Растворимость

Растворимостью называют способность вещества растворяться в том или ином растворителе. Растворимость вещества зависит от природы растворяемого вещества и растворителя, их агрегатного состояния, наличия в растворе посторонних примесей, температуры, а в случае газообразного растворяемого вещества - и от давления. Однако, до сих пор не создана теория, позволяющая по строению вещества вычислить его растворимость в данном растворителе.

Согласно правилу “подобное растворяется в подобном”, ионные соединения и молекулярные с полярным типом связи лучше растворяются в полярных растворителях (вода, ацетон, спирт), неполярные вещества - в неполярных растворителях (бензол, четыреххлористый углерод). Мерой растворимости вещества при данных условиях является содержание его в насыщенном растворе.

Раствор называют насыщенным, если он находится в равновесии с растворяемым веществом ( G = 0), т.е. насыщенный раствор содержит предельное (при данных условиях) количество растворенного вещества.

Раствор, содержащий вещества больше, чем это определяется его растворимостью, - пересыщенный; раствор, содержащий вещества меньше, чем это определяется его растворимостью - ненасыщенный.

На практике растворимость (т) веществ чаще выражают величиной, называемой коэффициентом растворимости (K_S), который показывает массу безводного вещества, насыщающую 100 г растворителя при данной температуре. Так, при 25  С коэффициент растворимости NaCl равен 36, что соответствует  = 26,5%. Однако, ее могут выражать теми же способами, что и состав растворов.

По растворимости вещества делят на хорошо растворимые (условно при K_S >1 г в 100 г растворителя), мало растворимые (при 10^-3 < K_S < 1 г в 100 г растворителя) и практически нерастворимые (при K_S < 10^-3 г в 100 г растворителя). В таблицах растворимости указанные группы веществ отмечают, соответственно, буквами: (р), (м) и (н). Необходимо отметить, что абсолютно нерастворимых веществ не существует.

При повышении температуры растворимость газов обычно уменьшается. Растворимость твердых веществ меняется по-разному, что определяется знаком теплового эффекта процесса растворения (см. рис.6.1). Например, для NaCl при повышении температуры от 0 до 100  С она меняется незначительно, а для KNO₃ возрастает более, чем в 20 раз. Редкое исключение - Li₂SO₄ и Li₂CO₃, растворимость которых убывает в интервале температур 0-100  С, а растворимость CaSO₄ при повышении температуры вначале возрастает, а затем начинает убывать. Наиболее растворимыми являются соли, содержащие однозарядные ионы: Na⁺, K⁺, NH₄⁺, NO₃^-. Из галогенидов щелочных металлов наиболее растворимы соли с большими катионами и маленькими анионами (RbF, CsF) и наоборот, менее растворимы соли с большими анионами и маленькими катионами (LiI, LiBr).