Розчинність речовин

Властивість речовин розчинятися у деякому розчиннику називається розчинністю. Кількісно розчинність визначається вмістом речовини у насиченому розчині при певних умовах. Найчастіше розчинність визначають кількістю грамів речовини, розчиненої в 100 г розчинника. Насичені розчини характеризуються динамічною рівновагою (при сталій температурі) між кристалічною речовиною і речовиною у розчині: нерозчинена речовина  розчинена речовина у розчині (Т = const). Отже, насичений розчин – це розчин, у якому досягнута межа розчинності при даних зовнішніх умовах (температура, тиск). Якщо розчин містить менше речовини, ніж потрібно для насичення, то такий розчин називають ненасиченим. Деякі речовини можуть утворювати пересичені розчини, тобто такі, які при певній температурі містять більше розчиненої речовини, ніж її потрібно для насичення.

Розчини

газів

Розчинність газів у рідині залежить від тиску і температури. Крім того, треба враховувати природу і газу і можливість утворення сполук при взаємодії газу з розчинником. Наприклад, за однакових умов (тиск, температура) розчинність аміаку (NH₃) і азоту (N₂) неоднакова. Аміак енергійно взаємодіє з водою (NH₃+Н₂О = NH₄ОН), тоді як молекулярний азот (N₂) з водою не взаємодіє, тому при кімнатній температурі в одному об’ємі води розчиняється близько 700 об’ємів аміаку і лише 0,02 об’єму азоту. Залежність розчинності газу від його тиску виражається законом Генрі-Дальтона: розчинність газу при сталій температурі в рідині прямо пропорційна його парціальному тиску: m = kp, де m – маса газу, що розчиняється в 1 л розчинника, p – тиск газу (або його парціальний тиск у випадку суміші газів), k – коефіцієнт, який залежить від природи компонентів розчину. Розчинність газів при сталому тиску зменшується з підвищенням температури у відповідності з рівнянням lg m = a– , де Т – температура, a i b – сталі величини.

Розчини

рідин

Змішування двох рідин може відбуватися по-різному. Так, деякі рідини розчиняються одна в одній в будь-яких масових або об’ємних співвідношеннях, наприклад, етиловий спирт і вода, гліцерин і вода, бензол і гексан. Але найчастіше зустрічаються випадки обмеженої взаємної розчинності рідин при даній температурі. З підвищенням температури взаємна розчинність рідин збільшується. Температура, при якій обмежена розчинність переходить у необмежену, називається критичною температурою. Іноді необмежена взаємна розчинність настає не при підвищенні температури двофазної системи, а, навпаки, при її зниженні.

Цікавим є випадок одночасного розчинення речовини (третього компоненту) в двох розчинниках, які перебувають у контакті, але не змішуються між собою. При сталій температурі незалежно від кількості внесеної речовини, відношення концентрації цієї речовини між двома розчинниками, що не змішується, є величиною сталою (закон розподілу):  = К_{розподілу}, де С₁ і С₂ – концентрація речовини в першому і другому розчинниках, що не змішуються; К_{розподілу} – коефіцієнт розподілу. Закон розподілу лежить в основі концентрування і очищення речовин методом екстракції.