KBr(насыщенный раствор)При растворении твердого вещества в воде сначала образуется ненасыщенный раствор, в котором возможно растворение следующих порций до тех пор, пока вещество не перестанет переходить в раствор и часть его не останется в виде осадка на дне стакана.
При этом образуется насыщенный раствор: между веществом в насыщенном растворе и тем же веществом в осадке устанавливается состояние гетерогенного равновесия.
KBr(т) KBr(насыщенный раствор)
Частицы растворённого вещества переходят из осадка в раствор и обратно; при этом состав насыщенного раствора остается постоянным при T=const.
Иногда приготовление раствора в особых условиях (осторожное охлаждение горячего ненасыщенного раствора) ведет не к насыщенному раствору (с осадком), а к пересыщенному раствору. Такой раствор обычно неустойчив - при введении "затравки" (кристаллика вещества) избыточное количество растворяемого вещества выпадает в осадок, и раствор становится насыщенным.
Содержание вещества в насыщенном растворе при T=constколичественно характеризует растворимость этого вещества.
Обычно растворимость выражается массой растворенного вещества, приходящейся на 100 г воды. Эта величина - коэффициент растворимости (например, 65,2 г KBr / 100 г H2O при 20 °С). Следовательно, если 70 г твердого бромида калия внести в 100 г воды при 20 °С, то 65,2 г соли перейдет в раствор (который будет насыщенным), а 4,8 г твердого бромида калия (избыток) останется на дне стакана.
Содержание растворённого вещества в насыщенном растворе равно, в ненасыщенном растворе меньше и пересыщенном больше его растворимости при данной температуре. Так, раствор, приготовленный при 20 °С из 100 г воды и сульфата натрия Na2SO4 (растворимость 19,2 г / 100 г H2O), при содержании 12,3 г соли - ненасыщенный, 19,2 г соли - насыщенный, 20,1 г соли - пересыщенный.
Растворимость твердых веществ обычно увеличивается с ростом температуры (KBr, NaCl) и лишь для некоторых веществ (CaSO4, Li2CO3) наблюдается обратное:
|
Растворимость газов при повышении температуры падает, а при повышении давления растет, например, при давлении 1 атм растворимость аммиака составляет 52,6 (20 °С) и 15,4 г / 100 г H2O (80 °С), а при 20 °С и 9 атм она равна 93,5 г / 100 г H2O.
В соответствии со значениями растворимости различают вещества
а) хорошо растворимые, масса которых в насыщенном растворе соизмерима с массой воды (например KBr, при 20 °С растворимость 65,2 г / 100 г H2O; это 4,6М раствор);
б) малорастворимые, масса которых в насыщенном растворе значительно меньше массы воды (например CaSO4, при 20 °С растворимость 0,206 г / 100 г H2O; это 0,015М раствор);
в) практически нерастворимые, масса которых в насыщенном растворе пренебрежимо мала по сравнению с массой растворителя(например AgCl, при 20 °С растворимость 0,00019 г / 100 г H2O; это 0,0000134М раствор).
Качественная характеристика растворимости различных веществ при комнатной температуре приведена в таблице растворимости, количественная характеристика - в справочных таблицах по значениям растворимости:
Растворы, которые содержат малое количество растворенного вещества, часто называют разбавленными растворами, а растворы с высоким содержанием растворенного вещества - концентрированными.
Так, 1%-ный и 0,1М растворы бромида калия KBr - это разбавленные растворы, а 32%-ный и 4,3М растворы KBr - это концентрированные растворы.
Очевидно, что концентрированные растворы могут образовать только хорошо растворимые вещества, а разбавленные растворы - вещества с любой растворимостью.
В лабораторной практике часто приходится готовить разбавленный раствор вещества B с массовой долей wB′ и массой mB′ из концентрированного раствора того же вещества (с характеристиками wB″ и массой mB″).
Масса растворенного вещества при разбавлении не изменяется:
mB=wB′ ·m(р)′ =wB″ ·m(р)″
Масса добавленной воды равна
m(добавленной H2O)= m(р)′ -m(р)″