Един от първите научни експерименти, които си спомням, беше добавянето на сол към чаша вода и нетърпеливото изчакване тя да се разтвори. Въпреки че бях развълнуван да гледам как солта изглежда изчезва, определено не разбирах тънкостите на разтворимостта. За щастие, разтворимостта следва списък от правила, които ни помагат да определим доколко разтворимо е дадено вещество, като например колко вероятно е тази сол да се разтвори в тази вода (бърз поглед – много е вероятно). Ще разгледаме какво е разтворимост, как работи и пълния списък с правила за разтворимост, за да ви помогнем да определите разтворимостта на веществата.
Какво е разтворимост?
Разтворимостта е способността на веществото да се разтваря . Веществото, което се разтваря, се нарича разтворено вещество, а веществото, в което се разтваря, се нарича разтворител. Полученото вещество се нарича разтвор. Обикновено разтвореното вещество е твърдо вещество, а разтворителят е течност, като нашия пример със сол във вода по-горе. Въпреки това, разтворените вещества могат да бъдат във всяко състояние: газ, течност или твърдо вещество. Например, газирана напитка е разтвор, в който разтвореното вещество е газ, а разтворителят е течност.
Разтвореното вещество се счита за неразтворимо, когато не може да се разтвори в съотношение, по-голямо от 10000:1. Докато много съединения са частично или предимно неразтворими, няма вещество, което да е напълно неразтворимо във вода , което означава, че изобщо не може да се разтвори. Ще видите в правилата за разтворимост, че много съединения, които са етикетирани като неразтворими, имат изключения, като карбонатите. Това е отчасти причината, поради която е важно правилата за разтворимост да се следват стриктно.
java методи
Когато работите върху химични уравнения или изграждате хипотеза, правилата за разтворимост са полезни при прогнозиране на крайните състояния на участващите вещества. Ще можете точно да предвидите какви комбинации ще доведат до какви резултати.
Правилата за разтворимост са само за способността на йонните твърди вещества да се разтварят във вода. Въпреки че можем да изчислим разтворимостта, като измерим всяко вещество и следваме уравнение, правилата за разтворимост ни позволяват да определим разтворимостта на дадено вещество, преди да се опитате да го създадете.
Правила за разтворимост
Много е важно правилата в този списък да се следват по ред, защото ако едно правило изглежда противоречи на друго правило, правилото, което е на първо място, е това, което следвате . Веществата в този списък са дадени с техните елементарни имена. Позоваването на периодичната таблица по-долу ще ви помогне да работите с имената и групите на елементите.
-
Солите, съдържащи елементи от група I (Li+, Na+, K+, Cs+, Rb+) са разтворими. Има няколко изключения от това правило. Солите, съдържащи амониевия йон (NH4+), също са разтворими.
-
Солите, съдържащи нитратен йон (NO3-), обикновено са разтворими.
-
Солите, съдържащи Cl -, Br - или I - обикновено са разтворими. Важни изключения от това правило са халогенидните соли на Ag+, Pb2+ и (Hg2)2+. По този начин AgCl, PbBr2 и Hg2Cl2 са неразтворими.
-
Повечето сребърни соли са неразтворими. AgNO3 и Ag(C2H3O2) са обикновени разтворими соли на среброто; на практика всички останали са неразтворими.
-
Повечето сулфатни соли са разтворими. Важни изключения от това правило включват CaSO4, BaSO4, PbSO4, Ag2SO4 и SrSO4.
-
Повечето хидроксидни соли са слабо разтворими. Хидроксидните соли на елементите от I група са разтворими. Хидроксидните соли на елементите от група II (Ca, Sr и Ba) са слабо разтворими. Хидроксидните соли на преходните метали и Al3+ са неразтворими. Така Fe(OH)3, Al(OH)3, Co(OH)2 не са разтворими.
-
Повечето сулфиди на преходни метали са силно неразтворими, включително CdS, FeS, ZnS и Ag2S. Арсенът, антимонът, бисмутът и оловните сулфиди също са неразтворими.
-
Карбонатите често са неразтворими. Карбонатите от група II (CaCO3, SrCO3 и BaCO3) са неразтворими, както и FeCO3 и PbCO3.
-
Хроматите често са неразтворими. Примерите включват PbCrO4 и BaCrO4.
-
Фосфатите като Ca3(PO4)2 и Ag3PO4 често са неразтворими.
excel премахнете първия знак
-
Флуоридите като BaF2, MgF2 и PbF2 често са неразтворими.
Примерни въпроси
1. Изберете съединенията, които са винаги разтворим във вода
а. BaSO4
b. HG2 I2
в. На олимпиадата
д. Na2SO3
в. Ag ClO3
f. Cr Cl3
ж. Fe PO4
2. Етикетирайте всяко от следните като разтворим или неразтворим
а. Ли ОХ
b. Hg SO4
° С. Pb Br2
д. Rb2 S
д. В I2
f. H3 AsO4
ж. Нито Cro4
3. Кое (ако има) сребро е разтворимо: Сребърен хлорид AgCl , сребърен фосфат, Ag3PO4 или сребърен флуорид, AgF ?
Отговори
1. Изберете съединенията, които са винаги разтворим във вода (удебелените са правилни)
а. BaSO4 (вижте правило 5)
b. HG2I2 (вижте правило 3)
° С. Това ОХ (виж правило 1)
д. Na2SO3 (виж правило 1)
css удебелен текст
то е . При ClO3 (виж правило 3)
f. Cr Cl3 (виж правило 3)
ж. Fe PO4 (вижте правило 6)
Забележка: Писмо д е пример за използване на реда на правилата за определяне на разтворимостта. Правило 4 казва, че среброто (Ag) често е неразтворимо, но правило 3 казва, че хлоратите (Cl) са разтворими. Тъй като Ag ClO3 е сребърен хлорат и правило 3 е преди правило 4, то го замества. Това съединение е разтворимо.
2. Етикетирайте всяко от следните като разтворимо или неразтворимо
а. Ли ОХ разтворим - правило 1
b. Fe(OH)2 неразтворим - правило 7
° С. Pb Br2 неразтворим – правило 2
е. Rb2 SO3 разтворим - правило 1
д. В I2 разтворим – правило 3
f. H3 AsO4 неразтворим - правило 10
ж. Нито CRo4 неразтворим - правило 8
3. Кое (ако има) сребро е разтворимо: Сребърен хлорид AgCl, сребърен фосфат, Ag3PO4 или сребърен флуорид, AgF ?
Нито едно от горните сребра не е разтворимо. В правило #4 се посочва, че сребърните соли (Ag) са
неразтворим, със сребърен нитрат, AgNO3, като едно изключение.
Как работи разтворимостта
Както виждаме от нашите правила за разтворимост, някои вещества са много разтворими, докато други са неразтворими или имат ниска разтворимост. Нека да разгледаме как работи разтворимостта, за да разберем по-добре правилата за разтворимост.
Фактори, които влияят върху разтворимостта
Дали дадено вещество е разтворимо или не и до каква степен зависи от различни фактори. Разтворените вещества обикновено се разтварят най-добре в разтворители, които имат най-голямо молекулно сходство. Полярността е основен фактор за разтворимостта на веществото. Молекулите, при които единият край е отрицателно зареден, а другият е положително, се считат за полярни, което означава, че имат електрически полюси. Ако една молекула няма този йонен състав, тя се счита за неполярна.
Обикновено разтворените вещества са разтворими в разтворители, които са най-сходни с тях молекулно. Полярните разтворени вещества ще се разтварят по-добре в полярни разтворители, а неполярните разтворени вещества ще се разтварят по-добре в неполярни разтворители. Например, захарта е полярно разтворено вещество и абсорбира много добре във вода. Захарта обаче би имала ниска разтворимост в неполярна течност като растително масло. Като цяло, разтворените вещества също ще бъдат по-разтворими, ако молекулите в разтвореното вещество са по-малки от тези в разтворителя.
Други фактори, които влияят върху разтворимостта, са налягането и температурата. В някои разтворители, когато се нагреят, молекулите вибрират по-бързо и са в състояние да разграждат разтвореното вещество. Налягането е фактор главно, когато е намесено газово вещество, и има малък или никакъв ефект върху течните вещества.
премахнете последния знак от низа
Скоростта на разтвора се отнася до това колко бързо се разтваря дадено вещество и е отделна от разтворимостта. Разтворимостта зависи изцяло от физичните и химичните свойства на разтвореното вещество и разтворителя , и не се влияе от скоростта на решение. Скоростта не трябва да се включва в разтворимостта на дадено вещество. Това често може да бъде объркващо, когато за първи път научавате за разтворимостта, тъй като във визуален пример гледането на бързо разтваряне на нещо може да се почувства като потвърждение на способността му да се разтваря. Процесът на разтворимост обаче е уникален и скоростта, с която се разтваря, не е включена в уравнението.
Прогнозиране на резултатите
Когато разтвореното вещество се смеси с разтворител, има три възможни резултата: Ако разтворът има по-малко разтворено вещество от максималното количество, което може да разтвори (разтворимостта), това е разреден разтвор . Ако количеството на разтвореното вещество е точно същото като разтворимостта, то е наситен. Ако има повече разтворено вещество, отколкото може да се разтвори, излишъкът се отделя от разтвора и образува утайка .
Разтворът се счита за наситен, когато добавянето на допълнително разтворено вещество не повишава концентрацията на разтвора. Освен това, разтворът е смесим, когато може да се смеси във всяко съотношение - това се отнася главно за течности, като етанол, C2H5OH, и вода, H2O.
Познаването и спазването на правилата за разтворимост е най-добрият начин да се предвиди резултатът от всяко дадено решение. Ако знаем, че дадено вещество е неразтворимо, вероятно то ще има излишък от разтворено вещество, като по този начин ще се образува утайка. Въпреки това, съединения, за които знаем, че са силно разтворими, като солта, е вероятно да образуват разтвори в различни съотношения; в този случай ще можем да определим колко разтворено вещество и разтворител са необходими за образуването на всеки разтвор и дали изобщо е възможно да се образува такъв.
Като си помислим сега за експеримента със сол във вода, става ясно, че солта, известна още като NaCl или натриев хлорид, би била силно разтворима според нашите правила за разтворимост. Натриевият хлорид съдържа Na, който почти винаги е разтворим съгласно правило 1, и Cl, който обикновено е разтворим съгласно правило 3. Въпреки че мога да кажа това само като хвърлям поглед на правилата, нищо не отнема от магията да гледаш как химически съединения се разпадат и разтварят точно пред очите ти. Не забравяйте да държите периодичните си таблици под ръка и да обърнете голямо внимание на правилата за разтворимост в следващия си експеримент.
Какво следва?
Подготвяте се за теста по химия на AP?Проучете с нашите статии за всеки наличен практически тест по химия на AP и най-доброто учебно ръководство на AP Chem. Вместо това да вземете IB? Започнете с нашите учебни бележки за IB Chemistry.
Търсите повече помощ по химия?Превеждаме ви през константа на разтворимост (К sp ) и как да го решим , обяснете как да балансирате химичните уравнения и разгледайте примери за физическа срещу химическа промяна тук.
Ако имате нужда от повече научни ръководства, които не са свързани с химията, не забравяйте да разгледате тези ръководства за намиране на плътност на водата , определяне на коменсализма , и как да изчислим ускорението .