Definicja rozpuszczalności w chemii

Rozpuszczalność jest zdefiniowana jako maksymalna ilość substancji, która może być rozwiązany winnym. Jest to maksymalna kwota solute które można rozpuścić w rozpuszczalnik w równowadze, która daje a roztwór nasycony. Gdy zostaną spełnione określone warunki, dodatkową substancję rozpuszczoną można rozpuścić poza punktem rozpuszczalności równowagi, co daje roztwór przesycony. Oprócz nasycenia lub przesycenia dodanie większej ilości substancji rozpuszczonej nie zwiększa stężenia roztworu. Zamiast tego nadmiar substancji rozpuszczonej zaczyna wytrącać się z roztworu.

Proces rozpuszczania nazywa się rozpuszczenie. Rozpuszczalność nie jest tą samą właściwością materii co szybkość rozpuszczania, która opisuje, jak szybko substancja rozpuszczona rozpuszcza się w rozpuszczalniku. Rozpuszczalność nie jest również taka sama, jak zdolność substancji do rozpuszczenia innej w wyniku reakcji chemicznej. Na przykład metal cynku „rozpuszcza się” w kwasie chlorowodorowym poprzez reakcję wypierania, która powoduje powstanie jonów cynku w roztworze i uwolnienie gazowego wodoru. Jony cynku są rozpuszczalne w kwasie. Reakcja nie jest kwestią rozpuszczalności cynku.

W znanych przypadkach solute to solidny (np. cukier, sól) i rozpuszczalnikiem jest ciecz (np. woda, chloroform), ale substancją rozpuszczoną lub rozpuszczalnikiem może być gaz, ciecz lub ciało stałe. Rozpuszczalnikiem może być albo czysta substancja lub a mieszanina.

Termin nierozpuszczalny oznacza, że ​​substancja rozpuszczona jest słabo rozpuszczalna w rozpuszczalniku. W niewielu przypadkach prawdą jest, że żadna substancja rozpuszczona nie rozpuszcza się. Zasadniczo nierozpuszczalna substancja rozpuszczalna nadal nieco się rozpuszcza. Chociaż nie ma twardego i szybkiego limitu, który określa substancję jako nierozpuszczalną, często stosuje się ją próg, w którym substancja rozpuszczona jest nierozpuszczalna, jeśli rozpuszcza się mniej niż 0,1 grama na 100 mililitrów rozpuszczalnik.

Jeśli substancja jest rozpuszczalna we wszystkich proporcjach w określonym rozpuszczalniku, nazywa się ją mieszalną lub ma właściwość zwaną mieszalność. Na przykład etanol i woda są całkowicie mieszalne ze sobą. Z drugiej strony olej i woda nie mieszają się ze sobą ani nie rozpuszczają. Za olej i wodę uważa się nie mieszający się.

Sposób rozpuszczenia substancji rozpuszczonej zależy od rodzaju wiązania chemiczne w substancji rozpuszczonej i rozpuszczalniku. Na przykład, gdy etanol rozpuszcza się w wodzie, zachowuje swoją tożsamość molekularną jako etanol, ale między etanolem a cząsteczkami wody powstają nowe wiązania wodorowe. Z tego powodu zmieszanie etanolu i wody daje roztwór o mniejszej objętości niż można uzyskać po dodaniu początkowych objętości etanolu i wody.

Gdy chlorek sodu (NaCl) lub inny związek jonowy rozpuszcza się w wodzie, związek dysocjuje na swoje jony. Jony zostają solwatowane lub otoczone warstwą cząsteczek wody.

Rozpuszczalność obejmuje równowagę dynamiczną, obejmującą przeciwstawne procesy wytrącania i rozpuszczania. Równowagę osiąga się, gdy procesy te zachodzą ze stałą szybkością.

Tabele i tabele rozpuszczalności przedstawiają rozpuszczalność różnych związków, rozpuszczalników, temperatury i innych warunków. Międzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej (IUPAC) określa rozpuszczalność w kategoriach proporcji substancji rozpuszczonej do rozpuszczalnika. Dopuszczalne jednostki stężenia obejmują molarność, molowość, masę na objętość, stosunek molowy, ułamek molowy i tak dalej.

Na rozpuszczalność może wpływać obecność innych związków chemicznych w roztworze, fazy substancji rozpuszczonej i rozpuszczalnika, temperatura, ciśnienie, wielkość cząstek substancji rozpuszczonej i polarność.