Растворимость определяется как максимальное количество вещества, которое может быть растворено в другом. Это максимальное количество растворенного вещества, которое может быть растворено в растворителе при равновесии, при котором образуется насыщенный раствор. При соблюдении определенных условий дополнительное растворенное вещество может быть растворено за пределами точки равновесной растворимости, в результате чего получается перенасыщенный раствор. Помимо насыщения или перенасыщения, добавление большего количества растворенного вещества не увеличивает концентрацию раствора. Вместо этого из раствора начинает выпадать излишек растворенного вещества.
Процесс растворения называется растворением . Растворимость – это не то же свойство вещества, что и скорость растворения, которая описывает, насколько быстро растворенное вещество растворяется в растворителе. Также растворимость не то же самое, что способность одного вещества растворять другое в результате химической реакции. Например, металлический цинк «растворяется» в соляной кислоте в результате реакции замещения, которая приводит к образованию ионов цинка в растворе и выделению газообразного водорода. Ионы цинка растворимы в кислоте. Реакция не зависит от растворимости цинка.
В известных случаях растворенным веществом является твердое вещество (например, сахар, соль), а растворителем является жидкость (например, вода, хлороформ), но растворенное вещество или растворитель может быть газом, жидкостью или твердым веществом. Растворителем может быть чистое вещество или смесь.
Термин нерастворимый подразумевает, что растворенное вещество плохо растворяется в растворитель. В очень немногих случаях растворенное вещество не растворяется. Как правило, нерастворимые растворенные вещества еще немного растворяются. Хотя не существует жесткого предела, который определяет вещество как нерастворимое, обычно применяется порог, при котором растворенное вещество является нерастворимым, если на 100 миллилитров растворителя растворяется менее 0,1 грамма.
Смешиваемость и растворимость
Если вещество растворимо во всех пропорциях в конкретном растворителе, оно называется смешиваемым в нем или обладает свойством, называемым смешиваемостью. Например, этанол и вода полностью смешиваются друг с другом. С другой стороны, масло и вода не смешиваются и не растворяются друг в друге. Нефть и вода считаются несмешивающимися .
Растворимость в действии
Как растворение растворенного вещества зависит от типов химических связей в растворенном веществе и растворителе. Например, когда этанол растворяется в воде, он сохраняет свою молекулярную идентичность как этанол, но между молекулами этанола и воды образуются новые водородные связи. По этой причине при смешивании этанола и воды образуется раствор с меньшим объемом, чем при сложении исходных объемов этанола и воды.
Когда натрий хлорид (NaCl) или другое ионное соединение растворяется в воде, соединение диссоциирует на свои ионы. Ионы становятся сольватированными или окружаются слоем молекул воды..
Растворимость включает в себя динамическое равновесие, включающее противоположные процессы осаждения и растворения. Равновесие достигается, когда эти процессы происходят с постоянной скоростью.
Единицы растворимости
В диаграммах и таблицах растворимости указана растворимость различные соединения, растворители, температура и другие условия. Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) определяет растворимость в терминах отношения растворенного вещества к растворителю. Допустимые единицы концентрации включают молярность, молярность, массу на объем, мольное соотношение, мольную долю и т. Д.
Факторы, влияющие на растворимость
На растворимость может влиять присутствие других химических соединений в растворе, фазы растворенного вещества и растворителя, температура, давление, размер частиц растворенного вещества и полярность.