Чтение онлайн

Многие гидраты оказываются настолько устойчивыми, что не разрушаются и при полном выпаривании раствора. Так, известны твердые кристаллогидраты солей CuSO 45Н 2O, Na 2CO 3 • 10Н 2O, KAl(SO 4) 2 • 12Н 2O и др.

Содержание вещества в насыщенном растворе при Т= const количественно характеризует растворимостьэтого вещества. Обычно растворимость выражается массой растворенного вещества, приходящейся на 100 г воды, например 65,2 г КBr/100 г Н 2O при 20 °C. Следовательно, если 70 г твердого бромида калия ввести в 100 г воды при 20 °C, то 65,2 г соли перейдет в раствор (который будет насыщенным), а 4,8 г твердого КBr (избыток) останется на дне стакана.

Следует запомнить, что содержание растворенного вещества в насыщенномрастворе равно, в ненасыщенномрастворе меньшеи в пересыщенномрастворе большеего растворимости при данной температуре. Так, раствор, приготовленный при 20 °C из 100 г воды и сульфата натрия Na 2SO 4(растворимость 19,2 г/100 г Н 2O), при содержании

15,7 г соли – ненасыщенный;

19.2 г соли – насыщенный;

2O.3 г соли – пересыщенный.

Растворимость твердых веществ (табл. 14) обычно увеличивается с ростом температуры (КBr, NaCl), и лишь для некоторых веществ (CaSO 4, Li 2CO 3) наблюдается обратное.

Растворимость газов при повышении температуры падает, а при повышении давления растет; например, при давлении 1 атм растворимость аммиака составляет 52,6 (20 °C) и 15,4 г/100 г Н 2O (80 °C), а при 20 °C и 9 атм она равна 93,5 г/100 г Н 2O.

В соответствии со значениями растворимости различают вещества:

– хорошо растворимые,масса которых в насыщенном растворе соизмерима с массой воды (например, КBr – при 20 °C растворимость 65,2 г/100 г Н 2O; 4,6М раствор), они образуют насыщенные растворы с молярностью более чем 0,1М;

– малорастворимые,масса которых в насыщенном растворе значительно меньше массы воды (например, CaSO 4– при 20 °C растворимость 0,206 г/100 г Н 2O; 0,015М раствор), они образуют насыщенные растворы с молярностью 0,1–0,001М;

– практически нерастворимые,масса которых в насыщенном растворе пренебрежимо мала по сравнению с массой растворителя (например, AgCl – при 20 °C растворимость 0,00019 г на 100 г Н 2O; 0,0000134М раствор), они образуют насыщенные растворы с молярностью менее чем 0,001М.

По справочным данным составлена таблица растворимостираспространенных кислот, оснований и солей (табл. 15), в которой указан тип растворимости, отмечены вещества, не известные науке (не полученные) или полностью разлагающиеся водой.

Условные обозначения, используемые в таблице:

«р» – хорошо растворимое вещество

«м» – малорастворимое вещество

«н» – практически нерастворимое вещество

«—» – вещество не получено (не существует)

«

» – вещество смешивается с водой неограниченно

Примечание. Данная таблица отвечает приготовлению насыщенного раствора при комнатной температуре путем внесения вещества (в соответствующем агрегатном состоянии) в воду. Следует учесть, что получение осадков малорастворимых веществ с помощью реакций ионного обмена возможно не всегда (подробнее см. 13.4).

Растворение любого вещества в воде сопровождается образованием гидратов. Если при этом в растворе не происходит формульных изменений у частиц растворенного вещества, то такие вещества относят к неэлектролитам.Ими являются, например, газ азотN 2, жидкость хлороформСНCl 3, твердое вещество сахарозаC 12Н 22О 11, которые в водном растворе существуют в виде гидратов их молекул.

Известно много веществ (в общем виде МА), которые после растворения в воде и образования гидратов молекул MA nН 2O претерпевают существенные формульные изменения. В результате в растворе появляются гидратированные ионы – катионы М + • nН 2O и анионы А • nН 2O:

Такие вещества относят к электролитам.

Процесс появления гидратированных ионов в водном раствореназывается электролитической диссоциацией(С. Аррениус, 1887).

Электролитическая диссоциация ионныхкристаллических веществ (М +)(А – ) в воде является необратимойреакцией:

Такие вещества относятся к сильным электролитам,ими являются многие основания и соли, например:

Электролитическая диссоциация веществ MA, состоящих из полярныхковалентных молекул, является обратимойреакцией:

Такие вещества относят к слабым электролитам, ими являются многие кислоты и некоторые основания, например:

а)

б)

в)

г)

В разбавленных водных растворах слабых электролитов мы всегда обнаружим как исходные молекулы, так и продукты их диссоциации – гидратированные ионы.

Количественная характеристика диссоциации электролитов называется степенью диссоциациии обозначается [1] , всегда > 0.

Для сильныхэлектролитов = 1 по определению (диссоциация таких электролитов полная).

Для слабыхэлектролитов степень диссоциации – отношение молярной концентрации продиссоциировавшего вещества (с д) к общей концентрации вещества в растворе (с):