P- парциальное давление.

K- коэффициент пропорциональности (константа Генри),

Равномерное распределение сольватов (гидратов) в растворителе. Является следствием диффузии и требует затраты энергии.

Суммарный тепловой эффект процесса растворения определяется суммой всех тепловых эффектов процессов протекающих при растворении.

 

4 Растворимость

 

Это способность вещества растворяться в растворителе. Количественно растворимость характеризуется концентрацией насыщенного раствора. Насыщенным является раствор в котором растворенное вещество находящийся в равновесии с раствором. Растворы с меньшей концентрацией, чем в насыщенном, называются ненасыщенными, с большей – пересыщенными.

Растворимость веществ зависит от природы растворенного вещества и растворителя, а также от внешних условий (давления, температуры и т. д.). Существуют неограниченно растворимые друг в друге вещества (вода-ацетон, вода-этанол и др.), ограниченно растворимые (вода-бутанол и др.) и нерастворимые (вода-керосин и др.). На растворимость также оказывает влияние природа растворителя. Обычно вещества с ионным и высокополярными связями лучше растворяются в полярных растворителях (вода, спирт, жидкий аммиак и др.), а вещества с неполярными или слабополярными связями – в неполярных растворителях (бензол, сероуглерод и др.). Это подтверждает известное правило: «подобное растворяется в подобном».

 

4.1 Растворимость газов в жидкостях. Закон Генри

Влияние давления на растворимость газов в жидкостях выражается законом Генри:

 

С = k · p, (3.6)


где C- концентрация газа в насыщенном растворе,

Из закона Генри следует, что при постоянной температуре масса газа, растворенного в жидкости, прямо пропорциональна давлению газа.

При увеличении температуры растворимость газов в жидкостях уменьшается.

Растворимость газов в жидкостях сильно возрастает, если процесс растворения сопровождается химическим взаимодействием растворенного вещества и растворителя.

 

Пример – NН3 + Н2О = NН4ОН.

В одном объеме жидкой воды может раствориться до 700 объемов газообразного аммиака.

 

 

4.2 Растворимость твердых веществ в воде

Основные классы неорганических соединений (кислоты, основания и соли), благодаря содержанию ионных и высокополярных химических связей, в большинстве случаев хорошо растворимы в воде. Растворимость веществ на качественном уровне можно получить из таблиц растворимости. В случае малорастворимых веществ для количественной оценки растворимости можно использовать соответствующие значения произведений растворимости (ПР).

Рассмотрим влияние давления и температуры на растворимость. Изменение давления практически не влияет на растворимость, так как при растворении твердых веществ в воде объем системы изменяется незначительно.

Влияние температуры на растворимость некоторых соединений приведено на рисунке 3.2.

Из приведенной графической зависимости следует, что растворимость большинства твердых веществ с повышением температуры резко возрастает. Это является следствием того, что растворимость большинства твердых веществ протекает с поглощением тепла. Следует отметить, что для широко используемого в пищевой промышленности хлорида натрия растворимость незначительно возрастанием с повышением температуры, на что указывает почти горизонтальная кривая растворимости данной соли.

Если растворимость вещества (Са(ОН)2, Na2SO4 и др.) протекает с поглощением тепла, то повышение температуры снижает растворимость данного твердого вещества.

 

В случае сульфата натрия кривая растворимости имеют излом (рисунок 3.3) из которого видно, что растворимость кристаллогидрата возрастает при повышении температуры, а растворимость безводной соли уменьшается.

 

4.3 Взаимная растворимость жидкостей

Возможны три случая: