Растворимость твердых веществ в жидкости

На растворимость твердых веществ в жидкостях влияют главным образом природа растворенного вещества, природа растворителя, температура.

Процесс растворения твердых веществ в жидкости можно разделить на две стадии: плавление твердого вещества и смешение двух жидкостей. При образовании идеального раствора (∆Нсмеш.= 0) теплота растворения равна теплоте плавления и имеет положительный знак:

Согласно полученному уравнению Шредера с увеличением температуры идеальная растворимость твердого вещества возрастает и зависит от природы только растворимого вещества, но не зависит от природы растворителя.

 

Распределение вещества между двумя несмешивающимися жидкостями.

Закон распределения

 

Растворимость – это наибольшее количество вещества, которое может раствориться в данном объеме растворителя при данных условиях.

Различная растворимость частиц одной фазы в другой обусловлена силами межмолекулярного взаимодействия.

-если частицы в фазах связаны между собой одинаковыми силами, то они растворяются при смешивании неограниченно (например, бензол – спирт),

-в случае различного межмолекулярного характера связей между частицами (например, ковалентного в одной и ионного в другой) растворимость фаз или ограничена (бензол – вода), или практически вообще невозможна (вода – ртуть).

Две нерастворимые друг в друге жидкости образуют два слоя. Если в эту систему ввести третий компонент, растворимый в обеих жидкостях, то после достижения равновесия третий компонент будет присутствовать в каждом слое. Образовавшаяся система является трехкомпонентной, двухфазной.

Двумя фазами являются 2 раствора:

-раствор третьего компонента в первом растворителе,

-раствор третьего компонента во втором растворителе.

Распределение 3-го компонента между двумя несмешивающимися растворителями описывается законом распределения Нернста:

,

 

где С₁ – концентрация вещества в первой фазе; С₂ - концентрация вещества во второй фазе; К – коэффициент распределение вещества.

Закон распределения Нернста справедлив только для идеальных растворов при выполнении следующих условий:

1) небольшая концентрация вещества в обеих фазах,

2) растворенное вещество не влияет на взаимную растворимость жидкостей;

3) молекулы распределенного компонента не ассоциируют и не диссоциируют ни в одной фазе.

Если вещество не диссоциирует, а только ассоциирует в одной из фаз, то уравнение имеет вид:

, , где

 

М₁ – молекулярная масса растворенного вещества в первом растворителе,                          М₂ – молекулярная масса растворенного вещества во втором растворителе.

Если n > 1, то молекулы ассоциированы в 1-й фазе.

Если n < 1, то молекулы в 1-й фазе диссоциированы.

Если n = 1, молекулы находятся в одинаковой молекулярной форме.

Например: если n = 2, это означает, что во 2-м растворителе вещество находится в виде одиночных молекул, а в 1-м растворителе образует димеры.