Как найти коэффициент растворимости формула

Растворимость (Р, χ или k_s) – это характеристика насыщенного раствора, которая показывает, какая масса растворенного вещества может максимально раствориться в 100 г растворителя. Размерность растворимости — г/ 100 г воды. Поскольку мы определяем массу соли,  которая приходится на 100 г воды, в формулу растворимости добавляем множитель 100:

здесь m_р.в. – масса растворенного вещества, г

           m_р-ля – масса растворителя, г

Иногда используют обозначение коэффициент растворимости k_S.

Задачи на растворимость, как правило, вызывают сложности, так как эта физическая величина для школьников не очень привычна. 

Растворимость веществ в различных растворителях меняется в широких пределах.

В таблице приведена растворимость некоторых веществ в воде при 20^oС:

Вещество	Растворимость, г на 100 г H2O	Вещество	Растворимость, г на 100 г H2O
NH4NO3	177	H3BO3	6
NaCl	36	CaCO3	0,0006
NaHCO3	10	AgI	0,0000002

От чего же зависит растворимость веществ? От ряда факторов: от природы растворенного вещества и растворителя, от температуры и давления. В справочных таблицах предлагается вещества делят на хорошо растворимые, малорастворимые и нерастворимые. Такое деление очень условное, поскольку абсолютно нерастворимых веществ нет. Даже серебро и золото растворимы в воде, однако их растворимость настолько мала, что можно пренебречь ей. 

Зависимость растворимости от природы растворенного вещества и растворителя*

Растворимость твердых веществ в жидкостях зависит от структуры твердого вещества (от типа кристаллической решетки твердого вещества). Например, вещества с металлическими кристаллическими решетками (железо, медь и др.) очень мало растворимы в воде. Вещества с ионной кристаллической решеткой, как правило, хорошо растворимы в воде.

Есть замечательное правило: “подобное хорошо растворяется в подобном”. Вещества с ионным или полярным типом связи хорошо растворяются в полярных растворителях. Например, соли хорошо растворимы в воде. В то же время неполярные вещества, как правило, хорошо растворяются в неполярных растворителях.

Большинство солей щелочных металлов и аммония хорошо растворимы в воде. Хорошо растворимы почти все нитраты, нитриты и многие галогениды (кроме галогенидов серебра, ртути, свинца и таллия) и сульфаты (кроме сульфатов щелочноземельных металлов, серебра и свинца). Для переходных металлов характерна небольшая растворимость их сульфидов, фосфатов, карбонатов и некоторых других солей.

Растворимость газов в жидкостях также зависит от их природы. Например, в 100 объемах воды при 20^oС растворяется 2 объема водорода, 3 объема кислорода. В тех же условиях в 1 объеме Н₂О растворяется 700 объемов аммиака. 

Влияние температуры на растворимость газов, твердых веществ и жидкостей*

Растворение газов в воде вследствие гидратации молекул растворяемого газа сопровождается выделением теплоты. Поэтому при повышении температуры растворимость газов понижается.

Температура различным образом влияет на растворимость твердых веществ в воде. В большинстве случаев растворимость твердых веществ возрастает с повышением температуры. Например, растворимость нитрата натрия NaNO₃ и нитрата калия КNO₃ при нагревании увеличивается (процесс растворения протекает с поглощением теплоты). Растворимость NaCl при увеличении температуры возрастает незначительно, что связано с почти нулевым тепловым эффектом растворения поваренной соли. 

Влияние давления на растворимость газов, твердых веществ и жидкостей*

На растворимость твердых и жидких веществ в жидкостях давление практически не оказывает влияния, так как изменение объема при растворении невелико. При растворении газообразных веществ в жидкости происходит уменьшение объема системы, поэтому повышение давления приводит к увеличению растворимости газов. В общем виде зависимость растворимости газов от давления подчиняется закону У. Генри (Англия, 1803 г.): растворимость газа при постоянной температуре прямо пропорциональна его давлению над жидкостью.

Закон Генри справедлив лишь при небольших давлениях для газов, растворимость которых сравнительно невелика и при условии отсутствия химического взаимодействия между молекулами растворяемого газа и растворителем.

Влияние посторонних веществ на растворимость*

В присутствии в воде других веществ (солей, кислот и щелочей) растворимость газов уменьшается. Растворимость газообразного хлора в насыщенном водном растворе поваренной соли в 10 раз меньше. Чем в чистой воде.

Эффект понижения растворимости в присутствии солей называется высаливанием. Понижение растворимости обусловлено гидратацией солей, что вызывает уменьшение числа свободных молекул воды. Молекулы воды, связанные с ионами электролита, уже не являются растворителем для других веществ.

Примеры задач на растворимость

Задача 1. Массовая доля вещества в насыщенном растворе равна 24% при некоторой температуре. Определите коэффициент растворимости этого вещества при данной температуре.

Решение:

Для определения растворимости вещества примем массу раствора равной 100 г. Тогда масса соли равна:

m_р.в. = m_р-ра⋅ω_р.в. = 100⋅0,24 = 24 г

Масса воды равна: 

m_воды = m_р-ра – m_р.в. = 100 — 24 = 76 г

Определяем растворимость:

χ = m_р.в./m_р-ля⋅100 = 24/76⋅100 = 31,6 г вещества на 100 г воды.

Ответ: χ = 31,6 г

Еще несколько аналогичных задач:

2. Массовая доля соли в насыщенном растворе при некоторой температуре равна 28,5%. Определите коэффициент растворимости вещества при этой температуре.

3.  Определите коэффициент растворимости нитрата калия при некоторой температуре, если массовая доля соли при этой температуре равна 0,48.

4. Какая масса воды и соли потребуется для приготовления 500г насыщенного при некоторой температуре раствора нитрата калия, если его коэффициент растворимости при этой температуре равен 63,9г соли в 100г воды?

Ответ: 194,95 г

5. Коэффициент растворимости хлорида натрия при некоторой температуре составляет 36г соли в 100г воды. Определите молярную концентрацию насыщенного раствора этой соли, если плотность раствора 1,2 г/мл.

Ответ: 5,49М

6. Какая масса соли и 5% раствора её потребуется для приготовления 450г насыщенного при некоторой температуре раствора сульфата калия, если его коэффициент растворимости при этой температуре равен 439г/1000г воды?

7. Какая масса нитрата бария выделится из раствора, насыщенного при 100ºС и охлаждённого до 0ºС, если во взятом растворе было 150мл воды? Коэффициент растворимости нитрата бария при температурах 0ºС и 100ºС равен соответственно 50г и 342г в 100г воды.

8. Коэффициент растворимости хлорида калия при 90ºС равен 500г/л воды. Сколько граммов этого вещества можно растворить в 500г воды при 90ºС и какова его массовая доля в насыщенном растворе при этой температуре?

9. В 500г воды растворено при нагревании 300г хлорида аммония. Какая масса хлорида аммония выделится из раствора при его охлаждении до 50ºС, если коэффициент растворимости соли при этой температуре равен 50г/л воды?

* Материалы портала onx.distant.ru

Растворимость
(s)
показывает, сколько грамм вещества
максимально можно растворить в 100 г
растворителя. Коэффициент растворимости
(S)
показывает, сколько грамм вещества
можно растворить в 1 л растворителя:

S
=

[г/л]

Для
водных растворов V(растворителя)
= m(Н₂О)
в кг:

Для
двухкомпонентного раствора (одно
растворенное вещество + вода) (вещества
в насыщенном растворе) = S
/ (1000 + S)

Пример
38. Коэффициент
растворимости хлорида аммония в воде
при 15^оС
равен 350 г/л. Определите массовую долю
и молярную концентрацию хлорида аммония
в насыщенном растворе, если его плотность
равна 1,08 г/мл.

Решение:

1. (NH₄Cl)
   = S
   / (1000 + S)
   = 350 / (1000 + 350) = 350 / 1350 = 0,259 (25,9%)

   1. Пусть
      масса растворенного вещества 350 г,
      тогда:

m(раствора)
= m(растворенного
вещества) + m(растворителя)
= 350 + 1000 = 1350 г.

V(раствора)
= m(раствора)
/ (раствора)
= 1350 / 1,08 = 1250 мл = 1,25 л.

n(NH₄Cl)
= m(NH₄Cl)
/ M(NH₄Cl)
= 350 / 53,5 = 6,54 моль.

c(NH₄Cl)
= n(NH₄Cl)
/ V(раствора)
= 6,54 / 1,25 = 5,23 моль/л

Ответ:
(NH₄Cl)
= 25,9%; c(NH₄Cl)
= 5,23 моль/л.

Пример
39. Определите
коэффициент растворимости медного
купороса, если известно, что массовая
доля сульфата меди в насыщенном растворе
при данной температуре равна 17,2%.

Решение:

1. Пусть
   имеется 100 г насыщенного раствора.
   Определяем массу сульфата меди в этом
   растворе:

m(CuSO₄)
= m(раствора)
∙ (CuSO₄)
= 100 ∙ 0,172 = 17,2 г.

1. Определяем
   массу медного купороса, соответствующую
   17,2 г сульфата меди:

m(CuSO₄.5Н₂О)
= [m(CuSO₄)
/ М(CuSO₄­)]
∙ М(CuSO₄∙5Н₂О)
= (17,2 / 160) ∙ 250 = 26,9 г.

1. Определяем
   объем воды, который надо добавить к
   26,9 г медного купороса, чтобы получить
   100 г насыщенного раствора:

m(Н₂О)
= m(раствора)
– m(CuSO₄∙5Н₂О)
= 100 – 26,9 = 73,1 г. V(Н₂О)
= 73,1 мл = 0,0731 л.

1. Рассчитываем
   коэффициент растворимости:

S
= m(CuSO₄∙5Н₂О)
/ V(Н₂О)
= 26,9 / 0,0731 = 368 г/л.

Ответ:
S(CuSO₄∙5Н₂О)
= 368 г/л.

Пример
40. Определите
массу осадка хлората калия(KClO₃),выпавшего
из раствора, полученного смешиванием
100 г раствора хлората натрия (массовая
доля соли 31,95%) и 100 г раствора хлорида
калия (массовая доля соли 22,35%),если
известно, что коэффициент растворимости
хлората калия в данных условиях равен
73 г на литр воды.

Решение:

1. Запишем уравнение
   реакции:

NaClO₃

+ KCl 
KClO₃
+ NaCl

1. Определим массы
   и количества веществ в исходных
   растворах:

m(NaClO₃)
= 100 ∙ 0,3195 = 31,95 г.
n(NaClO₃)
= 31,95 / 106,5 = 0,3 моль.

m(КCl)
= 100 ∙ 0,2235 = 22,35 г.
n(КCl)
= 22,35 / 74,5 = 0,3 моль.

1. Определяем массу
   воды в исходных и конечном растворах:

m(Н₂О
в растворе NaClO₃)
= 100 – 31,95 = 68,05 г.

m(Н₂О
в растворе KCl) = 100 – 22,35 = 77,65 г.

m(Н₂О
в конечном растворе) = 68,05 + 77,65 = 145,7 г

1. Определяем,
   какая масса KClO₃
   останется в конечном растворе, составляя
   следующую пропорцию:

73
г KClO₃
растворяется в 1000 г Н₂О

х
— в 145,7 х
= 145,7 ∙ 73 / 1000 = 10,64 г.

1. Рассчитываем
   массу осадка:

Всего
согласно уравнению реакции может
образоваться 0,3 моль KClO₃,
что соответствует массе = 0,3 ∙ 122,5 = 36,75
г.

m(осадка)
= 36,75 – 10,64 = 26,11 г.

Ответ: m(осадка) =
26,11 г.

Пример
41. Растворимость
соли при 60^оС
— 40 г в 100 г воды, а при 20^оС
— 12 г в 100 г воды. Определите массу соли,
выпадающей при охлаждении 300 г раствора,
насыщенного при 60^оС,
до 20^оС.

Решение:

1. Определяем
   массу воды в 300 г раствора, насыщенного
   при 60 ^оС,
   составляя пропорцию:

100
г Н₂О
содержится в 100 + 40 = 140 г раствора

x — 300 х
= 100 ∙ 300 / 140 = 214,3 г.

1. Определяем
   массу раствора, насыщенного при 20 ^оС,
   и содержащего 214,3 г воды:

100
г Н₂О
содержится в 100 + 12 = 112 г раствора

214,3 — у у
= 214,3 ∙ 112 / 100 = 240 г.

1. Определяем
   массу осадка:

m(осадка)
= m(раствора,
насыщенного при 60 ^оС)
– m(раствора,
насыщенного при 20 ^оС)
= 300 – 240 = 60 г

Ответ: m(осадка) =
60 г.

Задачи для
самостоятельного решения

1. Насыщенный
   раствор гидрокарбоната натрия имеет
   молярную концентрацию соли 1,12 моль/л
   и плотность 1,07 г/мл. Определите коэффициент
   растворимости гидрокарбоната натрия
   в этих условиях и его массовую долю в
   насыщенном растворе.

2. Определите,
   сколько медного купороса выпало при
   охлаждении до 0^оС
   34 мл раствора с массовой долей сульфата
   меди 30% и плотностью 1,3 г/мл, если
   известно, что коэффициент растворимости
   медного купороса при 0^оС
   равен 150 г/л. Какова массовая доля
   сульфата меди в оставшемся растворе?

3. Определите
   массу и состав осадка, выпавшего после
   смешивания 120г раствора хлорида бария
   с массовой долей соли 26% и 150 г раствора
   нитрата натрия с массовой долей соли
   50 %, если известно, что в данных условиях
   коэффициенты растворимости хлорида
   натрия и нитрата бария равны 330 и 90,45
   г/л(Н₂О)
   соответственно.

4. Какой
   объем раствора с массовой долей сульфата
   железа (II)
   10% и плотностью 1,1 г/мл надо взять для
   растворения 55,6 г железного купороса
   (FeSO₄∙7H₂O)
   , чтобы получить насыщенный при 20^оС
   раствор сульфата железа(II).
   Коэффициент растворимости железного
   купороса при этой температуре равен
   266 г/л.

5. Растворимость
   моногидрата карбоната натрия при 50 ^оС
   составляет 47 г на 100 г воды, а кристаллической
   соды (декагидрата карбоната натрия)
   при 0 ^оС
   6,7 г на 100 г воды. Рассчитайте массу
   кристаллической соды, которая выделится
   из 1 л раствора карбоната натрия с
   плотностью 1,2 г/мл, насыщенного при 50
   ⁰С,
   после его охлаждения до 0
   ^оС.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

По этой ссылке вы найдёте полный курс лекций по математике:

онятие растворимости можно рассматривать с двух сторон — качественной и количественной. Качественно под растворимостью понимают способность вещества растворяться в том или ином растворителе. Количественно растворимость характеризуют концентрацией растворенного вещества в его насыщенном растворе при данной температуре. Численно растворимость может быть выражена теми же способами, что и концентрация: в массовых долях (%), в моль ит. п., но чаще всего ее выражают количеством граммов растворенного вещества в 100 г растворителя — параметром, который носит название коэффициента растворимости.

Для раствора, коэффициент растворимости которого равен К, массовая доля (%) растворенного вещества равна: ш~”к+Тоо’100%’ Растворимость веществ, которая в различных растворителях меняется в широких пределах, определяется рядом факторов. Первый из них — увеличение хаотичности, неупорядоченности при образовании растворов, способствует переходу растворенного вещества в раствор. Второй фактор — энергетические затраты на отрыв частиц от кристаллической решетки растворяемого вещества и возрастание энергии при растворении.

Энергетический фактор препятствует переходу растворенного вещества в раствор. Значение равновесной концентрации растворенного вещества в растворе будет определяться совместным действием этих двух факторов. В свою очередь, влияние названных факторов зависит от природы растворителя, природы растворяемых веществ, их агрегатного состояния и внешних условий (температуры, давления и др.).

Анализ зависимости растворимости любого вещества в растворителях различной природы наглядно иллюстрирует влияние на растворимость природы растворителя. Влияние природы растворяемых веществ можно показать на следующих примерах. Так, почти все соли щелочных металлов и аммония хорошо растворимы в воде, например нитраты, хлориды (кроме хлоридов серебра, ртути, свинца) и сульфаты (кроме сульфатов щелочноземельных металлов и свинца).

Возможно вам будут полезны данные страницы:

Для переходных металлов характерна небольшая растворимость сульфидов, фосфатов, карбонатов и некоторых других солей, а также их гидроксидов. Более подробно влияние этого фактора иллюстрирует таблица растворимости веществ (см. Приложение). Анализируя растворимость веществ различного агрегатного состояния, следует отметить, что при растворении твердых и жидких веществ объем раствора обычно изменяется незначительно.

Поэтому растворимость твердых и жидких веществ, как правило, не зависит от давления. При растворении газообразных веществ объем системы существенно уменьшается, и это предопределяет зависимость их растворимости от давления, причем повышение давления в соответствии с принципом Jle Шателье приводит к увеличению растворимости газа. Растворимость веществ во всех агрегатных состояниях зависит от температуры. Как, правило, растворимость твердых веществ с увеличением температуры возрастает (AgN03, KI, NH4C1).

Однако имеются вещества, растворимость которых при увеличении температуры возрастает очень незначительно (NaCl) или даже уменьшается (Са(ОН)2, Li2S04, Са(СН3СОО)2. По принципу Jle Шателье между веществом в кристаллическом состоянии и его насыщенным раствором имеет место равновесие: кристалл + растворитель насыщенный раствор ± ДН В тех случаях, когда процесс растворения эндотермичен, т. е. количество энергии, идущей на разрушение кристаллической решетки веществ не полностью компенсируется энергией, выделяющейся при образовании гидратов (сольва-тов), повышение температуры ведет к увеличению растворимости.

Ясно, что экзотермичность процесса растворения приведет к понижению растворимости при повышении температуры. Зависимость между растворимостью и температурой изображают как в виде табличных данных, так и в графической форме — в виде кривых растворимости. Рассматривая растворимость жидкостей, отметим, что некоторые из них смешиваются с растворителем в любых соотношениях, например спирт и вода, другие — ограниченно растворимы — бензол и вода.

В случае ограниченной растворимости жидкости взаимно растворимы друг в друге до насыщения при данной температуре. Так, если смешать гексан с водой, то образуется два слоя: верхний представляет собой насыщенный раствор воды в гексане, а нижний — насыщенный раствор гексана в воде. В большинстве подобных случаев с повышением температуры взаимная растворимость жидкостей увеличивается до тех пор, пока не будет достигнута температура, при которой обе жидкости смешиваются в любых пропорциях.

Растворение газов почти всегда сопровождается выделением теплоты.

Согласно принципу Jle Шателье, повышение температуры понижает растворимость газов, поэтому при кипячении газы полностью удаляится из растворов. Решение задач по теме ♦ Растворимость» водится или к определению растворимости веществ в изотермических условиях (по известным данным о содержании раство- ренного вещества), или к определению количества вещества, выпадающего в осадок, либо растворяющегося в системе «вещество-растворитель» при изменении температуры раствора.

Пример 1 Определить растворимость и массовую долю (%) насыщенного раствора хлорида калия, если 20 мл его имеют массу 20,94 г и содержат 3,25 г соли. Дано: У(Р-Ра) = 20 мл т(р-ра) — 20,94 г т(КС1) = 3,25 и Найти: w %; К(КС1) Решение: 1) Зная массу раствора (20,94 г) и массу растворенного вещества (3,25 г), найдем массу растворителя: 20,94 г – 3,25 г-17,69 г. 2) Определим коэффициент растворимости соли: в 17,69 г Н20 — 3,25 г соли в 100 гН20-хг соли * ~ 18’37 г’ 3)

Определим массовую долю (%)

хлорида калия в насыщенном растворе по формуле: w = ТосГ+к”‘100 % = 18 37 100% =15,52%. 118,37 Ответ: iv(KC) – 15,52 %; К(КС1)= 18,37 г. Пример 2 Какое количество сульфата калия необходимо добавить к 400 г насыщенного при 20 °С раствора, чтобы при нагревании до 100 °С раствор остался насыщенным? Массовая доля (%) насыщенного при 20 °С раствора сульфата калия равна 10 %, а при 100 °С — 19,4%. Дано: tx = 20 °С *2= 100 °С т(р-ра) = 400 г wx = 10% iv2 = 19,4%

Найти: /n(K2S04) Решение: 1) Определим количественный состав 400 г раствора, насыщенного при 20 °С по формуле: т(в-ва) со ——7-7-100%, т(р-ра) откуда w % • т(р-ра) га(в-ва)= — 100 % следовательно, 10%-400 г тт?(соли) –——;— = 40 г. 100 % Отсюда видно, что 40 г соли содержатся в 400 г р-ра или в 360 г растворителя. Поскольку при изменении температуры масса растворителя не меняется, остается узнать, какое количество соли будет содержаться в 360 г воды при насыщении раствора до 100 °С. 2) Исходя из знания массовой доли (%) насыщенного раствора K2S04 при 100 °С (19,4), видим, что 19,4 г K2S04 содержится в 100 г раствора или в 80,6 г растворителя.

Найдем количество соли в 360 г воды: в 80,6 г Н20 — 19,4 г K2S04 в 360 г Н20 – jc г K2S04 * ~ 96,65 Г’ 3) Рассчитаем количество соли, которое необходимо добавить к раствору при 20 °С, чтобы он остался насыщенным при 100 °С: Вопросы и задачи для самостоятельного решения L Какой взгляд на природу растворов предложил Д. И. Менделеев, в каких фактах он видел подтверждение своей теории? 2. Каковы современные взгляды на процесс растворения? 3. Какие факторы влияют на растворимость веществ?

4. Какую роль в процессе растворения играет растворитель и чем объясняется избирательность его действия на растворимые вещества? 5. Как можно объяснить различные значения тепловых эффектов процесса растворения твердых веществ? 6. Что следует понимать под терминами «растворимость», ♦ коэффициент растворимости»? 7. В какой зависимости находятся коэффициенты растворимости твердых веществ от температуры, как эту зависимость обычно выражают? Растворимость дихромата калия при 20 °С составляет 11,0 г. Определите массовую долю (%) насыщенного раствора соли. Ответ: 9,91 %.

9. Массовая доля (%) насыщенного при 20 °С раствора нитрата бария равна 8,25%. Найдите коэффициент растворимости соли. Ответ: 9 г. 10. При охлаждении 500 г раствора с массовой долей соли 12 % часть растворенного вещества выпала в осадок и концентрация раствора стала равной 8 %. Чему равна масса выпавшей в осадок соли? Ответ: 21,8 г. 11. При охлаждении насыщенного при 80 °С раствора до 20 °С выкристаллизовалось 150 г соли.

Какова была масса исходного раствора, если растворимость соли при 80 и 20 °С соответственно составляет 35 и 6,5 г? Ответ: 710,5 г. 12. Определить концентрацию раствора и количество воды, в которой можно растворить при 40 °С 200 г соли, содержащей 80 % сульфата калия, если растворимость сульфата калия при этой температуре равна 64 г. Ответ: 39 %; 250 г. 13.

Определить количество воды, в которой можно растворить при 80 °С 950 г соли, содержащей 84,58 % кристаллогидрата хлорида магния, если растворимость безводного хлорида магния при этой температуре равна 66 г. Ответ: 569^7 г. 14. Растворимость сульфата меди при 20 °С равна 20,2 г, а при 100 °С— 77 г. Определите массу сульфата меди, выпадающего в осадок при охлаждении 165 г раствора от 100 до 20 °С. Ответ: 54,2 г. 15. Растворимость хлората калия при 70 °С равна 30,2 г, а при 30 °С — 10,1 г. Определите массу соли, выпадающей в осадок при охлаждении до 30 °С 350 г насыщенного при 70 °С раствора. Ответ: 54 г.

Областное
государственное бюджетное

профессиональное
образовательное учреждение

 «Димитровградский
технический колледж»

МЕТОДИЧЕСКАЯ
РАЗРАБОТКА

 «Методика
решения задач  на растворимость»

                               
    Разработала:
к.т.н., доцент

                                              
Мухаметзянова Римма Газисовна

Димитровград
2022 г.

Содержание

1.  Понятие растворимость………………………………………………………………………….3

2. Методика
решения задач на растворимость…………………………………8

Список литературы…………………………………………………………………………………………….10

Методика решения
задач  на растворимость

1.  Понятие растворимость

Задачи на растворимость, как правило, вызывают сложности, так как с
этой физической  величиной  в школе   практически  не работают. Поэтому мы
сначала  разберемся, что такое растворимость.

Растворимостью называется способность вещества растворяться в
том или ином растворителе.

Растворимость различных веществ в воде колеблется
в широких пределах. Существуют вещества с неограниченной способностью
растворяться друг в друге (например, серная кислота и вода или этиловый спирт и
вода) и с ограниченной способностью. Если в 100 г воды при комнатной
температуре растворяется более 10 г вещества, то такое вещество принято
называть хорошо растворимыми; если растворяется менее 1 г вещества –
малорастворимым и,  наконец,  практически нерастворимым, если в раствор
переходит менее 0,01 г вещества. Абсолютно нерастворимых веществ не существует.

Мерой растворимости вещества служит концентрация
его насыщенного раствора. Поэтому численно растворимость может быть выражена
теми же способами, что и концентрация. Очень часто  растворимость выражают
числом граммов вещества, растворяющихся в 100 г растворителя.
       Насыщенный раствор получается, когда
дальнейшее растворение данного компонента в растворе прекращается. В насыщенном
растворе концентрация данного компонента максимальна при данных условиях.
Насыщенный раствор всегда должен находиться в равновесии с кристаллическим
компонентом (осадком).  

Концентрация этого компонента в растворе  и называется
его растворимостью.

Растворимость удобно выражать в моль/л, однако часто ее
выражают в процентах по массе, т. е. числом граммов растворенного вещества в
100 г насыщенного раствора.

Пример 1. Растворимость хлорида натрия (поваренная соль)  NaCl
 в воде при комнатной  температуре (20 °С) составляет 35,9 г в 100 г воды.
Рассчитать содержание соли в 10 г насыщенного раствора хлорида натрия.
(Обратите внимание: «в насыщенном растворе», а не «на 100 г воды»!!!
Растворимость выражается массой соли, которая может быть растворена в 100 г
воды с образованием насыщенного раствора.)

          Решение:

Для решения  задач  такого  типа,   лучше всего использовать
таблицу, которая понятна абсолютно всем и определение  массы соли  и воды в 10
г насыщенного раствора хлорида натрия не вызывает никаких трудностей.

реагент	m р.в	m H2O	m р–ра
NaCl	35.9	100	135.9
Х	У	10

Для определения  неизвестных величин (Х и У)    используем правило креста.    

m _р.в = Х   =  = 2,64 г

  m _H2O  =   У   =  = 7,36 г

Растворимость  веществ  в значительной степени
зависит от температуры. Для определения растворимости при разных температурах
используют справочные таблицы. 

Проще всего растворимость  веществ определяется
выпариванием определенного количества раствора и взвешиванием массы сухого
остатка.

Пример 2.  Рассчитать растворимость нитрата калия в воде
при обычной температуре (20 °С), если при выпаривании 50 г насыщенного
раствора масса сухой соли оказалась равной 13,02 г.

Решение:
Масса нитрата калия в 100 г раствора   m _р.в (KNO₃) = 13,02•100/50 = 26,04 г. Эта масса нитрата
калия приходится на   m(Н₂О) = 100 – 26,04 = 73,96 г воды в насыщенном растворе. Для решения, составим 
нашу таблицу и определим m _р.в 

реагент	m р.в	m H2O	m р–ра
KNO3	26.04	73.96	100
Х	100	100+X

Откуда  m _р.в = Х =  26,04•100/73,96 = 35,2 г.

Это и есть растворимость (S), т. е.
масса растворенного вещества в насыщенном растворе, приходящаяся на 100 г воды.

На различной растворимости веществ основан один
из способов их очистки  –  перекристаллизация.  Очистка сводится к
растворению загрязненного вещества в подходящем растворителе при повышенной
температуре и последующему выделению кристаллов очищаемого вещества из
пересыщенного раствора при более низкой температуре.

Итак, растворимость
(s) показывает, сколько грамм вещества максимально можно
растворить в 100 г растворителя(воды).  Мерой растворимости  вещества при данных
условиях является его содержание в насыщенном растворе.

Для вычисления
массы безводного вещества в определенной массе насыщенного раствора можно
вывести формулу:         

         =>     
        =    

                             m_р.в.  =   ∙ .

где :      m_р.в. –
масса растворенного вещества, г

 
          m_р-ля –
масса растворителя, г

Иногда
используют обозначение коэффициент
растворимости     К_S.

В зависимости от
количества вещества, растворённого в определенном объеме растворителя, растворы
классифицируются следующим образом (схема 1): 

 

Если в определенном объеме раствора при комнатной температуре
растворенное вещество содержится в малом количестве, то такой раствор
называют разбавленным, а при большом количестве – концентрированным. 

Если растворять в воде поваренную соль NaCl,  то при комнатной
температуре (20°C) может раствориться 35,9 г. соли на 100 г. воды. Сколько бы
мы ни перемешивали раствор с остатком нерастворенной соли, больше соли не
растворится – раствор будет насыщен этой солью при данной температуре.

Насыщенным называют такой раствор, в котором при данной температуре вещество
больше не растворяется.

Если же при этой температуре в 100 г. воды раствориться  NaCl, 
меньше, чем  35,9  г., то  раствор будет ненасыщенным.

      Ненасыщенным называют
такой раствор, в котором при данной температуре находится меньше растворяемого
вещества, чем  в его насыщенном растворе.

При охлаждении насыщенного раствора возникает избыток
растворенного вещества, если оно не выпадет в осадок, то образуется
пересыщенный раствор.

Пересыщенным называют такой
раствор, в котором при данной температуре находится больше растворяемого
вещества, чем  в его насыщенном растворе  при тех же условиях.

Из некоторых веществ,  сравнительно легко получить пересыщенные
растворы. К ним относятся, например,  кристаллогидраты (КГ) –  CuSO4·5H2O,   FeSO4·7H2O 
,  Na2SO4·10H2O  и др.

Процесс выделения вещества путем испарения или охлаждения его
насыщенного раствора называется перекристаллизацией.
Перекристаллизация используется для очистки веществ.

В справочниках  по химии  можно найти ​​информация о растворимости
различных веществ (в основном неорганические соединения) в воде при различной
температуре от 0°C до 100°C , единица измерения растворимости

[ г/100 мл.]  или  [г/100 г воды]

Формула	Растворимость веществ в воде
0°C	10°C	20°C	30°C	40°C	50°C	60°C	70°C	80°C	90°C	100°C
Al(NO3) 3	60	66,7	73,9	81,8	88,7		106		132	153	160
AlCl3	43,9	44,9	45,8	46,6	47,3		48,1		48,6		49
NH3	88,5	70	56	44,5	34	26,5	20	15	11	8	7
MgCl2	52,9	53,6	54,6	55,8	57,5		61		66,1	69,5	73,3
MgSO4	22	28,2	33,7	38,9	44,5		54,6		55,8	52,9	50,4
KCl	28	31,2	34,2	37,2	40,1		45,8		51,3	53,9	56,3
NaCl	35,7	35,8	35,9	36,1	36,4		37,1		38	38,5	39,2
ZnCl2	342	353	395	437	452		488		541		614
AgNO3	122	167	216	265	311		440		585	652	733
NaNO3	73	80,8	87,6	94,9	102		122		148		180

2. Методика
решения задач на растворимость.

 Пример 3.
Сколько граммов нитрата калия выкристаллизуется из 105 г насыщенного при 60 °С
раствора, если охладить его до 0 °С? Коэффициенты растворимости соли при
указанных температурах соответственно равны 110 и 13 г в 100 г Н₂О.

Решение:
Коэффициент
растворимости – это
масса вещества, растворяющегося при данных условиях в 100 г воды с образованием
насыщенного раствора.

Составим таблицу

Температура/реагент	m р.в	m H2O	m р–ра
	Х		105
	110	100	210
	13	100	113

Рассчитаем
содержание соли при 60 °С  из пропорции:      
  

                          =  
=>  Х=  
 
=55 г.

Рассчитаем содержание
растворённого нитрата калия при 0 °С из пропорции:

 =  
=>  Х=  
 
=12,08 г.

Таким образом, при охлаждении
раствора нитрата калия в осадок выпадет

                           m _ocадка
(KNO₃)=
 55 – 12,08 = 42, 98 г.

Пример 4. Определите коэффициент растворимости медного купороса,
если известно, что массовая доля сульфата меди в насыщенном растворе при данной
температуре равна 17,2%.

Решение:

1.     Пусть имеется 100 г насыщенного раствора.
Определяем массу сульфата меди в этом растворе:

            m(CuSO₄) = m(раствора) * w(CuSO₄) = 100 * 0,172 = 17,2 г.

2.   Определяем массу медного
купороса m(КГ), соответствующую 17,2 г сульфата меди:            m(КГ)
=    М(КГ) =   * 250 = 26,9 г.

3.                          
Определяем
объем воды, который надо добавить к 26,9 г медного купороса, чтобы получить 100
г насыщенного раствора:

                             m(Н₂О) = m(раствора)
– m(КГ) = 100 – 26,9 = 73,1 г.

                             V(Н₂О)
= 73,1 мл = 0,0731 л.

4.                          
Рассчитываем
коэффициент растворимости:

                              S =    =    =  368 г/л.

             Ответ:  S(CuSO₄∙5Н₂О)
= 368 г/л.

Пример 5.  Растворимость соли при 60^оС
— 40 г в 100 г воды, а при 20^оС — 12 г в 100 г воды. Определите
массу соли, выпадающей при охлаждении 300 г раствора, насыщенного при 60^оС,
до 20^оС.

Решение:

1.    
Определяем массу воды в
300 г раствора, насыщенного при 60 ^оС, составляя пропорцию:

реагент	m р.в	m H2O	m р–ра
		Х	300
60 оС,	40	100	140

                                
              Х = = 214,3 г

2.    
Определяем массу раствора,
насыщенного при 20 ^оС, и содержащего 214,3 г воды:

реагент	m р.в	m H2O	m р–ра
		214,3	У
20 оС,	12	100	112

У = = 240 г.

3.    
Определяем массу осадка:

 m(осадка) = m(насыщ. р-ра  при 60 ^оС)
– m(насыщ. р-ра  при 20 ^оС)

   = 300 – 240 = 60 г                            
Ответ: m(осадка) = 60 г.

                                    
Список литературы

     1. Глинка Н. JI. Общая химия: Учебное пособие для вузов /под ред. А.
И.  Ермакова,

         изд. 29-е, исправленное — М.: Интеграл-Пресс, 2002. —[221 стр.]

     2. Справочные таблицы на Info Tables.ru (Растворимость
веществ в воде при

          различной температуре от 0° до 100°C).

У каждого вещества есть своя способность растворяться, и у неё есть определённый предел. По способности веществ растворяться в воде их делят на:

• практически нерастворимые (хлорид серебра — (0,0015) г/л);
• малорастворимые (гипс — (2) г/л);
• хорошо растворимые (сахар — (2000) г/л).

Растворимость кислот, оснований и солей можно определить, пользуясь таблицей растворимости на форзаце учебника химии.

При повышении температуры растворимость большинства твёрдых веществ (кроме гипса, извести и некоторых других) увеличивается.