Растворимость твердых веществ в воде

Дата: 2025-05-01; Просмотры: 6

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Растворимость твердых веществ в воде с увеличением температуры, как правило, увеличивается (рис. 28).

Рис. 28. Зависимость растворимости NaCl (кривая 1), MgCl₂ (2) и CaCl₂ (3) от температуры

Между твердым веществом и его насыщенным раствором устанавливается термодинамическое равновесие:

твердое вещество ⇄ насыщенный раствор; △Н_раств.

Знак и величина энтальпии растворения твердого вещества определяется двумя процессами. Энергия в форме теплоты (Q_крист. = △Н_крист> 0) затрачивается на разрушение кристаллической решетки и выделяется (Q_{гидрат.} = △Н_гидрат< 0) в результате гидратации ионов или молекул.

△Н_раств. = △Н_крист. + △Н_{гидрат.}

В зависимости от соотношения эффектов гидратации и разрушения кристаллической решетки растворение может быть и экзотермическим, и эндотермическим процессом.

Энтропийный фактор связан, прежде всего, с увеличением беспорядка, вызванного разрушением кристаллической структуры (△S_раств.> 0). В конечном счете знак △ G_раств определяется энтальпийным и энтропийным факторами (табл. 2).

Т а б л и ц а 2

Термодинамические параметры растворения твердых веществ в воде (Т = 298.15 К, р = 101.3 кПа)

Из уравнения (3.1) следует, что с ростом температуры, как правило, создаются благоприятные условия повышения растворимости твердых веществ.

Растворимость органических жидкостей в воде

Экспериментально установленное правило «подобное растворяется в подобном» свидетельствует о том, что в полярных средах растворяются полярные вещества, в неполярных – неполярные вещества. Вода – полярная среда, следовательно, неполярные органические соединения должны плохо растворяться в воде. В случае органических соединений, содержащих полярные группы, растворимость возрастает, а некоторые низкомолекулярные органические спирты и кислоты неограниченно смешиваются с водой. Например, такие спирты, как метанол CH₃OH, этанол C₂H₅OH, этиленгликоль CH₂(OH)CH₂(OH), глицерин CH₂(OH)CH(OH)CH₂(OH) растворяются в воде в любых соотношениях. Низкомолекулярные органические кислоты, например уксусная кислота СН₃COOH также неограниченно растворяются в воде. По мере увеличения длины углеводородной цепи в молекуле органической кислоты или спирта растворимость в воде уменьшается.

Неполярные органические соединения такие, как бензол, толуол, смесь органических соединений (бензин, дизельное топливо, мазут) практически не растворяются в воде.