Delen:
De 6 factoren die van invloed zijn op de belangrijkste oplosbaarheid
De belangrijkste factoren die de oplosbaarheid beïnvloeden ze zijn de polariteit, het effect van het gemeenschappelijke ion, de temperatuur, de druk, de aard van de opgeloste stof en de mechanische factoren.
De oplosbaarheid van een stof hangt voornamelijk af van het gebruikte oplosmiddel, maar ook van de temperatuur en de druk. De oplosbaarheid van een stof in een bepaald oplosmiddel wordt gemeten door de concentratie van de verzadigde oplossing.
Een oplossing wordt als verzadigd beschouwd wanneer de toevoeging van extra opgeloste stof de concentratie van de oplossing niet langer verhoogt.
De mate van oplosbaarheid varieert sterk afhankelijk van de stoffen, van oneindig oplosbaar (volledig mengbaar), zoals ethanol in water, tot slecht oplosbaar, zoals zilverchloride in water. De term "onoplosbaar" wordt vaak toegepast op slecht oplosbare verbindingen (Boundless, S.F.).
Bepaalde stoffen zijn oplosbaar in alle verhoudingen met een bepaald oplosmiddel, zoals ethanol in water, deze eigenschap staat bekend als mengbaarheid.
Onder verschillende omstandigheden kan de evenwichtsoplosbaarheid worden overwonnen om een oplossing te geven die superverzadigd wordt genoemd (Solubility, S.F.).
Belangrijkste factoren die de oplosbaarheid beïnvloeden
1- polariteit
In de meeste gevallen lossen de opgeloste stoffen op in oplosmiddelen met dezelfde polariteit. Chemici gebruiken een populair aforisme om dit kenmerk van opgeloste stoffen en oplosmiddelen te beschrijven: "vergelijkbaar lost op als".
Niet-polaire opgeloste stoffen lossen niet op in polaire oplosmiddelen en vice versa (Educating online, S.F.).
2- Effect van het gemeenschappelijke ion
Het algemene ioneffect is een term die de afname in de oplosbaarheid van een ionische verbinding beschrijft wanneer een zout dat een ion bevat dat al bestaat in het chemische evenwicht aan het mengsel wordt toegevoegd..
Dit effect wordt het best verklaard door het principe van Le Châtelier. Stel je voor als calciumsulfaat enigszins oplosbare ionische verbinding, CaSO4, Het wordt toegevoegd aan water. De netto ionische vergelijking voor het resulterende chemische evenwicht is als volgt:
CaSO4 (s) ⇌Ca2 + (aq) + SO42- (aq)
Calciumsulfaat is enigszins oplosbaar. In evenwicht bestaan de meeste calcium en sulfaten in vaste vorm van calciumsulfaat.
Laten we veronderstellen dat de oplosbare ionische verbinding kopersulfaat (CuSO4) werd aan de oplossing toegevoegd. Kopersulfaat is oplosbaar; Daarom is zijn enige belangrijke effect in de netto ionische vergelijking de toevoeging van meer sulfaationen (SO42-).
CuSO4 (s) ⇌Cu2 + (aq) + SO42- (aq)
Gedissocieerde sulfaat kopersulfaationen zijn al aanwezig (vaak voor) in het mengsel van de lichte dissociatie van calciumsulfaat.
Daarom legt deze toevoeging van sulfaationen de nadruk op het eerder vastgestelde evenwicht.
Het principe van Le Chatelier dicteert dat de extra inspanning aan deze kant van het evenwichtsproduct resulteert in de verandering van het evenwicht naar de kant van de reactanten om deze nieuwe spanning te verlichten.
Door de verandering aan de kant van de reactant wordt de oplosbaarheid van het licht oplosbare calciumsulfaat verder verminderd (Erica Tran, 2016).
3- Temperatuur
Temperatuur heeft een direct effect op de oplosbaarheid. Voor de meeste ionische vaste stoffen verhoogt het verhogen van de temperatuur de snelheid waarmee de oplossing kan worden gemaakt.
Naarmate de temperatuur stijgt, bewegen de deeltjes van de vaste stof sneller, waardoor de kans groter wordt dat ze in contact komen met meer deeltjes van het oplosmiddel. Dit resulteert in de toename van de snelheid waarmee een oplossing optreedt.
De temperatuur kan ook de hoeveelheid opgeloste stof verhogen die in een oplosmiddel kan worden opgelost. Over het algemeen, als de temperatuur stijgt, lossen meer opgeloste deeltjes op.
Wanneer bijvoorbeeld tafelsuiker aan water wordt toegevoegd, is dit een eenvoudige methode om een oplossing te vinden. Wanneer die oplossing wordt verwarmd en suiker blijft worden toegevoegd, blijkt dat grote hoeveelheden suiker kunnen worden toegevoegd als de temperatuur blijft stijgen.
De reden hiervoor is dat naarmate de temperatuur stijgt, de intermoleculaire krachten gemakkelijker kunnen afbreken, waardoor meer opgeloste deeltjes kunnen worden aangetrokken door de solventdeeltjes..
Er zijn echter nog andere voorbeelden waarbij de temperatuurstijging zeer weinig effect heeft op de hoeveelheid opgeloste stof.
Tafelzout is een goed voorbeeld: je kunt bijna net zoveel tafelzout oplossen in ijswater als je kunt in kokend water.
Voor alle gassen neemt de oplosbaarheid af naarmate de temperatuur stijgt. De kinetische moleculaire theorie kan worden gebruikt om dit fenomeen te verklaren.
Naarmate de temperatuur stijgt, bewegen de gasmoleculen sneller en kunnen ze uit de vloeistof ontsnappen. De oplosbaarheid van het gas neemt dan af.
Als we naar de volgende grafiek kijken, vertoont het ammoniakgas, NH3, een sterke afname in oplosbaarheid als de temperatuur stijgt, terwijl alle ionische vaste stoffen een toename in oplosbaarheid vertonen als de temperatuur toeneemt (CK-12 Foundation, S.F.).
4- Druk
De tweede factor, druk, beïnvloedt de oplosbaarheid van een gas in een vloeistof, maar nooit een vaste stof die in een vloeistof oplost.
Wanneer druk wordt uitgeoefend op een gas dat zich boven het oppervlak van een oplosmiddel bevindt, zal het gas naar het oplosmiddel gaan en enkele van de ruimten tussen de solventdeeltjes innemen.
Een goed voorbeeld is koolzuurhoudende frisdrank. De druk wordt uitgeoefend om de CO2-moleculen in de soda te forceren. Het tegenovergestelde is ook waar. Wanneer de gasdruk afneemt, neemt ook de oplosbaarheid van dat gas af.
Wanneer een blikje koolzuurhoudende drank wordt geopend, wordt de druk in de soda verlaagd, zodat het gas onmiddellijk uit de oplossing komt.
De kooldioxide die in de frisdrank is opgeslagen, komt vrij en u kunt het bruisen op het oppervlak van de vloeistof zien. Als u een open blik frisdrank gedurende een bepaalde periode laat staan, merkt u misschien dat de drank vlak wordt door het verlies van koolstofdioxide.
Deze gasdrukfactor wordt uitgedrukt in de wet van Henry. De wet van Henry stelt dat, bij een bepaalde temperatuur, de oplosbaarheid van een gas in een vloeistof evenredig is met de partiële druk van het gas op de vloeistof.
Een voorbeeld van Henry's wet komt voor bij duiken. Wanneer een persoon wordt ondergedompeld in diep water, neemt de druk toe en lossen meer gassen in het bloed op.
Tijdens het beklimmen van een duik in diep water moet de duiker met een zeer lage snelheid teruggaan naar het wateroppervlak, zodat alle opgeloste gassen het bloed heel langzaam kunnen verlaten..
Als een persoon te snel opstijgt, kan een medisch noodgeval optreden vanwege de gassen die het bloed te snel verlaten (Papapodcasts, 2010).
5- Aard van de opgeloste stof
De aard van de opgeloste stof en het oplosmiddel en de aanwezigheid van andere chemische verbindingen in de oplossing beïnvloeden de oplosbaarheid.
U kunt bijvoorbeeld een grotere hoeveelheid suiker in water oplossen dan zout in water. In dit geval wordt gezegd dat suiker beter oplosbaar is.
Ethanol in water is volledig oplosbaar met elkaar. In dit specifieke geval zal het oplosmiddel de verbinding zijn die in grotere hoeveelheid is.
De grootte van de opgeloste stof is ook een belangrijke factor. Hoe groter de opgeloste moleculen, hoe groter hun molecuulgewicht en grootte. Het is moeilijker voor solventmoleculen om grotere moleculen te omgeven.
Als alle bovengenoemde factoren zijn uitgesloten, kan een algemene regel worden gevonden dat de grotere deeltjes over het algemeen minder oplosbaar zijn.
Als de druk en temperatuur hetzelfde zijn als tussen twee opgeloste stoffen met dezelfde polariteit, is degene met kleinere deeltjes gewoonlijk meer oplosbaar (factoren die de oplosbaarheid beïnvloeden, S.F.).
6 - Mechanische factoren
In tegenstelling tot de oplossnelheid, die hoofdzakelijk afhangt van de temperatuur, hangt de snelheid van herkristallisatie af van de concentratie opgeloste stof op het oppervlak van het kristallijne rooster, hetgeen de voorkeur heeft wanneer een oplossing onbeweeglijk is.
Daarom vermijdt het roeren van de oplossing deze accumulatie, waarbij het oplossen wordt gemaximaliseerd. (tips van verzadiging, 2014).
referenties
- (S.F.). oplosbaarheid. Opgehaald van boundles.com.
- CK-12 Foundation. (S.F.). Factoren die de oplosbaarheid beïnvloeden. Opgehaald van ck12.org.
- Online lesgeven. (S.F.). Factoren die de oplosbaarheid beïnvloeden. Opgehaald van oplosbaarheid van dingen.com.
- Erica Tran, D.L. (2016, 28 november). Oplosbaarheid en factoren die de oplosbaarheid beïnvloeden. Opgehaald in chem.libretexts.org.
- Factoren die de oplosbaarheid beïnvloeden. (S.F.). Teruggeplaatst van sciencesource.pearsoncanada.ca.
- (2010, 1 maart). Factoren die de oplosbaarheid beïnvloeden Deel 4. Opgehaald van youtube.com.
- oplosbaarheid. (S.F.). Teruggeplaatst van chemed.chem.purdue.ed.
- tips van verzadiging. (2014, 26 juni). Hersteld van chemie libretex.org.