Die 6 Faktoren, die die Hauptlöslichkeit beeinflussen
Die Hauptfaktoren, die die Löslichkeit beeinflussen, sind die Polarität, die Wirkung des gemeinsamen Ions, die Temperatur, der Druck, die Art des gelösten Stoffs und die mechanischen Faktoren.
Die Löslichkeit eines Stoffes hängt hauptsächlich vom verwendeten Lösungsmittel sowie von Temperatur und Druck ab. Die Löslichkeit einer Substanz in einem bestimmten Lösungsmittel wird durch die Konzentration der gesättigten Lösung gemessen.
Eine Lösung gilt als gesättigt, wenn die Zugabe von zusätzlichem gelösten Stoff die Konzentration der Lösung nicht mehr erhöht.
Der Löslichkeitsgrad variiert stark in Abhängigkeit von den Substanzen, von unendlich löslich (vollständig mischbar) wie Ethanol in Wasser bis schlecht löslich wie Silberchlorid in Wasser. Der Begriff "unlöslich" wird oft auf schwerlösliche Verbindungen (Boundless, SF) angewendet.
Bestimmte Substanzen sind in allen Anteilen mit einem bestimmten Lösungsmittel löslich, beispielsweise Ethanol in Wasser, diese Eigenschaft wird als Mischbarkeit bezeichnet.
Unter verschiedenen Bedingungen kann die Gleichgewichtslöslichkeit überwunden werden, um eine übersättigte Lösung (Solubility, SF) zu ergeben.
Hauptfaktoren, die die Löslichkeit beeinflussen
1- Polarität
In den meisten Fällen lösen sich die gelösten Stoffe in Lösungsmitteln mit ähnlicher Polarität. Chemiker verwenden einen populären Aphorismus, um dieses Merkmal von gelösten Stoffen und Lösungsmitteln zu beschreiben: "ähnlich löst sich auf wie".
Nicht polare gelöste Stoffe lösen sich nicht in polaren Lösungsmitteln und umgekehrt (Online-Schulung, SF).
2- Wirkung des gemeinsamen Ions
Der allgemeine Ioneneffekt ist ein Begriff, der die Abnahme der Löslichkeit einer ionischen Verbindung beschreibt, wenn dem Gemisch ein Salz zugesetzt wird, das ein bereits im chemischen Gleichgewicht vorhandenes Ion enthält.
Dieser Effekt lässt sich am besten mit dem Prinzip von Le Châtelier erklären. Stellen Sie sich vor, das schwerlösliche ionische Calciumverbindungssulfat CaSO 4 wird zu Wasser gegeben. Die Nettoionengleichung für das resultierende chemische Gleichgewicht lautet wie folgt:
CaSO4 (s) = Ca2 + (aq) + SO42- (aq)
Calciumsulfat ist schwer löslich. Im Gleichgewicht liegt der größte Teil des Calciums und des Sulfats in fester Form von Calciumsulfat vor.
Nehmen wir an, dass der Lösung die lösliche ionische Verbindung Kupfersulfat (CuSO 4 ) zugesetzt wurde. Kupfersulfat ist löslich; Daher ist der einzige wichtige Effekt in der Nettoionengleichung die Zugabe von mehr Sulfationen (SO 4 2-).
CuSO4 (s) = Cu2 + (aq) + SO42- (aq)
Durch die leichte Dissoziation von Calciumsulfat sind bereits dissoziierte Sulfat-Kupfersulfat-Ionen im Gemisch vorhanden (gemeinsam).
Daher verstärkt diese Zugabe von Sulfationen das zuvor hergestellte Gleichgewicht.
Das Prinzip von Le Chatelier schreibt vor, dass die zusätzliche Anstrengung auf dieser Seite des Gleichgewichtsprodukts zu einer Änderung des Gleichgewichts in Richtung der Seite der Reaktanten führt, um diese neue Spannung zu lindern.
Aufgrund der Änderung in Richtung der Reaktantenseite wird die Löslichkeit des schwerlöslichen Calciumsulfats weiter verringert (Erica Tran, 2016).
3- Temperatur
Die Temperatur hat direkten Einfluss auf die Löslichkeit. Bei den meisten ionischen Feststoffen erhöht sich durch Erhöhen der Temperatur die Geschwindigkeit, mit der die Lösung hergestellt werden kann.
Mit zunehmender Temperatur bewegen sich die Partikel des Feststoffs schneller, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass sie mit mehr Partikeln des Lösungsmittels interagieren. Dies führt zu einer Erhöhung der Geschwindigkeit, mit der eine Lösung auftritt.
Die Temperatur kann auch die Menge an gelöstem Stoff erhöhen, die in einem Lösungsmittel gelöst werden kann. Im Allgemeinen lösen sich mit steigender Temperatur mehr gelöste Partikel auf.
Wenn zum Beispiel Tafelzucker zu Wasser gegeben wird, ist es eine einfache Methode, eine Lösung zu finden. Wenn diese Lösung erhitzt wird und weiterhin Zucker zugesetzt wird, kann festgestellt werden, dass große Mengen Zucker zugesetzt werden können, wenn die Temperatur weiter ansteigt.
Der Grund dafür ist, dass mit zunehmender Temperatur die intermolekularen Kräfte leichter abbauen können, wodurch mehr gelöste Partikel von den Lösungsmittelpartikeln angezogen werden können.
Es gibt jedoch auch andere Beispiele, bei denen der Temperaturanstieg nur einen sehr geringen Einfluss darauf hat, wie viel gelöster Stoff gelöst werden kann.
Tafelsalz ist ein gutes Beispiel: Sie können fast die gleiche Menge Tafelsalz in Eiswasser auflösen wie in kochendem Wasser.
Bei allen Gasen nimmt die Löslichkeit mit steigender Temperatur ab. Die kinetische Molekulartheorie kann verwendet werden, um dieses Phänomen zu erklären.
Mit steigender Temperatur bewegen sich die Gasmoleküle schneller und können aus der Flüssigkeit entweichen. Die Löslichkeit des Gases nimmt dann ab.
Betrachtet man das folgende Diagramm, so zeigt das Ammoniakgas NH3 eine starke Abnahme der Löslichkeit bei steigender Temperatur, während alle ionischen Feststoffe eine Zunahme der Löslichkeit bei steigender Temperatur zeigen (CK-12 Foundation, SF). .
4- Druck
Der zweite Faktor, der Druck, beeinflusst die Löslichkeit eines Gases in einer Flüssigkeit, jedoch niemals einen Feststoff, der sich in einer Flüssigkeit löst.
Wenn Druck auf ein Gas ausgeübt wird, das sich über der Oberfläche eines Lösungsmittels befindet, bewegt sich das Gas zum Lösungsmittel und nimmt einen Teil der Räume zwischen den Lösungsmittelpartikeln ein.
Ein gutes Beispiel ist kohlensäurehaltiges Soda. Der Druck wird ausgeübt, um die CO2-Moleküle in die Soda zu drücken. Das Gegenteil ist auch der Fall. Wenn der Gasdruck abnimmt, nimmt auch die Löslichkeit dieses Gases ab.
Wenn eine Dose kohlensäurehaltiges Getränk geöffnet wird, wird der Druck in der Soda gesenkt, so dass das Gas sofort aus der Lösung austritt.
Das in der Soda gespeicherte Kohlendioxid wird freigesetzt und Sie können das Sprudeln auf der Oberfläche der Flüssigkeit sehen. Wenn Sie eine Dose Soda längere Zeit offen lassen, stellen Sie möglicherweise fest, dass das Getränk aufgrund des Kohlendioxidverlusts flach wird.
Dieser Gasdruckfaktor wird in Henrys Gesetz ausgedrückt. Henrys Gesetz besagt, dass bei einer gegebenen Temperatur die Löslichkeit eines Gases in einer Flüssigkeit proportional zum Partialdruck des Gases auf die Flüssigkeit ist.
Ein Beispiel für Henrys Gesetz ist das Tauchen. Wenn eine Person in tiefes Wasser eintaucht, steigt der Druck und es lösen sich mehr Gase im Blut.
Während eines Tauchgangs im tiefen Wasser muss der Taucher sehr langsam zur Wasseroberfläche zurückkehren, damit alle gelösten Gase das Blut sehr langsam verlassen können.
Wenn eine Person zu schnell aufsteigt, kann ein medizinischer Notfall aufgrund der Gase eintreten, die das Blut zu schnell verlassen (Papapodcasts, 2010).
5- Art des gelösten Stoffes
Die Art des gelösten Stoffes und des Lösungsmittels sowie die Anwesenheit anderer chemischer Verbindungen in der Lösung beeinflussen die Löslichkeit.
Sie können beispielsweise eine größere Menge Zucker in Wasser lösen als Salz in Wasser. In diesem Fall wird gesagt, dass Zucker löslicher ist.
Ethanol in Wasser sind vollständig miteinander löslich. In diesem speziellen Fall ist das Lösungsmittel die Verbindung, die in größerer Menge vorliegt.
Die Größe des gelösten Stoffes ist ebenfalls ein wichtiger Faktor. Je größer die gelösten Moleküle sind, desto größer sind ihr Molekulargewicht und ihre Größe. Es ist schwieriger für Lösungsmittelmoleküle, größere Moleküle zu umgeben.
Wenn alle oben genannten Faktoren ausgeschlossen sind, kann eine allgemeine Regel gefunden werden, dass die größeren Partikel im Allgemeinen weniger löslich sind.
Wenn der Druck und die Temperatur zwischen zwei gelösten Stoffen der gleichen Polarität gleich sind, ist der mit den kleineren Partikeln normalerweise löslicher (Faktoren, die die Löslichkeit beeinflussen, SF).
6- Mechanische Faktoren
Im Gegensatz zur Auflösungsgeschwindigkeit, die hauptsächlich von der Temperatur abhängt, hängt die Rekristallisationsgeschwindigkeit von der Konzentration des gelösten Stoffs auf der Oberfläche des Kristallgitters ab, die bevorzugt ist, wenn eine Lösung unbeweglich ist.
Daher vermeidet das Rühren der Lösung diese Ansammlung und maximiert die Auflösung. (Sättigungstipps, 2014).
