Условие задачи

Что такое растворимость? Какая существует зависимость между изменением температуры и растворимостью твёрдых и газообразных веществ?

Решение

Ниже дано подробное решение задачи по химии.

1. Определение растворимости
Растворимость – это количественная характеристика способности вещества (растворённого вещества или солюта) растворяться в данном растворителе (чаще всего воде) до образования стабильного, однородного раствора. Обычно её выражают как количество грамм или молей растворённого вещества, которое может быть растворено в 100 граммах (или 100 мл) растворителя при заданных условиях (температура, давление).

2. Влияние температуры на растворимость твёрдых веществ
В большинстве случаев для твёрдых веществ растворимость возрастает с повышением температуры. Это связано с тем, что при нагревании кинетическая энергия молекул увеличивается, что облегчает разрыв кристаллической решётки солюта и взаимодействие его частиц с частицами растворителя. Однако следует помнить, что если процесс растворения является экзотермическим (выделяет тепло), увеличение температуры может снизить растворимость согласно принципу Ле Шателье. Но для большинства солей, и особенно в воде, процесс растворения является эндотермическим, поэтому коэффициент растворимости dS/dT > 0.

3. Влияние температуры на растворимость газообразных веществ
Для газов закономерность обратная: растворимость газов в жидкостях, как правило, снижается с повышением температуры. При нагревании кинетическая энергия молекул газа увеличивается, они легче покидают раствор, что приводит к уменьшению их концентрации в растворе. Это явление описывается законом Генри, согласно которому концентрация растворённого газа пропорциональна его парциальному давлению:
С = kГ · p
где C – концентрация газа в растворе, kГ – коэффициент растворимости (зависимый от температуры), p – парциальное давление. При повышении температуры kГ уменьшается, и, соответственно, уменьшается значение C.

Таким образом, суммируя:

• Растворимость – это максимальное количество вещества, которое может раствориться в заданном объёме растворителя при определённых условиях.
• Для твёрдых веществ с повышением температуры растворимость, как правило, повышается (при эндотермическом растворении).
• Для газов с повышением температуры растворимость уменьшается, поскольку повышенная энергия молекул способствует их выбранию из раствора.

Это и есть основные зависимости между изменением температуры и растворимостью для различных агрегатных состояний веществ.