Bài viết này đề cập đến vấn đề phân tử (hoặc Độ hòa tan của các chất trong nước - một trong những điều kiện chính ảnh hưởng đến sự hình thành các hợp chất.

Độ hòa tan của các chất: nó là gì và tại sao cần thiết?

Để hiểu chủ đề này, bạn cần biết độ hòa tan của các chất. Nói một cách đơn giản, đó là khả năng của một chất kết hợp với chất khác và tạo thành một hỗn hợp đồng nhất. Nếu chúng ta tiếp cận nó từ quan điểm khoa học, chúng ta có thể xem xét một định nghĩa phức tạp hơn. Độ hòa tan của các chất là khả năng tạo thành các chế phẩm đồng nhất (hoặc không đồng nhất) với sự phân bố phân tán của các thành phần với một hoặc nhiều chất. Có một số loại chất và hợp chất:

hòa tan;
ít tan;
không hòa tan.

Thước đo độ hòa tan của một chất cho biết điều gì?

Hàm lượng của một chất trong hỗn hợp bão hòa là thước đo độ hòa tan của nó. Như đã đề cập ở trên, nó khác nhau đối với tất cả các chất. Hòa tan là những chất có thể pha loãng hơn 10 g trong 100 g nước. Loại thứ hai nhỏ hơn 1 g trong cùng điều kiện. Thực tế không hòa tan là những chất có ít hơn 0,01 g thành phần đi vào hỗn hợp. Trong trường hợp này, chất này không thể chuyển các phân tử của nó sang nước.

hệ số hòa tan là gì

Hệ số hòa tan (k) là chỉ số thể hiện khối lượng tối đa của một chất (g) có thể pha loãng trong 100 g nước hoặc chất khác.

dung môi

Quá trình này bao gồm dung môi và chất tan. Đầu tiên khác ở chỗ ban đầu nó ở trạng thái kết tụ giống như hỗn hợp cuối cùng. Theo quy định, nó được lấy với số lượng lớn hơn.

Tuy nhiên, nhiều người biết rằng nước có một vị trí đặc biệt trong hóa học. Có những quy tắc riêng cho nó. Dung dịch có H 2 O được gọi là dung dịch nước. Khi nói về chúng, chất lỏng là chất chiết ngay cả khi nó ở số lượng nhỏ hơn. Một ví dụ là dung dịch axit nitric 80% trong nước. Tỷ lệ ở đây không bằng nhau. Mặc dù tỷ lệ nước ít hơn axit nhưng gọi chất này là dung dịch 20% nước trong axit nitric là không chính xác.

Có những hỗn hợp không chứa H 2 O. Chúng sẽ được gọi là không chứa nước. Các dung dịch điện phân như vậy là chất dẫn ion. Chúng chứa một hoặc hỗn hợp các chất chiết. Chúng chứa các ion và phân tử. Chúng được sử dụng trong các ngành công nghiệp như y học, sản xuất hóa chất gia dụng, mỹ phẩm và các lĩnh vực khác. Họ có thể kết hợp một số chất mong muốn với độ hòa tan khác nhau. Các thành phần của nhiều sản phẩm được sử dụng bên ngoài là kỵ nước. Nói cách khác, chúng không tương tác tốt với nước. Chúng có thể dễ bay hơi, không bay hơi và kết hợp. Trong trường hợp đầu tiên, các chất hữu cơ hòa tan tốt chất béo. Các chất dễ bay hơi bao gồm rượu, hydrocarbon, aldehyd và các chất khác. Chúng thường được bao gồm trong hóa chất gia dụng. Những chất không bay hơi thường được sử dụng nhiều nhất để làm thuốc mỡ. Đây là các loại dầu béo, parafin lỏng, glycerin và các loại khác. Kết hợp - hỗn hợp dễ bay hơi và không bay hơi, ví dụ, ethanol với glycerin, glycerin với dimexide. Chúng cũng có thể chứa nước.

Các loại dung dịch theo mức độ bão hòa

Dung dịch bão hòa là hỗn hợp các hóa chất chứa nồng độ tối đa của một chất trong dung môi ở nhiệt độ nhất định. Sẽ không ly hôn thêm nữa. Trong chế phẩm rắn, có thể nhận thấy lượng mưa ở trạng thái cân bằng động với nó. Khái niệm này có nghĩa là một trạng thái tồn tại theo thời gian do nó xảy ra đồng thời theo hai hướng ngược nhau (phản ứng thuận và phản ứng ngược) với cùng tốc độ.

Nếu một chất vẫn có thể phân hủy ở nhiệt độ không đổi thì dung dịch này chưa bão hòa. Họ có khả năng phục hồi. Nhưng nếu bạn tiếp tục thêm một chất vào chúng, nó sẽ bị pha loãng trong nước (hoặc chất lỏng khác) cho đến khi đạt nồng độ tối đa.

Một loại khác là quá bão hòa. Nó chứa nhiều chất tan hơn mức có thể có ở nhiệt độ không đổi. Do chúng ở trạng thái cân bằng không ổn định nên sự kết tinh xảy ra khi chúng tiếp xúc vật lý.

Làm thế nào để phân biệt dung dịch bão hòa với dung dịch chưa bão hòa?

Điều này khá dễ thực hiện. Nếu chất này ở dạng rắn thì có thể thấy kết tủa trong dung dịch bão hòa. Trong trường hợp này, chất chiết có thể làm đặc, chẳng hạn như nước đã được thêm đường vào trong chế phẩm bão hòa.
Nhưng nếu bạn thay đổi điều kiện, tăng nhiệt độ thì nó sẽ không còn được coi là bão hòa nữa, vì ở nhiệt độ cao hơn, nồng độ tối đa của chất này sẽ khác nhau.

Lý thuyết tương tác giữa các thành phần giải pháp

Có ba lý thuyết liên quan đến sự tương tác của các nguyên tố trong hỗn hợp: vật lý, hóa học và hiện đại. Tác giả của cuốn đầu tiên là Svante August Arrhenius và Wilhelm Friedrich Ostwald. Họ cho rằng, do sự khuếch tán, các hạt dung môi và chất tan được phân bố đồng đều trong toàn bộ thể tích của hỗn hợp, nhưng không có sự tương tác giữa chúng. Lý thuyết hóa học do Dmitry Ivanovich Mendeleev đưa ra lại trái ngược với nó. Theo đó, do sự tương tác hóa học giữa chúng, các hợp chất không ổn định có thành phần không đổi hoặc thay đổi được hình thành, được gọi là solvat.

Hiện nay, lý thuyết kết hợp của Vladimir Aleksandrovich Kistyakovsky và Ivan Alekseevich Kablukov được sử dụng. Nó kết hợp vật lý và hóa học. Lý thuyết hiện đại cho rằng trong dung dịch có cả các hạt chất không tương tác và sản phẩm tương tác của chúng - hòa tan, sự tồn tại của chúng đã được Mendeleev chứng minh. Khi chất chiết là nước, chúng được gọi là hydrat. Hiện tượng hòa tan (hydrat) được hình thành được gọi là hòa tan (hydrat hóa). Nó ảnh hưởng đến tất cả các quá trình vật lý, hóa học và làm thay đổi tính chất của các phân tử trong hỗn hợp. Sự hòa tan xảy ra do lớp vỏ hòa tan, bao gồm các phân tử chiết liên kết chặt chẽ với nó, bao quanh phân tử chất tan.

Các yếu tố ảnh hưởng đến độ hòa tan của các chất

Thành phần hóa học của các chất. Quy tắc “thích thu hút thích” cũng áp dụng cho thuốc thử. Các chất có tính chất vật lý và hóa học tương tự nhau có thể hòa tan lẫn nhau nhanh hơn. Ví dụ, các hợp chất không phân cực tương tác tốt với các hợp chất không phân cực. Các chất có phân tử phân cực hoặc cấu trúc ion được pha loãng ở các chất phân cực, ví dụ như trong nước. Muối, kiềm và các thành phần khác bị phân hủy trong đó và các thành phần không phân cực - ngược lại. Có thể đưa ra một ví dụ đơn giản. Để chuẩn bị dung dịch đường bão hòa trong nước, bạn sẽ cần một lượng chất lớn hơn so với muối. Nó có nghĩa là gì? Nói một cách đơn giản, bạn có thể thêm nhiều đường vào nước hơn muối.

Nhiệt độ.Để tăng khả năng hòa tan của chất rắn trong chất lỏng, bạn cần tăng nhiệt độ của chất chiết (có tác dụng trong hầu hết các trường hợp). Bạn có thể chứng minh ví dụ này. Nếu bạn cho một nhúm natri clorua (muối) vào nước lạnh, quá trình này sẽ mất nhiều thời gian. Nếu bạn làm tương tự với môi trường nóng, quá trình hòa tan sẽ diễn ra nhanh hơn nhiều. Điều này được giải thích là do nhiệt độ tăng, động năng tăng lên, một lượng đáng kể thường được dùng để phá vỡ liên kết giữa các phân tử và ion của một chất rắn. Tuy nhiên, khi nhiệt độ tăng trong trường hợp muối lithium, magie, nhôm và kiềm thì độ hòa tan của chúng giảm.

Áp lực. Yếu tố này chỉ ảnh hưởng đến chất khí. Độ hòa tan của chúng tăng lên khi áp suất tăng. Rốt cuộc, thể tích khí giảm.

Thay đổi tốc độ hòa tan

Chỉ số này không nên nhầm lẫn với độ hòa tan. Suy cho cùng, những thay đổi của hai chỉ số này bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khác nhau.

Mức độ phân mảnh của chất tan. Yếu tố này ảnh hưởng đến độ hòa tan của chất rắn trong chất lỏng. Ở trạng thái nguyên (mảnh), chế phẩm mất nhiều thời gian để pha loãng hơn so với chế phẩm được chia thành từng miếng nhỏ. Hãy đưa ra một ví dụ. Một miếng muối rắn sẽ mất nhiều thời gian để hòa tan trong nước hơn muối ở dạng cát.

Tốc độ khuấy. Như đã biết, quá trình này có thể được xúc tác bằng cách khuấy. Tốc độ của nó cũng rất quan trọng, vì tốc độ càng lớn thì chất này sẽ hòa tan trong chất lỏng càng nhanh.

Tại sao cần biết độ tan của chất rắn trong nước?

Trước hết, những sơ đồ như vậy là cần thiết để giải đúng các phương trình hóa học. Bảng độ hòa tan cho thấy điện tích của tất cả các chất. Họ cần phải biết để viết chính xác các thuốc thử và lập phương trình phản ứng hóa học. Độ hòa tan trong nước cho biết muối hoặc bazơ có thể phân ly hay không. Các hợp chất nước dẫn dòng điện có chứa chất điện ly mạnh. Có một loại khác. Những chất dẫn điện kém được coi là chất điện ly yếu. Trong trường hợp đầu tiên, thành phần là những chất bị ion hóa hoàn toàn trong nước. Trong khi đó các chất điện ly yếu chỉ thể hiện chỉ số này ở mức độ nhỏ.

Phương trình phản ứng hóa học

Có một số loại phương trình: phân tử, ion đầy đủ và ion ngắn. Trên thực tế, lựa chọn cuối cùng là dạng phân tử rút gọn. Đây là câu trả lời cuối cùng. Phương trình hoàn chỉnh liệt kê các chất phản ứng và sản phẩm của phản ứng. Bây giờ đến lượt bảng độ hòa tan của các chất. Đầu tiên, bạn cần kiểm tra xem phản ứng có khả thi hay không, tức là liệu một trong các điều kiện của phản ứng có được đáp ứng hay không. Chỉ có 3 trong số đó: sự hình thành nước, giải phóng khí và kết tủa trầm tích. Nếu hai điều kiện đầu tiên không được đáp ứng, bạn cần kiểm tra điều kiện cuối cùng. Để làm điều này, bạn cần nhìn vào bảng độ hòa tan và tìm hiểu xem sản phẩm phản ứng có chứa muối hoặc bazơ không hòa tan hay không. Nếu có thì đó sẽ là trầm tích. Tiếp theo, bạn sẽ cần một bảng để viết phương trình ion. Vì tất cả các muối và bazơ hòa tan đều là chất điện ly mạnh nên chúng sẽ phân hủy thành cation và anion. Tiếp theo, các ion không liên kết sẽ bị hủy bỏ và phương trình được viết dưới dạng ngắn gọn. Ví dụ:

K 2 SO 4 +BaCl 2 =BaSO 4 ↓+2HCl,
2K+2SO 4 +Ba+2Cl=BaSO 4 ↓+2K+2Cl,
Ba+SO4=BaSO 4 ↓.

Như vậy, bảng độ tan của các chất là một trong những điều kiện then chốt để giải phương trình ion.

Bảng chi tiết giúp bạn biết bạn cần dùng bao nhiêu thành phần để chuẩn bị hỗn hợp bão hòa.

Bảng độ hòa tan

Đây là giao diện của một bảng chưa hoàn chỉnh quen thuộc. Điều quan trọng là nhiệt độ nước được chỉ ra ở đây, vì đó là một trong những yếu tố mà chúng ta đã thảo luận ở trên.

Cách sử dụng bảng độ tan của các chất?

Bảng độ hòa tan của các chất trong nước là một trong những trợ lý chính của nhà hóa học. Nó cho thấy các chất và hợp chất khác nhau tương tác với nước như thế nào. Độ hòa tan của chất rắn trong chất lỏng là một chỉ số mà không có nó thì nhiều thao tác hóa học không thể thực hiện được.

Bảng rất dễ sử dụng. Dòng đầu tiên chứa cation (hạt tích điện dương), dòng thứ hai chứa anion (hạt tích điện âm). Hầu hết bảng được chiếm bởi một lưới với các ký hiệu cụ thể trong mỗi ô. Đó là các chữ cái "P", "M", "N" và các dấu "-" và "?".

"P" - hợp chất hòa tan;
"M" - ít tan;
"N" - không tan;
"-" - kết nối không tồn tại;
"?" - không có thông tin về sự tồn tại của kết nối.

Có một ô trống trong bảng này - đây là nước.

Ví dụ đơn giản

Bây giờ hãy nói về cách làm việc với vật liệu như vậy. Giả sử bạn cần tìm hiểu xem muối MgSo 4 (magie sunfat) có hòa tan trong nước hay không. Để làm điều này, bạn cần tìm cột Mg 2+ và đi xuống dòng SO 4 2-. Tại giao điểm của chúng có chữ P, có nghĩa là hợp chất có thể hòa tan.

Phần kết luận

Vì vậy, chúng tôi đã nghiên cứu vấn đề hòa tan các chất trong nước và hơn thế nữa. Không còn nghi ngờ gì nữa, kiến thức này sẽ hữu ích trong việc nghiên cứu sâu hơn về hóa học. Xét cho cùng, độ hòa tan của các chất đóng một vai trò quan trọng ở đó. Nó sẽ hữu ích trong việc giải các phương trình hóa học và các vấn đề khác nhau.

phản ứng của muối trong nước

Muối tạo thành bởi axit mạnh và bazơ yếu. Các muối loại này khi hòa tan trong nước sẽ tạo thành dung dịch axit. Chúng ta hãy lấy amoni clorua NH4Cl làm ví dụ. Khi muối này hòa tan trong nước, ion amoni đóng vai trò

Lượng ion H3O+ dư thừa được hình thành trong quá trình này gây ra tính chất axit của dung dịch.

Muối tạo thành từ axit yếu và bazơ mạnh. Các muối loại này khi hòa tan trong nước sẽ tạo thành dung dịch kiềm. Ví dụ: hãy lấy natri axetat CH3COONa1. Ion axetat đóng vai trò là bazơ, nhận proton từ nước, trong trường hợp này đóng vai trò là axit:

Lượng ion OH- dư thừa được hình thành trong quá trình này quyết định tính chất kiềm của dung dịch.

Muối tạo thành từ axit mạnh và bazơ mạnh. Khi các muối loại này hòa tan trong nước sẽ tạo thành dung dịch trung tính. Hãy lấy natri clorua NaCl làm ví dụ. Khi hòa tan trong nước, muối này bị ion hóa hoàn toàn và do đó nồng độ ion Na+ bằng với nồng độ ion Cl-. Vì cả ion này và ion kia đều không tham gia phản ứng axit-bazơ với nước nên lượng dư ion H3O+ hoặc OH không hình thành trong dung dịch. Do đó, giải pháp hóa ra là trung tính.

Muối tạo thành từ axit yếu và bazơ yếu. Một ví dụ về loại muối này là amoni axetat. Khi hòa tan trong nước, ion amoni phản ứng với nước dưới dạng axit và ion axetat phản ứng với nước dưới dạng bazơ. Cả hai phản ứng này đều được mô tả ở trên. Dung dịch nước của muối được tạo thành bởi axit yếu và bazơ yếu có thể có tính axit yếu, kiềm yếu hoặc trung tính, tùy thuộc vào nồng độ tương đối của các ion H3O+ và OH- được hình thành do phản ứng của các cation và OH- của muối. anion với nước. Điều này phụ thuộc vào mối quan hệ giữa các giá trị hằng số phân ly của cation và anion.