Растворы и растворимость
Влияние температуры. Если растворение вещества является экзотермическим процессом, то с повышением температуры его растворимость уменьшается (Например,Ca(OH)2 в воде) и наоборот. Для большинства солей характерно увеличение растворимости при нагревании.
Практически все газы растворяются с выделением тепла. Растворимость газов в жидкостях с повышением температуры уменьшается, а с понижением увеличивается.
Влияние давления. С повышением давления растворимость газов в жидкостях увеличивается, а с понижением уменьшается.
КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРОВ
Способы выражения концентрации растворов
Существуют различные способы выражения состава раствора. Наиболее часто используют массовую долю растворённого вещества, молярную и нормальную концентрацию.
Массовая доля растворённого вещества w(B) - это безразмерная величина, равная отношению массы растворённого вещества к общей массе раствора m :
w(B)= m(B) / m
Молярная концентрация C(B) показывает, сколько моль растворённого вещества содержится в 1 литре раствора.
C(B) = n(B) / V = m(B) / (M(B) • V),
где М(B) - молярная масса растворенного вещества г/моль.
Концентрацию раствора можно выразить количеством молей растворённого вещества в 1000 г растворителя. Такое выражение концентрации называют моляльностью раствора.
Нормальность раствора обозначает число грамм-эквивалентов данного вещества в одном литре раствора или число миллиграмм-эквивалентов в одном миллилитре раствора.
Грамм - эквивалентом вещества называется количество граммов вещества, численно равное его эквиваленту. Для сложных веществ - это количество вещества, соответствующее прямо или косвенно при химических превращениях 1 грамму водорода или 8 граммам кислорода. Эоснования = Моснования / число замещаемых в реакции гидроксильных групп Экислоты = Мкислоты / число замещаемых в реакции атомов водорода Эсоли = Мсоли / произведение числа катионов на его заряд
Величины нормальности обозначают буквой "Н". Например, децинормальный раствор серной кислоты обозначают "0,1 Н раствор H2SO4". Так как нормальность может быть определена только для данной реакции, то в разных реакциях величина нормальности одного и того же раствора может оказаться неодинаковой. Так, одномолярный раствор H2SO4 будет однонормальным, когда он предназначается для реакции со щёлочью с образованием гидросульфата NaHSO4, и двухнормальным в реакции с образованием Na2SO4.
Пересчет концентраций растворов из одних единиц в другие
При пересчете процентной концентрации в молярную и наоборот, необходимо помнить, что процентная концентрация рассчитывается на определенную массу раствора, а молярная и нормальная - на объем, поэтому для пересчета необходимо знать плотность раствора. Если мы обозначим: с - процентная концентрация; M - молярная концентрация; N - нормальная концентрация; э - эквивалентная масса, - плотность раствора; m - мольная масса, то формулы для пересчета из процентной концентрации будут следующими:
M = (c • p • 10) / m
N = (c • p • 10) / э
Этими же формулами можно воспользоваться, если нужно пересчитать нормальную или молярную концентрацию на процентную.
Иногда в лабораторной практике приходится пересчитывать молярную концентрацию в нормальную и наоборот. Если эквивалентная масса вещества равна мольной массе (Например, для HCl, KCl, KOH), то нормальная концентрация равна молярной концентрации. Так, 1 н. раствор соляной кислоты будет одновременно 1 M раствором. Однако для большинства соединений эквивалентная масса не равна мольной и, следовательно, нормальная концентрация растворов этих веществ не равна молярной концентрации.
Для пересчета из одной концентрации в другую можно использовать формулы:
M = (N • Э) / m
N = (M • m) / Э
Растворимость твердых веществ |
Растворимость веществ, являющихся твердыми при температуре растворения, выражена через массовый коэффициент растворимости k (в граммах безводного вещества на 100 г воды). Как правило, растворимость приведена в холодной (20 °С) и горячей воде (80 С), иная температура указана верхним индексом, причем значок * отвечает интервалу комнатной температуры (18-25° С). Прочерк отвечает полному разложению вещества водой. Многоточие означает отсутствие данных.
Вещество |
k, 20° |
k, 80° |
Вещество |
k, 20° |
k, 80° |
AgF |
172 |
216 |
KNO2 |
306,7 |
376 |
AgNO3 |
227,9 |
635,3 |
KNO3 |
31,6 |
168,8 |
AlCl3 |
45,9 |
48,6 |
KOH |
112,4 |
162,5 |
Al2(SO4)3 |
36,4 |
73,1 |
K3PO4 |
98,5 |
178,560 |
B(OH)3 |
4,87 |
23,54 |
K2SO3 |
107,0 |
111,5 |
BaCl2 |
36,2 |
52,2 |
K2SO4 |
11,1 |
21,4 |
Ba(OH)2 |
3,89 |
101,4 |
K2S2O6(O2) |
4,7 |
11,040 |
BaS |
7,86 |
49,91 |
LiCl |
84,525 |
112,3 |
BeCl2 |
72,8 |
77,030 |
LiOH |
12,8 |
15,3 |
BeSO4 |
39,1 |
67,2 |
Li2SO4 |
34,7 |
31,975 |
CaCN2 |
2,5025 |
- |
MgCl2 |
54,8 |
65,8 |
CaCl2 |
74,5 |
147,0 |
MgSO4 |
35,1 |
54,8 |
Ca(ClO)2 |
33,325 |
- |
MnCl2 |
73,9 |
112,7 |
Ca(NO3)2 |
129,3 |
358,7 |
MnSO4 |
62,9 |
45,6 |
CdCl2 |
113,4 |
140,4 |
(NH4)2CO3 |
10015 |
- |
CdSO4 |
76,4 |
67,2 |
NH4Cl |
37,2 |
65,6 |
CrCl3 |
34,925 |
- |
N2H5Cl |
17925 |
… |
Cr2(SO4)3 |
6425 |
… |
NH4F |
82,6 |
117,6 |
CsCl |
186,5 |
250 |
NH4HCO3 |
21,7 |
- |
CsOH |
385,615 |
30330 |
NH4HS |
128,10 |
- |
CuCl2 |
72,7 |
96,1 |
NH4NCS |
170 |
431 |
CuSO4 |
20,5 |
55,5 |
NH4NO3 |
192,0 |
580,0 |
FeCl2 |
68 |
90,7 |
(NH3OH)Cl |
83 |
194 |
FeCl3 |
91,9 |
- |
(NH4)2SO4 |
75,4 |
94,1 |
Fe(NH4)2(SO4)2 |
26,4 |
5270 |
Na2B4O7 |
2,5 |
24,3 |
FeSO4 |
26,6 |
43,7 |
Na2CO3 |
21,8 |
45,1 |
Fe2(SO4)3 |
440* |
- |
NaCl |
35,.9 |
38,1 |
H2C2O4 |
9,52 |
84,5 |
NaClO |
53,4 |
129,950 |
H2(PHO3) |
69430 |
… |
NaClO2 |
64 |
12260 |
H3PO4 |
548 |
… |
NaClO3 |
95,9 |
203,9100 |
H2SeO4 |
566,6 |
275350 |
NaClO4 |
21125 |
30075 |
H6TeO6 |
50,0530 |
106,4 |
NaHCO3 |
9,59 |
20,2 |
HgCl |
6,59 |
24,2 |
NaH2PO4 |
85,2 |
207,3 |
K[Ag(CN)2] |
25 |
100 |
Na2HPO4 |
7,660 |
92,4 |
KAl(SO4)2 |
5,9 |
71,0 |
NaHSO4 |
28,6 |
50100 |
K[Au(CN)2] |
14* |
200 |
NaNO2 |
82,9 |
135,5 |
KBr |
65,2 |
94,6 |
NaNO3 |
87,6 |
149 |
KBrO3 |
6,87 |
34,28 |
NaOH |
108,7 |
314 |
KCN |
69,9 |
99,8 |
Na(PH2O2) |
8325 |
554100 |
K2CO3 |
111,0 |
139,2 |
Na2(PHO3) |
4190 |
… |
KCl |
34,4 |
51,1 |
Na3PO4 |
14,525 |
68,0 |
KClO3 |
7,3 |
37,6 |
Na2S |
18,6 |
49,2 |
K2CrO4 |
63,0 |
75,1 |
Na2SO3 |
26,1 |
29,0 |
K2Cr2O7 |
12,48 |
73,01 |
Na2SO4 |
19,2 |
43,3 |
KCr(SO4)2 |
12,5125 |
… |
Na2(SO3S) |
70,1 |
229 |
KF |
94,93 |
150,1 |
NiCl2 |
64,0 |
86,275 |
K3[Fe(CN)6] |
46,0 |
81,8 |
NiSO4 |
38,4 |
66,7 |
K4[Fe(CN)6] |
28,0 |
67,0 |
Pb(NO3)2 |
52,2 |
107,4 |
KHCO3 |
33,3 |
68,370 |
RbCl |
91,1 |
127,2 |
K(HF2) |
39,2 |
114 |
RbOH |
17915 |
28247 |
KH2PO4 |
22,6 |
70,4 |
SnCl2 |
269,815 |
- |
K2HPO4 |
159,8 |
267,563 |
SnSO4 |
18,819 |
- |
KI |
144,5 |
190,7 |
SrCl2 |
53,1 |
93,1 |
KIO3 |
8,1 |
24,8 |
TlNO3 |
9,55 |
111 |
KMnO4 |
6,36 |
2565 |
TlOH |
34,318 |
126,190 |
KCN |
69,9 |
99,8 |
ZnCl2 |
367 |
549 |
KNCS |
217 |
40867 |
ZnSO4 |
54,1 |
67,2 |