Ορισμός διαλυτότητας στη χημεία

Η διαλυτότητα ορίζεται ως η μέγιστη ποσότητα μιας ουσίας που μπορεί να είναι διαλυθεί σε ένα άλλο. Είναι το μέγιστο ποσό διαλυτό που μπορεί να διαλυθεί σε a διαλυτικό μέσο σε ισορροπία, η οποία παράγει α κορεσμένο διάλυμα. Όταν πληρούνται ορισμένες προϋποθέσεις, η πρόσθετη διαλυμένη ουσία μπορεί να διαλυθεί πέρα ​​από το σημείο διαλυτότητας ισορροπίας, το οποίο παράγει ένα υπερκορεσμένο διάλυμα. Πέρα από τον κορεσμό ή τον υπερκορεσμό, η προσθήκη περισσότερης διαλυμένης ουσίας δεν αυξάνει τη συγκέντρωση του διαλύματος. Αντίθετα, η περίσσεια της διαλελυμένης ουσίας αρχίζει να καθιζάνει από το διάλυμα.

Η διαδικασία της διάλυσης ονομάζεται διάλυση. Η διαλυτότητα δεν είναι η ίδια ιδιότητα της ύλης με την ταχύτητα της λύσης, η οποία περιγράφει πόσο γρήγορα διαλύεται μια διαλελυμένη ουσία σε ένα διαλύτη. Ούτε η διαλυτότητα είναι η ίδια με την ικανότητα μιας ουσίας να διαλύεται ως αποτέλεσμα χημικής αντίδρασης. Για παράδειγμα, ο μεταλλικός ψευδάργυρος "διαλύεται" σε υδροχλωρικό οξύ μέσω αντίδρασης μετατόπισης που έχει σαν αποτέλεσμα ιόντα ψευδαργύρου σε διάλυμα και απελευθέρωση αερίου υδρογόνου. Τα ιόντα ψευδαργύρου είναι διαλυτά σε οξύ. Η αντίδραση δεν είναι θέμα της διαλυτότητας του ψευδαργύρου.

Σε γνωστές περιπτώσεις, μια διαλυμένη ουσία είναι α στερεός (π.χ., ζάχαρη, άλας) και ένας διαλύτης είναι ένα υγρό (π.χ. νερό, χλωροφόρμιο), αλλά η διαλελυμένη ουσία ή ο διαλύτης μπορεί να είναι ένα αέριο, ένα υγρό ή ένα στερεό. Ο διαλύτης μπορεί να είναι είτε α καθαρή ουσία ή α μίγμα.

Ο όρος αδιάλυτος σημαίνει ότι μια διαλελυμένη ουσία είναι ελάχιστα διαλυτή σε ένα διαλύτη. Σε πολύ λίγες περιπτώσεις είναι αλήθεια ότι δεν διαλύεται καμία διαλυμένη ουσία. Γενικά, μια αδιάλυτη διαλυμένη ουσία διαλύεται ακόμα λίγο. Παρόλο που δεν υπάρχει κανένα όριο σκληρού και γρήγορου που να ορίζει μια ουσία ως αδιάλυτη, είναι κοινό να εφαρμόζεται α όπου η διαλυμένη ουσία είναι αδιάλυτη εάν διαλύεται λιγότερο από 0,1 γραμμάρια ανά 100 χιλιοστόλιτρα διαλυτικό μέσο.

Εάν μια ουσία είναι διαλυτή σε όλες τις αναλογίες σε ένα συγκεκριμένο διαλύτη, ονομάζεται αναμειγνύεται σε αυτήν ή κατέχει την περιουσία που ονομάζεται ανάμικτο. Για παράδειγμα, η αιθανόλη και το νερό είναι εντελώς αναμίξιμες μεταξύ τους. Από την άλλη πλευρά, το πετρέλαιο και το νερό δεν αναμειγνύονται ούτε διαλύονται το ένα στο άλλο. Το πετρέλαιο και το νερό θεωρούνται ότι είναι αμιγής.

Πώς διαλύεται μια διαλυμένη ουσία εξαρτάται από τους τύπους χημικοί δεσμοί στην διαλελυμένη ουσία και στον διαλύτη. Για παράδειγμα, όταν η αιθανόλη διαλύεται στο νερό, διατηρεί τη μοριακή της ταυτότητα ως αιθανόλη, αλλά σχηματίζονται νέοι δεσμοί υδρογόνου μεταξύ αιθανόλης και μορίων νερού. Για το λόγο αυτό, η ανάμιξη αιθανόλης και νερού παράγει ένα διάλυμα με μικρότερο όγκο από ό, τι θα έχετε από την προσθήκη των αρχικών όγκων αιθανόλης και νερού.

Όταν χλωριούχο νάτριο (NaCl) ή άλλη ιονική ένωση διαλύεται σε νερό, η ένωση διαχωρίζεται στα ιόντα της. Τα ιόντα διαλύονται ή περιβάλλονται από ένα στρώμα μορίων νερού.

Η διαλυτότητα περιλαμβάνει δυναμική ισορροπία, που περιλαμβάνει αντίθετες διαδικασίες καταβύθισης και διάλυσης. Η ισορροπία επιτυγχάνεται όταν οι διαδικασίες αυτές εμφανίζονται με σταθερό ρυθμό.

Τα διαγράμματα διαλυτότητας και πίνακες καταγράφουν τη διαλυτότητα διαφόρων ενώσεων, διαλυτών, θερμοκρασίας και άλλων συνθηκών. Η Διεθνής Ένωση Καθαρής και Εφαρμοσμένης Χημείας (IUPAC) ορίζει τη διαλυτότητα όσον αφορά μια αναλογία διαλελυμένης ουσίας προς διαλύτη. Επιτρεπόμενες μονάδες συγκέντρωσης περιλαμβάνουν γραμμομοριακότητα, γραμμικότητα, μάζα ανά όγκο, γραμμομοριακή αναλογία, κλάσμα μορίων και ούτω καθ 'εξής.

Η διαλυτότητα μπορεί να επηρεαστεί από την παρουσία άλλων χημικών ειδών σε ένα διάλυμα, τις φάσεις της διαλελυμένης ουσίας και του διαλύτη, τη θερμοκρασία, την πίεση, το μέγεθος σωματιδίων διαλυτής ουσίας και την πολικότητα.