X
Solubility
The solubility of a solute is the maximum quantity of solute that can dissolve in a certain quantity of solvent or quantity of solution at a specified temperature.
The main factors that have an effect on solubility are:
 |
the nature of the solute and solvent -- While only 1 gram of lead (II) chloride can be dissolved in 100 grams of water at room temperature, 200 grams of zinc chloride can be dissolved. The great difference in the solubilities of the of these two substances is the the result of differences in their natures. |
|
temperature -- Generally, an increase in the temperature of the solution increases the solubility of a solid solute. A few solid solutes, however, are less soluble in warmer solutions. For all gases, solubility decreases as the temperature of the solution rises. |
|
pressure -- For solids and liquid solutes, changes in pressure have practically no effect on solubility. For gaseous solutes, an increase in pressure increases solubility and a decrease in pressure decreases solubility. (When the cap on a bottle of soda pop is removed, pressure is released, and the gaseous solute bubbles out of solution. This escape of a gas from solution is called effervescence.) |
The rate of solution is a measure of how fast a substance dissolves. Some of the factors determining the rate of solution are:
|
size of the particles -- When a solute dissolves, the action takes place only at the surface of each particle. When the total surface area of the solute particles is increased, the solute dissolves more rapidly. Breaking a solute into smaller pieces increases its surface area and hence its rate of solution. (Sample problem: a cube with sides 1.0 cm long is cut in half, producing two pieces with dimensions of 1.0 cm x 1.0 cm x 0.50 cm. How much greater than the surface area of the original cube is the combined surface areas of the two pieces? 2.0 cm2 |
|
stirring -- With liquid and solid solutes, stirring brings fresh portions of the solvent in contact with the solute, thereby increasing the rate of solution. |
|
amount of solute already dissolved -- When there is little solute already in solution, dissolving takes place relatively rapidly. As the solution approaches the point where no solute can be dissolved, dissolving takes place more slowly. |
|
temperature -- For liquids and solid solutes, increasing the temperature not only increases the amount of solute that will dissolve but also increases the rate at which the solute will dissolve. For gases, the reverse is true. An increase in temperature decreases both solubility and rate of solution. |
Solubility and the nature of a solvent and a solute:
|
|
In order for a solvent to dissolve a solute, the particles of the solvent must be able to separate the particles of the solute and occupy the intervening spaces. Polar solvent molecules can effectively separate the molecules of other polar substances. This happens when the positive end of a solvent molecule approaches the negative end of a solute molecule. A force of attraction then exists between the two molecules. The solute molecule is pulled into solution when the force overcomes the attractive force between the solute molecule and its neighboring solute molecule. Ethyl alcohol and water are examples of polar substances that readily dissolve in each other. |
|
|
Ammonia, water, and other polar substances do not dissolve in solvent whose molecules are nonpolar. The nonpolar molecules have no attraction for polar molecules and exert no force that can separate them. However, nonpolar substance such as fat will dissolve in nonpolar solvents. |
|
|
Polar solvents can generally dissolve solutes that are ionic. The negative ion of the substance being dissolved is attracted to the positive end of a neighboring solvent molecules. The positive ion of the solute is attracted to the negative end of the solvent molecule. Dissolving takes place when the solvent is able to pull ions out of their crystal lattice or structure. The separation of ions by the action of a solvent is called dissociation. When you sprinkle table salt (NaCl) in water and stir, the grains of salt disappear. From what you have just read (on solubility), you have a model to explain what actually happens to the salt. Sodium chloride, an ionic compound, is made of sodium ions and chloride ions. The slightly charged ends of water molecules attract these ions. As a result the ions are dissociated, or separated by the water molecules and spread evenly throughout the solution. |
تست حلالیت
حلالیت یک ماده عبارت است از تمایل ان برای ایجاد محیط همگن با مواد دیگری که معمولا حلال نامیده می شود. بررسی میزان و چگونگی حلالیت یک ترکیب در محیط های شیمیایی متفاوت , اطلاعاتی در مورد گروههای عاملی موجود در ترکیب , وزن مولکولی تفکیک الکترولیتی , دیفوزیون و ... به دست می اید. برای شناسایی ترکیبات الی , انها را بر حسب حلالیتشان در حلال های مختلف دسته بندی می کنیم.
در مورد حلالیت یک جسم در اب ,هرگاه حداقل 3 گرم از جسم در 100 میلی لیتر حلال شود ( معادل 0.1 گرم در 3 سی سی ) جسم را قابل حل می گویند.
روش کار
0.2 میلی لیتر (۴ - ۳ قطره ) از جسم مایع یا 0.1 گرم از جسم مورد ازمایش را در لوله ازمایش بریزید به ان 3 میلی لیتر حلال مورد نظر بیفزایید بعد از اضافه کردن هر چند قطره مخلوط را خوب تکان دهید و سعی کنید دمای مخلوط از دمای محیط بیشتر نشود مدت یک دقیقه ان را به شدت تکان دهید. چنان چه محلول یکنواختی تولید شد جسم را قابل حل فرض کنید. این کار را در مورد هر یک از حلال ها بر طبق جدول حلالیت زیر تکرار کنید.
تذکر : در مورد اسید های غلیظ ابتدا حلال را در لوله ازمایش ریخته سپس جسم را به ان اضافه کنید. به کار بردن اسید های غلیظ گاه با انجام فعل و انفعالاتی نظیر تولید حرارت, تغییر رنگ و یا تولید رسوب همراه است که هر یک از این مشاهدات دلیل محلول بودن جسم است.
بخش عملي
حلاليت در آب
يک دهم گرم جسم جامد کاملا پودر شده و يا 2 قطره نمونه مايع را در لوله آزمايش ريخته و 3 سي سي آب مقطر بر روي آن بريزيد و با ضربه انگشت آن را مخلوط کنيد. پس از مدتي چنانچه اثري از نمونه مايع يا جامد ديده نشد انحلال صورت گرفته است. هنگامي که هواي آزمايشگاه سرد است چند لحظه گرم کردن محلول روي شعله ملايم، مفيد است.
حلاليت در اتر
مطابق حلاليت در آب، با حلال اتر در يک لوله آزمايش کاملا خشک، آزمون را انجام دهيد. مشاهده خط مرزي بين دو مايع معمولا مشکل است بنابر اين با تکان دادن، چنانچه محلول کدر شد انحلال صورت نگرفته است. ترکيبات غير يونيزه و آنهاييکه يک گروه عاملي دارند معمولا در اتر حل ميشوند.
حلاليت در سود 5%
به افزايش احتمالي درجه حرارت توجه کنيد. اگر ترکيب نا محلول به نظر ميرسد، کمي از قشر مايع رويي را بوسيله قطره چکان برداشته و به يک لوله کوچک انتقال دهيد. محلول کلريدريک اسيد 5% را قطره قطره به آن اضافه کنيد تا محلول اسيدي شود. اگر رسوب تشکيل شد، در گروه سوم قرار ميگيرد. هرگز حرارت به کار نبريد چون ممکن است باعث هيدروليز شود.
حلاليت در سديم بيکربنات 5%
اگر ترکيب مورد نظر در سود 5% محلول بود، حلاليت آنرا در بيکربنات 5% امتحان کنيد. مخصوصا به خروج گاز دي اکسيد کربن توجه کنيد. کربوکسيليک اسيدها، سولفونيک اسيدها و فنلهاي استخلافي در اين گروه هستند.
حلاليت در سديم کلريدريک اسيد 5%
بعضي از بازهاي آلي مثل نفتيل آمين، کلر هيدرات محلول در آب ميدهند ولي در زيادي اسيد رسوب ميکنند. اگر محلول بود در گروه چهارم است. اگر به نظر غير محلول است کمي از قسمت فوقاني مايع را با قطره چکان به لوله ديگري انتقال داده و محلول سود 5% اضافه کنيد تا قليايي شود. تشکيل رسوب مجهول را در گروه چهارم قرار ميدهد. حرارت بکار نبريد
حلاليت در سديم سولفوريک اسيد غليظ
اين آزمون را در لوله آزمايش خشک انجام دهيد. آيا تغيير رنگي مشاهده ميشود؟ به ايجاد ذغال، خروج گاز، پليمريزه شدن و يا ايجاد رسوب توجه کنيد.
حلاليت در سديم فسفريک اسيد 85%
پديده هايي مثل ايجاد رنگ و يا گرم شدن در اين مورد وجود ندارد.
A1: شامل کربوکسیلیک اسیدهای با بیش از 6 کربن ̦ سولفیدها ̦ سولفونیک اسیدها و فنول های با گروه الکترون کشنده در موقعیت های ارتو و پارا که بیش از 5 کربن دارند.
A2: اسیدهای ضعیف نظیر فنول ها, سولفامیدهای حاصل از امین های نوع اول ̦ ترکیبات نیترو نوع و دوم, ایمیدها و تیوفنول ها , اکسیم ها , انول ها , بتا دی کتون ها.
B : ترکیبات بازی نظیر امین هایی که بیش از یک گروه اریل به نیتروژن ان ها متصل نباشد و حاوی بیش از 6 تا 8 کربن باشد , هیدرازین ها, امین های الیفاتیک.
S1: اجسام خنثی و محلول در اب مثل الکل ,الدهید , کتون , امید , اتر , استر ̦ نیتریل که تا 6 کربن دارند.
S2: اجسام شدیدا قطبی که در اتر حل نمی شود , مانند ترکیبات چند عاملی , پلی اسیدها , پلی هیدروکسی الکل ها , نمک ها, قند ها , امینو اسید و ...
SA: اجسام با خاصیت اسیدی مثل کربوکسیلیک اسیدها , سولفونیک اسیدهای تک عاملی تا 5 کربن.
SB: اجسام با خاصیت بازی مثل امین های تا 6 کربن.
N1 : کلیه ترکیبات موجود در گروه حلالیت S1 که بیش از 6 کربن و کمتر از 9 کربن دارند.
N2: کلیه ترکیبات موجود در گروه حلالیت S1 که با بیش از 9 کربن, اولفین ها , استیلن ها و ...
I : ترکیبات بی اثر, شامل هیدروکربن هایالیفاتیک و اروماتیک و مشتقات هالوژنه ان ها.
منابع:
http://www.sciencebyjones.com/solubility.htm
http://shimy2008.parsiblog.com/-358313.htm
http://www.4800.blogfa.com/post-60.aspx
نقطه ذوب:
http://en.wikipedia.org/wiki/Melting_point
نقطه جوش:
