Качественная характеристика состоит в способности растворяться или не растворяться, например, сера в воде не растворяется, йод в воде практически нерастворим. Процесс растворения состоит из двух стадий:
1. Растворимость в воде твердых веществ (разрушение кристаллов – эндотермическая реакция, т. е. тепло поглощается –q>1).
2. Отдельные частицы взаимодействуют с водой, этот процесс носит название – гидратация, при ней тепло выделяется +q>2
Q>раствореия = –q>1 + q>2.
Если –q>1 > q>2, то суммарный эффект отрицателен (–Q), если наоборот, то положителен (+Q).
ΔH = 0 – одинаковые эффекты, ΔH < 0 – тепло выделяется, ΔH > 0 – тепло поглощается.
Тепловой эффект растворения – количество тепла одного моля вещества.
вещество + растворитель ↔ насыщенный раствор + Q.
То вещество, которое растворяется с понижением температуры, увеличивает свою растворимость. Рассмотрим растворимость некоторых веществ. Пример, NH>4NO>3 – нитрат аммония, растворимость падает до нуля, эндотермический эффект реакции. Рассмотрим стадии подробно: на первой стадии – эффект разрушения кристаллической решетки, эндотермический. На второй – равномерное распределение по объему с водой, гидратация – экзотермический.
q>1 > q>2 → – Q – тепло поглощается,
ΔH > 0.
Другой пример, NaOH – едкий натр, экзотермический эффект реакции,
q>1 < q>2 → +Q – тепло выделяется.
Значит, растворимость определяется природой соли вещества и растворителя.
Другой характеристикой растворов является диэлектрическая проницаемость – во сколько раз сила взаимодействия между двумя зарядами меньше, чем в вакууме.
Если растворить в ста миллилитрах водопроводной воды 10 г едкого натра NaOH, то температура резко повышается до 60 >oС (температура воды из водопроводного крана +20 >oС).
Если растворить 40 г нитрата аммония NH>4NO>3 в 100 мл этой же воды, то температура резко понижается от +20 >oС до –7 >oС.
Если растворить хлорид натрия NaCl в 100 мл водопроводной воды, то температура не изменяется.
3. Растворимость газов в жидкостях
Она зависит от давления и температуры. Растворимость газов неодинакова из-за различной химической природы.
Пример:
N>2, H>2 – мало растворимы в воде, растворимость NH>3, HCl очень велика, в одном объеме H>2O растворяется 700 объемов аммиака NH>3.
Газ + H>2O → 3,5 объема О>2 в одном объеме Н>2О экзотермический процесс. С повышением температуры растворимость некоторых газов уменьшается. При постоянной температуре и невысоком давлении растворимость газов, не вступающих в химическое взаимодействие с растворителем, подчиняется закону Генри – Дальтона, который состоит из нескольких частей.
1 часть: масса газа, растворяющаяся в данном объеме жидкости, пропорциональна давлению, которое газ производит на жидкость.
Например, CO>2 под давлением загоняем в бутылку.
2 часть: объем газа не зависит от давления.
3 часть: если смесь газов растворять, то растворимость каждой составной части пропорциональна своему парциальному давлению.