6 PAGRINDINIAI VEIKSNIAI, TURINTYS ĮTAKOS TIRPUMUI - CHEMIJA - 2025

Pagrindiniai tirpumą veikiantys veiksniai yra poliškumas, bendras jonų poveikis, temperatūra, slėgis, tirpios medžiagos pobūdis ir mechaniniai veiksniai. Tirpumas yra kietos, skystos arba dujinės cheminės medžiagos (vadinamos tiršta medžiaga) galimybė ištirpti tirpiklyje (paprastai skystas) ir sudaryti tirpalą.

Medžiagos tirpumas iš esmės priklauso nuo naudojamo tirpiklio, taip pat nuo temperatūros ir slėgio. Medžiagos tirpumas tam tikrame tirpiklyje matuojamas prisotinto tirpalo koncentracija.

Tirpalas laikomas prisotintu, kai pridėjus papildomos tirpios medžiagos, tirpalo koncentracija nebeauga.

Tirpumo laipsnis labai skiriasi, priklausomai nuo medžiagų, nuo netirpiai tirpių (visiškai maišomų), tokių kaip etanolis vandenyje, iki silpnai tirpių, tokių kaip sidabro chloridas vandenyje. Terminas „netirpus“ dažnai taikomas mažai tirpiems junginiams (beribis, SF).

Tam tikros medžiagos tirpsta visomis proporcijomis tam tikru tirpikliu, pavyzdžiui, etanoliu vandenyje. Ši savybė yra žinoma kaip maišomumas.

Įvairiomis sąlygomis pusiausvyros tirpumas gali būti viršytas, kad būtų gaunamas vadinamasis viršsotinis tirpalas (Tirpumas, SF).

Pagrindiniai tirpumą veikiantys veiksniai

1- Poliškumas

Daugeliu atvejų tirpios medžiagos ištirpsta tirpikliuose, kurių poliškumas yra panašus. Chemikai naudoja populiarų aforizmą apibūdindami šią tirpių ir tirpiklių savybę: „kaip tirpsta kaip“.

Neapolio tirpikliai neištirpsta poliniuose tirpikliuose ir atvirkščiai (Švietimas internete, SF).

2- Bendrojo jono poveikis

Įprastas jonų poveikis yra terminas, apibūdinantis joninio junginio tirpumo sumažėjimą, kai į mišinį pridedama druskos, kurioje yra jonų, kurie jau egzistuoja cheminėje pusiausvyroje.

Šis poveikis geriausiai paaiškinamas Le Châtelier principu. Įsivaizduokite, jei į vandenį būtų įpiltas mažai tirpus joninis kalcio sulfato junginys CaSO ₄ . Gautos cheminės pusiausvyros grynoji joninė lygtis yra tokia:

CaSO4 (-ai) ⇌Ca2 + (aq) + SO42− (aq)

Kalcio sulfatas mažai tirpsta. Pusiausvyroje dauguma kalcio ir sulfato yra kietoje kalcio sulfato formoje.

Tarkime , į tirpalą buvo pridėtas tirpus joninis junginys - vario sulfatas (CuSO ₄ ). Vario sulfatas tirpsta; Todėl vienintelis pagrindinis jo poveikis grynajai jonų lygčiai yra daugiau sulfato jonų (SO ₄ ² ) pridėjimas .

CuSO4 (-ai) ⇌Cu2 + (aq) + SO42− (aq)

Iš vario sulfato išsiskyrę sulfato jonai mišinyje jau yra (būdingi) po nežymaus kalcio sulfato išsiskyrimo.

Todėl šis sulfato jonų pridėjimas pabrėžia anksčiau nustatytą pusiausvyrą.

Le Chatelier principas diktuoja, kad dėl papildomo streso šioje pusiausvyros produkto pusėje pusiausvyra pasislenka reagentų pusės link, kad palengvintumėte šį naują stresą.

Dėl poslinkio link reaktyviosios pusės šiek tiek tirpaus kalcio sulfato tirpumas dar labiau sumažėja (Erica Tran, 2016).

3 - Temperatūra

Temperatūra turi tiesioginį poveikį tirpumui. Daugelio joninių kietųjų dalelių temperatūra padidėja tuo, kaip greitai galima paruošti tirpalą.

Kylant temperatūrai, kietosios dalelės juda greičiau, todėl padidėja tikimybė, kad jos sąveikaus su daugiau tirpiklio dalelių. Dėl to padidėja tirpalo pagaminimo greitis.

Temperatūra taip pat gali padidinti tirpiklio, kuris gali būti ištirpinamas tirpiklyje, kiekį. Paprastai tariant, kylant temperatūrai, ištirpsta daugiau tirpių dalelių.

Pavyzdžiui, stalo cukraus tiekimas į vandenį yra paprastas sprendimas. Kai šis tirpalas pašildomas ir pridedamas cukraus, paaiškėja, kad, toliau augant temperatūrai, galima pridėti didelius cukraus kiekius.

Priežastis yra ta, kad kylant temperatūrai, tarpmolekulinės jėgos gali lengviau suskaidyti, leisdamos daugiau tirpių dalelių pritraukti prie tirpiklio dalelių.

Tačiau yra ir kitų pavyzdžių, kai temperatūros padidinimas turi labai mažai įtakos tirpios medžiagos kiekiui.

Stalo druska yra geras pavyzdys: lediniame vandenyje galite ištirpinti maždaug tiek pat stalo druskos, kiek galite verdančiame vandenyje.

Visoms dujoms, kylant temperatūrai, tirpumas mažėja. Kinetinė molekulinė teorija gali būti naudojama paaiškinti šį reiškinį.

Kylant temperatūrai, dujų molekulės juda greičiau ir gali pasišalinti iš skysčio. Tuomet dujų tirpumas mažėja.

1 paveikslas: tirpumo ir temperatūros grafikas.

Pažvelgus į žemiau pateiktą schemą, amoniako dujos, NH3, rodo stiprų tirpumo sumažėjimą, kylant temperatūrai, o visos joninės kietosios medžiagos rodo tirpumo padidėjimą, kylant temperatūrai (CK-12 pamatas, SF). .

4- slėgis

Antrasis faktorius, slėgis, turi įtakos dujų tirpumui skystyje, bet niekada ne kietos medžiagos, kuri ištirpsta skystyje.

Kai spaudžiamos dujos, esančios virš tirpiklio paviršiaus, dujos pateks į tirpiklį ir užims dalį tarpo tarp tirpiklio dalelių.

Puikus pavyzdys yra gazuota soda. Slėgio jėga yra priversti CO2 molekules patekti į soda. Taip pat yra ir priešingai. Kai dujų slėgis mažėja, mažėja ir tų dujų tirpumas.

Atidarius sodos skardinę, slėgis soda sumažėja, todėl dujos iškart pradeda išeiti iš tirpalo.

Išsiskiria soda esantis anglies dioksidas, o skysčio paviršiuje galite pamatyti gazuotą medžiagą. Jei tam tikrą laiką paliksite atvirą skardinę su soda, galite pastebėti, kad gėrimas pasidaro plokščias dėl prarastos anglies dioksido.

Šis dujų slėgio faktorius yra išreikštas Henrio įstatyme. Henrio dėsnis teigia, kad tam tikroje temperatūroje dujų tirpumas skystyje yra proporcingas daliniam dujų slėgiui virš skysčio.

Henrio dėsnio pavyzdys yra nardymas. Kai žmogus neria į gilų vandenį, slėgis padidėja, o kraujyje ištirpsta daugiau dujų.

Kildamas iš giluminio vandens nardymo, naras turi grįžti į vandens paviršių labai lėtai, kad visos ištirpusios dujos iš kraujo išeitų labai lėtai.

Jei žmogus kyla per greitai, dėl dujų per greitai iš kraujo išstumiančios dujos gali kilti medicininė pagalba (Papapodcasts, 2010).

5 - Tirpintos medžiagos pobūdis

Tirpumo ir tirpiklio pobūdis bei kitų cheminių medžiagų buvimas tirpale turi įtakos tirpumui.

Pvz., Vandenyje gali būti ištirpinta daugiau cukraus nei vandenyje. Sakoma, kad cukrus tirpsta geriau.

Etanolis vandenyje yra visiškai tirpus. Šiuo konkrečiu atveju tirpikliu bus tas junginys, kurio yra daugiau.

Taip pat svarbus veiksnys yra tirpios medžiagos dydis. Kuo didesnės tirpintos molekulės, tuo didesnis jos molekulinis svoris ir dydis. Tirpiklio molekulėms yra sunkiau apsupti didesnes molekules.

Jei visi pirmiau minėti veiksniai neįtraukiami, galima pastebėti bendrą nykščio taisyklę, kad didesnės dalelės paprastai būna mažiau tirpios.

Jei slėgis ir temperatūra yra tokie patys kaip tarp dviejų to paties poliškumo tirpių medžiagų, tirpalas su mažesnėmis dalelėmis paprastai būna tirpesnis (veiksniai, turintys įtakos tirpumui, SF).

6- mechaniniai veiksniai

Priešingai nei tirpimo greitis, kuris daugiausia priklauso nuo temperatūros, rekristalizacijos greitis priklauso nuo tirpios medžiagos koncentracijos kristalinės gardelės paviršiuje, kuri yra palanki, kai tirpalas nejudrus.

Todėl tirpalo maišymas apsaugo nuo šio kaupimosi, maksimaliai ištirpdamas. (prisotinimo tipai, 2014).

Nuorodos

1. (SF). Tirpumas. Susigrąžinta iš obliles.com.
2. CK-12 fondas. (SF). Tirpumą veikiantys veiksniai. Atkurta iš ck12.org.
3. Švietimas internete. (SF). Tirpumą veikiantys veiksniai. Atkurta iš solubilityofthings.com.
4. Erica Tran, DL (2016 m. Lapkričio 28 d.). Tirpumas ir tirpumą veikiantys veiksniai. Atkurta iš chem.libretexts.org.
5. Tirpumą veikiantys veiksniai. (SF). Atkurta iš mokslo šaltinio.pearsoncanada.ca.
6. (2010 m. Kovo 1 d.). Tirpumą veikiantys veiksniai 4 dalis. Atgauta iš youtube.com.
7. Tirpumas. (SF). Atgautas iš chemed.chem.purdue.ed.
8. soties tipai. (2014 m. Birželio 26 d.). Atkurta iš chemijos libretex.org.