Одним із перших наукових експериментів, які я пам’ятаю, було додавання солі в чашку з водою та нетерпляче очікування, поки вона розчиниться. Хоча мені було приємно спостерігати, як сіль зникає, я точно не розумів тонкощів розчинності. На щастя, розчинність відповідає переліку правил, які допомагають нам визначити, наскільки розчинна речовина, наприклад, наскільки ймовірно, що сіль розчиниться у цій воді (помітно – це дуже ймовірно). Ми розглянемо, що таке розчинність, як вона працює, а також повний список правил розчинності, які допоможуть вам визначити розчинність речовин.
Що таке розчинність?
Розчинність – це здатність речовини розчинятися . Речовина, яка розчиняється, називається розчиненою речовиною, а речовина, у якій вона розчиняється, — розчинником. Отриману речовину називають розчином. Як правило, розчинена речовина є твердою речовиною, а розчинник — рідиною, як-от наведений вище приклад солі у воді. Однак розчинені речовини можуть перебувати в будь-якому стані: газоподібному, рідкому або твердому. Наприклад, газований напій — це розчин, де розчинена речовина — газ, а розчинник — рідина.
Розчинена речовина вважається нерозчинною, якщо вона не здатна розчинитися у співвідношенні більше 10000:1. Хоча багато сполук є частково або здебільшого нерозчинними, не існує жодної речовини, яка була б повністю нерозчинною у воді , що означає, що він взагалі не може розчинитися. Ви побачите в правилах розчинності, що багато сполук, які позначені як нерозчинні, мають винятки, наприклад карбонати. Частково тому важливо чітко дотримуватися правил розчинності.
дорівнює java
Коли ви працюєте над хімічними рівняннями або будуєте гіпотезу, правила розчинності корисні для прогнозування кінцевих станів залучених речовин. Ви зможете точно передбачити, які комбінації призведуть до яких результатів.
Правила розчинності стосуються лише здатності іонних твердих речовин розчинятися у воді. Хоча ми можемо обчислити розчинність, вимірявши кожну речовину та дотримуючись рівняння, правила розчинності дозволяють нам визначити розчинність речовини до того, як ви спробуєте її створити.
Правила розчинності
Дуже важливо, щоб правила в цьому списку дотримувалися в порядку, тому що якщо правило суперечить іншому правилу, першим є правило, якого ви дотримуєтеся . Речовини в цьому списку подано за елементарними назвами. Посилання на наведену нижче періодичну таблицю допоможе вам працювати з назвами та групами елементів.
-
Солі, що містять елементи I групи (Li+, Na+, K+, Cs+, Rb+), є розчинними. З цього правила є кілька винятків. Солі, що містять іон амонію (NH4+), також розчинні.
-
Солі, що містять нітрат-іон (NO3-), як правило, розчинні.
-
Солі, що містять Cl-, Br- або I-, як правило, розчинні. Важливим винятком із цього правила є галоїдні солі Ag+, Pb2+ і (Hg2)2+. Таким чином, AgCl, PbBr2 і Hg2Cl2 нерозчинні.
-
Більшість солей срібла нерозчинні. AgNO3 і Ag(C2H3O2) — звичайні розчинні солі срібла; практично всі інші нерозчинні.
-
Більшість сульфатних солей є розчинними. Важливі винятки з цього правила включають CaSO4, BaSO4, PbSO4, Ag2SO4 і SrSO4.
-
Більшість гідроксидів малорозчинні. Гідроксидні солі елементів І групи розчинні. Гідроксидні солі елементів II групи (Ca, Sr, Ba) малорозчинні. Гідроксиди перехідних металів і Al3+ нерозчинні. Таким чином, Fe(OH)3, Al(OH)3, Co(OH)2 нерозчинні.
-
Більшість сульфідів перехідних металів дуже нерозчинні, включаючи CdS, FeS, ZnS і Ag2S. Нерозчинними є також сульфіди миш’яку, сурми, вісмуту, свинцю.
-
Карбонати часто нерозчинні. Карбонати II групи (CaCO3, SrCO3 і BaCO3) нерозчинні, як і FeCO3 і PbCO3.
-
Хромати часто нерозчинні. Приклади включають PbCrO4 і BaCrO4.
-
Такі фосфати, як Ca3(PO4)2 і Ag3PO4, часто нерозчинні.
масив у java
-
Такі фториди, як BaF2, MgF2 і PbF2, часто нерозчинні.
Приклади запитань
1. Виберіть сполуки, які є завжди розчинний у воді
a. BaSO4
b. HG2 I2
в. На Олімпіаді
d. Na2SO3
в. Ag ClO3
f. Cr Cl3
g. Fe PO4
2. Позначте кожне з наступних як розчинний або нерозчинний
а. Лі О.Х
b. Hg SO4
в. Pb Br2
d. Rb2 S
д. В I2
f. H3 AsO4
g. Ні Cro4
3. Яке (якщо є) срібло є розчинним: Хлорид срібла AgCl , фосфат срібла, Ag3 PO4 або фторид срібла, AgF ?
Відповіді
1. Виберіть сполуки, які є завжди розчинний у воді (виділено жирним шрифтом правильно)
вимкнення режиму розробника
a. BaSO4 (див. правило 5)
b. HG2I2 (див. правило 3)
в. Це ОХ (див. правило 1)
d. Na2SO3 (див. правило 1)
Це є . При ClO3 (див. правило 3)
f. Cr Cl3 (див. правило 3)
g. Fe PO4 (див. правило 6)
Примітка: Літера е є прикладом використання порядку правил для визначення розв’язності. Правило 4 говорить, що срібло (Ag) часто нерозчинне, а правило 3 говорить, що хлорати (Cl) розчинні. Оскільки Ag ClO3 є хлоратом срібла, і правило 3 стоїть перед правилом 4, воно замінює його. Ця сполука є розчинною.
2. Позначте кожну з наступних речовин як розчинну або нерозчинну
а. Лі О.Х розчинний - правило 1
b. Fe(OH)2 нерозчинний - правило 7
в. Pb Br2 нерозчинний – правило 2
є. Rb2 SO3 розчинний - правило 1
д. В I2 розчинний – правило 3
f. H3 AsO4 нерозчинний - правило 10
g. Ні CRo4 нерозчинний - правило 8
3. Яке (якщо є) срібло є розчинним: Хлорид срібла AgCl, фосфат срібла, Ag3 PO4 або фторид срібла, AgF ?
Жодне з перерахованого вище срібла не розчиняється. У правилі №4 зазначено, що солі срібла (Ag) є
нерозчинний, з нітратом срібла, AgNO3, як один виняток.
Як працює розчинність
Як ми бачимо з наших правил розчинності, деякі речовини дуже розчинні, а деякі нерозчинні або мають низьку розчинність. Давайте розглянемо, як працює розчинність, щоб краще зрозуміти правила розчинності.
Фактори, що впливають на розчинність
Чи є речовина розчинною, і в якій мірі, залежить від багатьох факторів. Розчинені речовини зазвичай найкраще розчиняються в розчинниках, які мають найбільшу молекулярну схожість. Полярність є головним фактором розчинності речовини. Молекули, у яких один кінець негативно заряджений, а інший позитивно, вважаються полярними, тобто вони мають електричні полюси. Якщо молекула не має такого іонного складу, вона вважається неполярною.
Як правило, розчинені речовини розчиняються в розчинниках, найбільш схожих на них за молекулярною структурою. Полярні розчини краще розчиняються в полярних розчинниках, а неполярні розчини краще розчиняються в неполярних розчинниках. Наприклад, цукор є полярною розчиненою речовиною і дуже добре поглинає воду. Однак цукор мало розчиняється в неполярній рідині, такій як рослинна олія. Загалом, розчинені речовини також будуть більш розчинними, якщо молекули в розчиненій речовині менші за молекули в розчиннику.
Іншими факторами, що впливають на розчинність, є тиск і температура. У деяких розчинниках при нагріванні молекули вібрують швидше і здатні розщеплювати розчинену речовину. Тиск є головним фактором, коли бере участь газоподібна речовина, і майже не впливає на рідкі речовини.
містить підрядок java
Швидкість розчинення означає, наскільки швидко речовина розчиняється, і не залежить від розчинності. Розчинність повністю залежить від фізичних і хімічних властивостей розчиненої речовини та розчинника , і на нього не впливає швидкість розв’язання. Швидкість не слід враховувати при розчинності речовини. Це часто може збентежити, коли ви вперше дізнаєтеся про розчинність, оскільки на візуальному прикладі спостерігати за тим, як щось швидко розчиняється, може здатися підтвердженням його здатності розчинятися. Однак процес розчинності є унікальним, і швидкість, з якою він розчиняється, не враховується в рівнянні.
Прогнозування результатів
Коли розчинник змішується з розчинником, є три можливі результати: Якщо розчин містить менше розчиненої речовини, ніж максимальна кількість, яку він здатний розчинити (розчинність), це розбавлений розчин . Якщо кількість розчиненої речовини точно відповідає її розчинності насичений. Якщо розчиненої речовини більше, ніж можна розчинити, надлишок відокремлюється від розчину й утворює осад .
Розчин вважається насиченим, якщо додавання додаткової розчиненої речовини не збільшує концентрацію розчину. Крім того, розчин можна змішувати, якщо його можна змішувати в будь-якому співвідношенні. Це в основному стосується рідин, таких як етанол, C2H5OH, і вода, H2O.
Знання та дотримання правил розчинності є найкращим способом передбачити результат будь-якого заданого рішення. Якщо ми знаємо, що речовина нерозчинна, цілком імовірно, що вона матиме надлишок розчиненої речовини, таким чином утворюючи осад. Однак сполуки, які, як ми знаємо, добре розчиняються, наприклад сіль, можуть утворювати розчини в різних співвідношеннях; у цьому випадку ми зможемо визначити, скільки розчиненої речовини та розчинника необхідно для утворення кожного розчину, і чи можливо його взагалі утворити.
Розмірковуючи зараз про експеримент із сіллю у воді, стає зрозуміло, що сіль, також відома як NaCl або хлорид натрію, буде добре розчинною відповідно до наших правил розчинності. Натрій хлорид містить Na, який майже завжди розчинний згідно з правилом 1, і Cl, який зазвичай розчинний згідно з правилом 3. Хоча я можу це зрозуміти, просто глянувши на правила, ніщо не позбавляє магії спостерігати за руйнуванням і розчиненням хімічних сполук прямо на ваших очах. Не забувайте тримати під рукою свої періодичні таблиці та звертайте особливу увагу на правила розчинності під час наступного експерименту.
Що далі?
Готуєтеся до іспиту з хімії AP?Вивчайте наші статті на кожен доступний практичний тест з хімії AP і остаточний навчальний посібник AP Chem. Взяти IB замість цього? Почніть з наших конспектів для курсу IB Chemistry.
Шукаєте більше допомоги з хімії?Ми проведемо вас через константа розчинності (К зр ) і як її вирішити , поясніть , як збалансувати хімічні рівняння , і перегляньте тут приклади фізичних і хімічних змін .
Якщо вам потрібні інші наукові посібники, не пов’язані з хімією, обов’язково перегляньте ці посібники щодо пошуку щільність води , визначення комменсалізму , і як розрахувати прискорення .