Equilibrio en disolución. La pregunta "Solubilidad de sustancias sólidas, líquidas y gaseosas en agua.

Algunas sustancias se disuelven mejor en un solvente particular, otras peor. Se cree que no existen sustancias absolutamente insolubles. Toda sustancia es capaz de solubilidad, aunque en algunos casos en cantidades muy pequeñas (por ejemplo, mercurio en agua, benceno en agua).

Desafortunadamente, hasta la fecha, no existe una teoría mediante la cual se pueda predecir y calcular la solubilidad de cualquier sustancia en el solvente correspondiente. Esto se debe a la complejidad y diversidad de la interacción de los componentes de la solución entre sí y la falta de una teoría general de las soluciones (especialmente las concentradas). En este sentido, los datos necesarios sobre la solubilidad de las sustancias se obtienen, por regla general, empíricamente.

Cuantitativamente, la capacidad de una sustancia para disolverse suele caracterizarse por solubilidad o coeficiente de solubilidad (S).

Solubilidad (S) muestra cuántos gramos de una sustancia pueden disolverse tanto como sea posible bajo condiciones dadas (temperatura, presión) en 100 g de un solvente para formar una solución saturada.

Si es necesario, también se determina el coeficiente de solubilidad para una cantidad diferente de disolvente (por ejemplo, para 1000 g, 100 cm 3 , 1000 cm 3 , etc.).

Por solubilidad, todas las sustancias, según su naturaleza, se dividen en 3 grupos: 1) altamente solubles; 2) ligeramente soluble; 3) poco soluble o insoluble.

El coeficiente de solubilidad para las sustancias del primer grupo es superior a 1 g (por 100 g de disolvente), para las sustancias del segundo grupo se encuentra en el rango de 0,01 - 1,0 g y para las sustancias del tercer grupo S< 0,01 г.

La solubilidad de las sustancias está influenciada por muchos factores, los principales de los cuales son la naturaleza del solvente y el soluto, la temperatura, la presión y la presencia de otras sustancias (especialmente electrolitos) en la solución.

Influencia de la naturaleza de las sustancias sobre la solubilidad.

Se ha establecido experimentalmente que en un solvente cuyas moléculas son polares, las sustancias formadas por reacción iónica o covalente enlaces polares. Y en un disolvente cuyas moléculas no son polares, las sustancias formadas por enlaces covalentes débilmente polares o no polares se disuelven mejor. De otro modo, esta regularidad revelada puede formularse de la siguiente manera: "Lo similar se disuelve en lo similar".

La solubilidad de las sustancias está determinada en gran medida por la fuerza y ​​la naturaleza de su interacción con las moléculas del solvente. Cuanto más pronunciada es esta interacción, mayor es la solubilidad y viceversa.

Se sabe que las fuerzas que actúan entre moléculas no polares y débilmente polares son pequeñas e inespecíficas; en términos cuantitativos no dependen significativamente del tipo de sustancia.

Si se introducen moléculas no polares A similares en un líquido no polar B, entonces la energía de interacción entre las partículas A y B no diferirá significativamente de la energía de interacción entre las partículas A y A o las partículas B y B. Por lo tanto, al igual que cualquier cantidad de la misma sustancia se mezcla , con una alta probabilidad se mezclará entre sí indefinidamente (es decir, se disolverá entre sí) y varios líquidos no polares.

Por la misma razón, los cristales moleculares suelen disolverse mejor en líquidos no polares.

Si la energía de interacción de las moléculas A y A o B y B es mayor que A y B, entonces las mismas moléculas de cada componente se unirán preferentemente entre sí y su solubilidad entre sí disminuirá (Tabla 6).

La polaridad de cualquier solvente a menudo se caracteriza por el valor de su permitividad (ε), que se determina fácilmente empíricamente. Cuanto más grande es, más polar es la sustancia.

Tabla 6. Solubilidad de KI (% en peso) en solventes de diferente polaridad

Una solución es un sistema homogéneo que consta de dos o más sustancias, cuyo contenido se puede cambiar dentro de ciertos límites sin perturbar la homogeneidad.

Acuático Las soluciones están compuestas por agua(disolvente) y sustancia disoluta. El estado de las sustancias en una solución acuosa, si es necesario, se indica mediante un subíndice (p), por ejemplo, KNO 3 en solución - KNO 3 (p) .

Las soluciones que contienen una pequeña cantidad de soluto a menudo se denominan diluido mientras que las soluciones con alto contenido de solutos concentrado. Una solución en la que es posible una mayor disolución de una sustancia se llama insaturado y una solución en la que una sustancia deja de disolverse en determinadas condiciones es saturado. La última solución está siempre en contacto (en equilibrio heterogéneo) con la sustancia no disuelta (uno o más cristales).

EN condiciones especiales, por ejemplo, cuando se enfría cuidadosamente (sin agitar) una solución insaturada caliente sólido las sustancias pueden formar sobresaturado solución. Cuando se introduce un cristal de una sustancia, dicha solución se separa en una solución saturada y un precipitado de la sustancia.

De acuerdo con teoría química de las soluciones D. I. Mendeleev, la disolución de una sustancia en agua se acompaña, en primer lugar, destrucción enlaces químicos entre moléculas (enlaces intermoleculares en sustancias covalentes) o entre iones (en sustancias iónicas), y, así, las partículas de la sustancia se mezclan con agua (en la que también se destruyen algunos de los enlaces de hidrógeno entre moléculas). Los enlaces químicos se rompen debido a la energía térmica del movimiento de las moléculas de agua, y en este caso costo energía en forma de calor.

En segundo lugar, una vez en el agua, las partículas (moléculas o iones) de la sustancia se someten a hidratación. Como resultado, hidrata- compuestos de composición indeterminada entre partículas de materia y moléculas de agua ( composición interna las partículas de la sustancia en sí no cambian durante la disolución). Este proceso va acompañado destacando energía en forma de calor debido a la formación de nuevos enlaces químicos en los hidratos.

En general, una solución enfriar(si el costo del calor excede su liberación), o se calienta (de lo contrario); a veces, si el costo del calor y su liberación son iguales, la temperatura de la solución permanece sin cambios.

Muchos hidratos son tan estables que no se descomponen incluso cuando la solución se evapora por completo. Entonces, se conocen hidratos de cristales sólidos de sales CuSO 4 5H 2 O, Na 2 CO 3 10H 2 O, KAl (SO 4) 2 12H 2 O, etc.

El contenido de una sustancia en una solución saturada a T= const cuantifica solubilidad esta sustancia La solubilidad suele expresarse como la masa de soluto por 100 g de agua, por ejemplo, 65,2 g KBr/100 g H 2 O a 20 °C. Por lo tanto, si se introducen 70 g de bromuro de potasio sólido en 100 g de agua a 20 °C, entonces se disuelven 65,2 g de sal (que estará saturada) y quedan 4,8 g de KBr sólido (exceso) en la solución. fondo del vaso de precipitados.

Debe recordarse que el contenido de soluto en Rico solución es igual, en insaturado solución menos y en sobresaturado solución más su solubilidad a una temperatura determinada. Entonces, una solución preparada a 20°C a partir de 100 g de agua y sulfato de sodio Na 2 SO 4 (solubilidad 19,2 g/100 g H 2 O), con un contenido

15,7 g de sal - insaturada;

19,2 g de sal - saturada;

20,3 g de sal están sobresaturados.

La solubilidad de los sólidos (Cuadro 14) suele aumentar al aumentar la temperatura (KBr, NaCl), y sólo para algunas sustancias (CaSO 4 , Li 2 CO 3) se observa lo contrario.

La solubilidad de los gases disminuye al aumentar la temperatura y aumenta al aumentar la presión; por ejemplo, a una presión de 1 atm, la solubilidad del amoníaco es de 52,6 (20 °C) y 15,4 g/100 g H 2 O (80 °C), y a 20 °C y 9 atm es de 93,5 g/100 g H 2 O.

De acuerdo con los valores de solubilidad, las sustancias se distinguen:

bien soluble, cuya masa en una solución saturada es proporcional a la masa de agua (por ejemplo, KBr - a 20 ° C la solubilidad es 65,2 g / 100 g H 2 O; solución 4,6 M), forman soluciones saturadas con una molaridad de más de 0,1 M;

escasamente soluble, cuya masa en una solución saturada es mucho menor que la masa de agua (por ejemplo, CaSO 4 - a 20 ° C la solubilidad es 0,206 g / 100 g H 2 O; solución 0,015 M), forman soluciones saturadas con una molaridad de 0,1–0,001 M;

prácticamente insoluble cuya masa en una solución saturada es insignificante en comparación con la masa del solvente (por ejemplo, AgCl - a 20 ° C, la solubilidad es de 0.00019 g por 100 g de H 2 O; solución 0.0000134 M), forman soluciones saturadas con una molaridad inferior a 0,001 M.

Compilado según datos de referencia tabla de solubilidadácidos, bases y sales comunes (Tabla 15), en la que se indica el tipo de solubilidad, se señalan sustancias que no son conocidas por la ciencia (no obtenidas) o que se descomponen completamente en agua.

Convenciones utilizado en la tabla:

"r" es una sustancia altamente soluble

"m" - sustancia poco soluble

"n" - sustancia prácticamente insoluble

"-" - la sustancia no se recibe (no existe)

» - la sustancia es miscible con agua indefinidamente

Nota. Esta tabla corresponde a la preparación de una solución saturada a temperatura ambiente introduciendo una sustancia (en el estado de agregación) en agua. Cabe señalar que no siempre es posible obtener precipitados de sustancias poco solubles utilizando reacciones de intercambio iónico (para más detalles, véase 13.4).

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Elementos comunes. estructura de los atomos Conchas electrónicas. orbitales
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Cada orbital puede contener como máximo dos electrones.
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Calcio
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Aluminio
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Manganeso
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Propiedades generales de los metales. Corrosión
Los elementos con propiedades metálicas se ubican en los grupos IA - VIA de la Tabla Periódica (Tabla 7).

Hidrógeno
El hidrógeno es el primer elemento de la Tabla Periódica (1er período, número de serie 1). No tiene una analogía completa con el resto. elementos químicos y no pertenece a ninguna

Cloro. Cloruro de hidrogeno
El cloro es un elemento del 3er período y VII grupo A del sistema periódico, número de serie 17. La fórmula electrónica del átomo es 3s23p5, ha

cloruros
Cloruro de sodio NaCl. Sal anóxica. El nombre común es sal de mesa. Blanco, ligeramente higroscópico. Se derrite y hierve sin descomposición. disolver moderadamente

Hipocloritos. cloratos
Hipoclorito de calcio Ca(ClO)2. Sal de ácido hipocloroso HClO. Blanco, se descompone sin derretirse cuando se calienta. Bien soluble en agua fría(arreglo

Bromuros. yoduros
Bromuro de potasio KBr. Sal anóxica. Blanco, no higroscópico, se funde sin descomposición. Disolveremos bien en el agua, no hay hidrólisis. Agente reductor (más débil, h

Oxígeno
Oxígeno: un elemento del segundo período y el grupo VIA de la tabla periódica, número de serie 8, pertenece a los calcógenos (pero se considera más a menudo por separado). Fo electrónico

Azufre. Sulfuro de hidrógeno. sulfuros
El azufre es un elemento del 3er período y el grupo VIA del sistema Periódico, número de serie 16, pertenece a los calcógenos. La fórmula electrónica del átomo es 3s.

Dióxido de azufre. Sulfitos
Dióxido de azufre SO2. Óxido ácido. Un gas incoloro con un olor acre. La molécula tiene la estructura de un triángulo incompleto [: S(O)2] (sp

Ácido sulfurico. sulfatos
Ácido sulfúrico H2SO4. Oxoácido. Líquido incoloro, muy viscoso (oleoso), muy higroscópico. Molek

Nitrógeno. Amoníaco
El nitrógeno es un elemento del 2do período y del grupo VA de la Tabla Periódica, número de serie 7. La fórmula electrónica del átomo es 2s22p3, carácter

oxido de nitrógeno. Ácido nítrico
Monóxido de nitrógeno NO. Óxido no formador de sales. gas incoloro. El radical contiene un enlace σπ covalente (N=O), en estado sólido el dímero N2

Nitritos. nitratos
Nitrito de potasio KNO2. Oksosol. Blanco, higroscópico. Se funde sin descomposición. Estable en aire seco. Muy soluble en agua (formando incoloro

carbono libre
El carbono es un elemento del 2º período y grupo IVA de la Tabla Periódica, número de serie 6. La química del carbono es principalmente la química de los compuestos orgánicos; inorgánico

Óxidos de carbono
Monóxido de carbono CO. Óxido no formador de sales. Gas incoloro, inodoro, más ligero que el aire. La molécula es débilmente polar, contiene un triple covalente σππ

Carbonatos
Carbonato de sodio Na2CO3. Oksosol. El nombre técnico es ceniza de sosa. Blanco, se derrite y se descompone cuando se calienta. Sentimientos

Silicio
El silicio es un elemento del 3er período y grupo IVA del Sistema Periódico, número de serie 14. La fórmula electrónica del átomo es 3s23p2. X

Alcanos. cicloalcanos
Los alcanos (parafinas) son compuestos de carbono e hidrógeno, en cuyas moléculas los átomos de carbono están interconectados por un enlace simple (hidrocarburos limitantes).

alquenos. Alcadienos
Los alquenos (olefinas) son hidrocarburos cuyas moléculas contienen átomos de carbono unidos por un doble enlace ( hidrocarburos insaturados fila

alcoholes. Éteres. fenoles
Los alcoholes son derivados de hidrocarburos que contienen el grupo funcional OH (hidroxilo). Los alcoholes que tienen un grupo OH se llaman monoat

Aldehídos y cetonas
Los aldehídos y las cetonas son derivados de hidrocarburos que contienen un grupo carbonilo funcional CO. En los aldehídos, el grupo carbonilo está unido a un

ácidos carboxílicos. Éteres complejos. Grasas
Los ácidos carboxílicos son derivados de hidrocarburos que contienen el grupo funcional COOH (carboxilo). Fórmulas y nombres de algunos comunes

carbohidratos
Los carbohidratos (azúcares) son los compuestos naturales más importantes que consisten en carbono, hidrógeno y oxígeno. Los carbohidratos se dividen en monosacáridos, disacáridos y polisacáridos.

Compuestos nitro. Aminas
muy importante en economía nacional materia orgánica que contiene nitrógeno. El nitrógeno se puede incluir en los compuestos orgánicos en forma del grupo nitro NO2, el grupo amino NH2 y un

Aminoácidos. Ardillas
Los aminoácidos son compuestos orgánicos que contienen dos grupos funcionales– ácido COOH y amina NH2

Tasa de reacción
Característica cuantitativa de la velocidad del flujo. reacción química A + B → D + E es su velocidad, es decir, la velocidad de interacción de las partículas de los reactivos A

La velocidad de una reacción química es directamente proporcional al producto de las concentraciones molares de los reactivos.
cuando una reacción requiere que dos moléculas reaccionantes colisionen. Esta dependencia se denomina ley cinética de las masas actuantes (K. Gullberg, P. Vog

Energía de las reacciones
Cualquier reacción va acompañada de la liberación o absorción de energía en forma de calor. En las sustancias iniciales, los enlaces químicos se rompen y se gasta energía en esto (es decir, se

Reversibilidad de las reacciones
Una reacción química se denomina reversible si, en las condiciones dadas, no solo se produce la reacción directa (→), sino también la reacción inversa, es decir, a partir de las sustancias iniciales.

Cuando se expone a un sistema de equilibrio, el equilibrio químico se desplaza hacia el lado que contrarresta este efecto.
Consideremos con más detalle la influencia de factores tales como temperatura, presión, concentración en el cambio de equilibrio. 1. Temperatura. aumento de la temperatura

disociación electrolítica
La disolución de cualquier sustancia en agua va acompañada de la formación de hidratos. Si, en este caso, no se producen cambios de fórmula en las partículas de la sustancia disuelta en la solución, entonces tales sustancias

disociación del agua. Medio de solución
El agua en sí es un electrolito muy débil:

Reacciones de intercambio iónico
En soluciones diluidas de electrolitos (ácidos, bases, sales), las reacciones químicas generalmente ocurren con la participación de iones. En este caso, se pueden conservar todos los elementos de los reactivos.

Hidrólisis de sal
La hidrólisis de sales es la interacción de sus iones con el agua, dando lugar a la aparición de un medio ácido o alcalino, pero no acompañada de la formación de un precipitado o gas (por debajo de

Agentes oxidantes y reductores
Las reacciones redox proceden con un aumento y una disminución simultáneos en los estados de oxidación de los elementos y van acompañadas de la transferencia de electrones:

Selección de coeficientes por el método de balanza electrónica
El método consta de varias etapas. 1. Escriba el esquema de reacción; encontrar elementos que aumenten y disminuyan sus estados de oxidación, y beber

Una gama de metales de tensión
En una serie de tensiones metálicas, la flecha corresponde a una disminución de la capacidad reductora de los metales y un aumento de la capacidad oxidante de sus cationes en solución acuosa (ambiente ácido):

Electrólisis de fusión y solución
La electrólisis es un proceso redox que ocurre en los electrodos durante el paso de una constante corriente eléctrica a través de soluciones o

Fracción de masa de la sustancia disuelta. Dilución, concentración y mezcla de soluciones.
La fracción de masa de la sustancia B disuelta (ω in) es la relación entre la masa de la sustancia B (t in) y la masa de la solución (m (p)

Relación de volumen de gases
Para una reacción química a A + b B = c C + d D, la relación

Masa (volumen, cantidad de sustancia) del producto según el reactivo en exceso o con impurezas
Exceso y falta de reactivos. Las cantidades, masas y volúmenes (para gases) de los reactivos no siempre se toman como estequiométricas, es decir, de acuerdo con las ecuaciones de reacción. H

Encontrar la fórmula molecular de un compuesto orgánico.
Al derivar fórmulas de sustancias, especialmente en química orgánica, a menudo se usa la densidad relativa de un gas. La densidad relativa del gas X es la relación entre la densidad absoluta

Solución se denomina sistema termodinámicamente estable homogéneo (monofásico) de composición variable, que consta de dos o más componentes ( sustancias químicas). Los componentes que componen una solución son un solvente y un soluto. Por lo general, se considera que un solvente es un componente que existe en su forma pura en el mismo estado de agregación que la solución resultante (por ejemplo, en el caso de una solución salina acuosa, el solvente es, por supuesto, agua). Si ambos componentes antes de la disolución estaban en el mismo estado de agregación (por ejemplo, alcohol y agua), entonces el componente que está en mayor cantidad se considera el solvente.

Las soluciones son líquidas, sólidas y gaseosas.

Las soluciones líquidas son soluciones de sales, azúcar, alcohol en agua. Las soluciones líquidas pueden ser acuosas o no acuosas. Las soluciones acuosas son soluciones en las que el disolvente es agua. Las soluciones no acuosas son soluciones en las que los líquidos orgánicos (benceno, alcohol, éter, etc.) son disolventes. Las soluciones sólidas son aleaciones de metales. Soluciones gaseosas - aire y otras mezclas de gases.

Proceso de disolución. La disolución es un proceso físico y químico complejo. Durante el proceso físico, la estructura de la sustancia disuelta se destruye y sus partículas se distribuyen entre las moléculas del solvente. proceso quimico es la interacción de las moléculas de solvente con las partículas de soluto. Como resultado de esta interacción, solvatos Si el solvente es agua, entonces los solvatos resultantes se llaman hidratos. El proceso de formación de solvatos se llama solvatación, el proceso de formación de hidratos se llama hidratación. Cuando las soluciones acuosas se evaporan, se forman hidratos cristalinos - estos son sustancias cristalinas, que incluyen un cierto número de moléculas de agua (agua de cristalización). Ejemplos de hidratos cristalinos: CuSO 4 . 5H 2 O - sulfato de cobre (II) pentahidratado; FeSO4 . 7H 2 O - sulfato de hierro heptahidratado (II).

El proceso físico de disolución procede con tomar el control energía, química destacando. Si como resultado de la hidratación (solvatación) se libera más energía de la que se absorbe durante la destrucción de la estructura de una sustancia, entonces la disolución - exotérmico proceso. La energía se libera durante la disolución de NaOH, H 2 SO 4 , Na 2 CO 3 , ZnSO 4 y otras sustancias. Si se necesita más energía para destruir la estructura de una sustancia de la que se libera durante la hidratación, entonces la disolución: endotérmico proceso. La absorción de energía ocurre cuando NaNO 3 , KCl, NH 4 NO 3 , K 2 SO 4 , NH 4 Cl y algunas otras sustancias se disuelven en agua.

La cantidad de energía liberada o absorbida durante la disolución se llama efecto térmico de disolución.

Solubilidad sustancia es su capacidad para distribuirse en otra sustancia en forma de átomos, iones o moléculas con la formación de un sistema termodinámicamente estable de composición variable. La característica cuantitativa de la solubilidad es factor de solubilidad, que muestra cuál es la masa máxima de una sustancia que se puede disolver en 1000 o 100 g de agua a una temperatura dada. La solubilidad de una sustancia depende de la naturaleza del disolvente y de la sustancia, de la temperatura y la presión (para los gases). La solubilidad de los sólidos generalmente aumenta con el aumento de la temperatura. La solubilidad de los gases disminuye al aumentar la temperatura, pero aumenta al aumentar la presión.

Según su solubilidad en agua, las sustancias se dividen en tres grupos:

1. Altamente soluble (pág.). La solubilidad de las sustancias es más de 10 g en 1000 g de agua. Por ejemplo, 2000 g de azúcar se disuelven en 1000 g de agua, o 1 litro de agua.

2. Ligeramente soluble (m.). La solubilidad de las sustancias es de 0,01 g a 10 g en 1000 g de agua. Por ejemplo, 2 g de yeso (CaSO 4 . 2 H 2 O) se disuelve en 1000 g de agua.

3. Prácticamente insoluble (n.). La solubilidad de las sustancias es inferior a 0,01 g en 1000 g de agua. Por ejemplo, en 1000 g de agua, 1,5 . 10 -3 g de AgCl.

Cuando las sustancias se disuelven, se pueden formar soluciones saturadas, insaturadas y sobresaturadas.

solución saturada es la solución que contiene la máxima cantidad de soluto en unas condiciones dadas. Cuando se agrega una sustancia a dicha solución, la sustancia ya no se disuelve.

solución no saturada Una solución que contiene menos soluto que una solución saturada bajo condiciones dadas. Cuando se agrega una sustancia a dicha solución, la sustancia aún se disuelve.

A veces es posible obtener una solución en la que el soluto contiene más que en una solución saturada a una temperatura dada. Tal solución se llama sobresaturada. Esta solución se obtiene enfriando cuidadosamente la solución saturada a temperatura ambiente. Las soluciones sobresaturadas son muy inestables. La cristalización de una sustancia en una solución de este tipo puede producirse frotando las paredes del recipiente en el que se encuentra la solución con una varilla de vidrio. Este método se utiliza cuando se realizan algunas reacciones cualitativas.

La solubilidad de una sustancia también se puede expresar por la concentración molar de su solución saturada (sección 2.2).

Constante de solubilidad. Consideremos los procesos que ocurren durante la interacción de un electrolito poco soluble pero fuerte de sulfato de bario BaSO 4 con agua. Bajo la acción de los dipolos de agua, los iones Ba 2+ y SO 4 2 - de la red cristalina de BaSO 4 pasarán a la fase líquida. Simultáneamente con este proceso, bajo la influencia campo electrostático parte de los iones Ba 2+ y SO 4 2 - se depositarán nuevamente en la red cristalina (Fig. 3). A una temperatura dada, finalmente se establecerá un equilibrio en un sistema heterogéneo: la velocidad del proceso de disolución (V 1) será igual a la velocidad del proceso de precipitación (V 2), es decir

BaSO 4 ⇄ Ba 2+ + SO 4 2 -

solución sólida

Arroz. 3. Solución saturada de sulfato de bario

Una solución en equilibrio con la fase sólida de BaSO 4 se llama Rico en relación con el sulfato de bario.

Una solución saturada es un sistema heterogéneo en equilibrio caracterizado por una constante equilibrio químico:

, (1)

donde a (Ba 2+) es la actividad de los iones de bario; a(SO 4 2-) - actividad de iones de sulfato;

a (BaSO 4) es la actividad de las moléculas de sulfato de bario.

El denominador de esta fracción, la actividad del BaSO 4 cristalino, es un valor constante, igual a uno. El producto de dos constantes da una nueva constante llamada constante de solubilidad termodinámica y denotar K s °:

K s ° \u003d a (Ba 2+) . a(SO 4 2-). (2)

Este valor se denominaba anteriormente producto de solubilidad y se designaba como PR.

Así, en una solución saturada de un electrolito fuerte poco soluble, el producto de las actividades de equilibrio de sus iones es un valor constante a una temperatura dada.

Si aceptamos que en una solución saturada de un electrolito poco soluble, el coeficiente de actividad F~1, entonces la actividad de los iones en este caso puede ser reemplazada por sus concentraciones, ya que a( X) = F (X) . DESDE( X). La constante de solubilidad termodinámica K s ° se convertirá en la constante de solubilidad de concentración K s:

K s \u003d C (Ba 2+) . C(SO 4 2-), (3)

donde C(Ba 2+) y C(SO 4 2 -) son las concentraciones de equilibrio de iones Ba 2+ y SO 4 2 - (mol / l) en una solución saturada de sulfato de bario.

Para simplificar los cálculos, se suele utilizar la constante de solubilidad de la concentración K s, tomando F(X) = 1 (Apéndice 2).

Si un electrolito fuerte poco soluble forma varios iones durante la disociación, entonces la expresión K s (o K s °) incluye las potencias correspondientes iguales a los coeficientes estequiométricos:

PbCl2 ⇄ Pb2+ + 2 Cl-; K s \u003d C (Pb 2+) . C2 (Cl-);

Ag3PO4 ⇄ 3 Ag++ PO43-; K s \u003d C 3 (Ag +) . C (PO 4 3 -).

EN vista general expresión de la constante de solubilidad de concentración para el electrolito A m B n ⇄ metro Un n+ + norte B m - tiene la forma

K s \u003d C m (A n+) . Cn (Bm-),

donde C son las concentraciones de iones A n+ y B m en una solución electrolítica saturada en mol/l.

El valor de K s generalmente se usa solo para electrolitos, cuya solubilidad en agua no excede 0.01 mol/l.

Condiciones de precipitación

Suponga que c es la concentración real de iones de un electrolito poco soluble en solución.

Si C m (A n +) . Con n (B m -) > K s , entonces se formará un precipitado, porque la solución se sobresatura.

Si C m (A n +) . C norte (B m -)< K s , то раствор является ненасыщенным и осадок не образуется.

Propiedades de la solución. A continuación consideramos las propiedades de las soluciones sin electrolitos. En el caso de los electrolitos, en las fórmulas anteriores se introduce un coeficiente isotónico de corrección.

Si una sustancia no volátil se disuelve en un líquido, entonces la presión de vapor de saturación sobre la solución es menor que la presión de vapor de saturación sobre el solvente puro. Simultáneamente con la disminución de la presión de vapor sobre la solución, se observa un cambio en su punto de ebullición y congelación; los puntos de ebullición de las soluciones aumentan y los puntos de congelación disminuyen en comparación con las temperaturas que caracterizan a los disolventes puros.

La disminución relativa del punto de congelación o el aumento relativo del punto de ebullición de una solución es proporcional a su concentración.

SOLUBILIDAD llama la capacidad de una sustancia para disolverse en un solvente particular. Una medida de la solubilidad de una sustancia en determinadas condiciones es su contenido en una solución saturada . Si se disuelven más de 10 g de una sustancia en 100 g de agua, dicha sustancia se denomina altamente soluble. Si se disuelve menos de 1 g de una sustancia, la sustancia escasamente soluble. Finalmente, la sustancia se considera prácticamente insoluble si pasa a la solución menos de 0,01 g de la sustancia. No hay sustancias absolutamente insolubles. Incluso cuando vertemos agua en recipiente de vidrio, una parte muy pequeña de las moléculas de vidrio inevitablemente se disuelve.

La solubilidad, expresada como la masa de una sustancia que se puede disolver en 100 g de agua a una temperatura determinada, también se denomina coeficiente de solubilidad.

Solubilidad de algunas sustancias en agua a temperatura ambiente.

La solubilidad de la mayoría (¡pero no de todos!) de los sólidos aumenta al aumentar la temperatura, mientras que la solubilidad de los gases, por el contrario, disminuye. Esto se debe principalmente al hecho de que las moléculas de gas durante el movimiento térmico pueden abandonar la solución mucho más fácilmente que las moléculas de sólidos.

Si medimos la solubilidad de las sustancias a diferentes temperaturas, se encontrará que algunas sustancias cambian notablemente su solubilidad dependiendo de la temperatura, otras - no mucho

Cuando los sólidos se disuelven en agua el volumen del sistema suele variar ligeramente, por lo que la solubilidad de las sustancias en estado sólido es prácticamente independiente de la presión.

Los líquidos también pueden disolverse en líquidos.. Algunos de ellos son indefinidamente solubles entre sí, es decir, se mezclan entre sí en cualquier proporción, como el alcohol y el agua, mientras que otros se disuelven mutuamente solo hasta cierto límite. Entonces, si el éter dietílico se agita con agua, se forman dos capas: la superior es una solución saturada de agua en éter y la inferior es una solución saturada de éter en agua. En la mayoría de estos casos, a medida que aumenta la temperatura, la solubilidad mutua de los líquidos aumenta hasta que se alcanza una temperatura en la que ambos líquidos se mezclan en cualquier proporción.

Disolución de gases en agua. es un proceso exotérmico. Por lo tanto, la solubilidad de los gases disminuye al aumentar la temperatura. Si dejas un vaso con agua fría, luego sus paredes internas se cubren con burbujas de gas: este es aire que se disuelve en agua, se libera debido al calentamiento. La ebullición puede eliminar todo el aire disuelto en ella del agua.