Розчинність речовин: що це і навіщо потрібно
Щоб розібратися в цій темі, потрібно знати, що таке розчини і розчинність речовин. Простою мовою, це здатність речовини з'єднуватися з іншим і утворювати однорідну суміш. Якщо підходити з наукової точки зору, можна розглянути більш складне визначення. Розчинність речовин - це їх здатність утворювати з одним або більше речовинами гомогенні (або гетерогенні) склади з дисперсним розподілом компонентів. Існує кілька класів речовин і сполук:
Про що говорить міра розчинності речовини
Зміст речовини у насиченій суміші - це міра його розчинності. Як сказано вище, у всіх речовин вона різна. Розчинні - це ті, які можуть розвести більше 10 г на 100 г води. Друга категорія - не менше 1 м при тих же умовах. Практично нерозчинні - це ті, суміш яких переходить менше 001 г компонента. У цьому випадку речовина не може передавати воді молекули. Що таке коефіцієнт розчинності Коефіцієнт розчинність (k) - це показник, максимальної маси речовини (м), яка може розлучитися в 100 г води або іншої речовини.
Розчинники
У цьому процесі беруть участь розчинник і розчинена речовина. Перший відрізняється тим, що спочатку він перебуває в такому ж агрегатному стані, що й кінцева суміш. Як правило, він узятий в більшій кількості.Однак багато хто знає, що в хімії вода займає особливе місце. Для неї існують окремі правила. Розчин, в якому присутні H 2 O називається водним. Коли йдеться про них, рідина є екстрагентом і тоді, коли вона в меншій кількості. У приклад можна привести 80%-ний розчин азотної кислоти у воді. Пропорції тут не дорівнюють Хоч частка води менше, ніж кислоти, речовина називати 20%-ним розчином води в азотній кислоті некоректно. Існують суміші, в яких відсутня H 2 O. Вони будуть носити ім'я неводная. Подібні розчини електроліту являють собою іонні провідники. Вони містять один або суміші екстрагентів. До їх складу входять іони і молекули. Вони використовуються в таких галузях, як медицина, виробництво побутової хімії, косметики і в інші напрями. Вони можуть поєднувати в собі кілька потрібних речовин з різною розчинністю. Компоненти багатьох засобів, які застосовуються зовнішньо, є гідрофобними. Іншими словами, вони погано взаємодіють з водою. В таких сумішах розчинники можуть бути летючими, нелетучими і комбінованими. Органічні речовини у першому випадку добре розчиняють жири. До летючим відносяться спирти, вуглеводні, альдегіди та інші. Вони часто входять у склад побутової хімії. Нелеткі найчастіше застосовуються для виготовлення мазей. Це жирні олії, рідкий парафін, гліцерин та інші. Комбіновані - це суміш летких і нелетких, наприклад, етанол з гліцерином, гліцерин з димексидом. Також вони можуть містити воду.
Види розчинів за ступенем насиченості 
Насичений розчин - це суміш хімічних речовин, що містить максимальну концентрацію однієї речовини в розчиннику при певній температурі. Далі воно розлучатися не буде. У препараті твердого речовини помітно випадання осаду, який знаходиться в динамічній рівновазі з ним. Під цим поняттям мається на увазі стан, що зберігається в часі внаслідок його протікання одночасно у двох протилежних напрямках (пряма і зворотна реакції) з однаковою швидкістю. Якщо речовина при постійній температурі все ще може розкладатися, то цей розчин - ненасичений. Вони стійкі. Але якщо в них продовжувати додавати речовина, то воно буде розводитися у воді (або іншої рідини), поки не досягне максимальної концентрації. Ще один вид - перенасичений. У ньому міститься більше розчиненої речовини, що може бути при постійній температурі. З-за того, що вони знаходяться в нестійкому рівновазі, при фізичному впливі на них відбувається кристалізація. Як відрізнити насичений розчин від ненасиченого?
Це зробити досить просто. Якщо речовина - тверда, то в насиченому розчині можна побачити осад. При цьому екстрагент може загусати, як, наприклад, у насиченому складі вода, в яку додали цукор.Але якщо змінити умови, підвищити температуру, то він перестане вважатися насиченим, так як при більш високій температурі максимальна концентрація цієї речовини буде інший.
Теорії взаємодії компонентів розчинів
В даний час використовується об'єднана теорія Володимира Олександровича Кістяківського та Івана Олексійовича Каблукова. Вона поєднує фізичну та хімічну. Сучасна теорія свідчить, що в розчині існують як не взаємодіючі частинки речовин, так і продукти їх взаємодії - сольвати, існування яких доводив Менделєєв. У разі, коли екстрагент - вода, їх називають гідратами. Явище, при якому утворюються сольвати (гідрати) носить ім'я сольватація (гідратація). Вона впливає на всі фізико-хімічні процеси і змінює властивості молекул в суміші. Сольватація відбувається завдяки тому, що сольватная оболонка, що складається з тісно пов'язаних з нею молекул екстрагента, оточує молекули розчиненої речовини.
Фактори, що впливають на розчинність речовин
Хімічний склад речовин. Правило "подібне притягує подібне" поширюється і на реагенти. Схожі за фізичними і хімічними властивостями речовини можуть взаємно розчинятися швидше. Наприклад, неполярні сполуки добре взаємодіють з неполярними. Речовини з полярними молекулами або іонним будовою розводяться в полярних, наприклад, у воді. В ній розкладаються солі, лугу і інші компоненти, а неполярні - навпаки. Можна навести простий приклад. Для приготування насиченого розчину цукру у воді потрібно більшу кількість речовини, ніж у випадку з сіллю. Як це розуміти? Простіше кажучи, ви можете розвести набагато більше цукру у воді, ніж солі. Температура. Щоб збільшити розчинність твердих речовин у рідинах, потрібно збільшити температуру екстрагента (працює в більшості випадків). Можна продемонструвати такий приклад. Якщо покласти щіпку хлориду натрію (сіль) в холодну воду, то цей процес займе багато часу. Якщо проробити те ж саме з гарячою середовищем, то розчинення буде проходити набагато швидше. Це пояснюється тим, що внаслідок підвищення температури зростає кінетична енергія, значна кількість якої часто витрачається на руйнування зв'язків між молекулами та іонами твердого речовини. Однак, коли підвищується температура у випадку з солями літію, магнію, алюмінію і лугами, їх розчинність знижується. Тиск. Цей фактор впливає тільки на гази. Їх розчинність збільшується при підвищенні тиску. Адже об'єм газів скорочується. Зміна швидкості розчинення 
Не варто плутати цей показник з розчинністю. Адже на зміну цих двох показників впливають різні фактори. Ступінь роздробленості растворяемого речовини. Цей фактор впливає на розчинність твердих речовин у рідинах. В незбираному (кусковому) стані складу розводиться довше, ніж той, який розбитий на дрібні шматки. Наведемо приклад. Цільний шматок солі буде розчинятися у воді набагато довше, ніж сіль у вигляді піску. Швидкість помішування. Як відомо, цей процес можна каталізувати з допомогою помішування. Його швидкість також важлива, тому що чим вона більша, тим швидше розчиниться речовина в рідині.
Для чого потрібно знати розчинність твердих речовин у воді?
Перш за все, подібні схеми потрібні, щоб правильно вирішувати хімічні рівняння. У таблиці розчинності є заряди всіх речовин. Їх необхідно знати для правильного запису реагентів і складання рівняння хімічної реакції. Розчинність у воді показує, чи може сіль або підставу дисоціювати. Водні сполуки, які проводять струм, мають у своєму складі сильні електроліти. Є й інший тип. Ті, які погано проводять струм, вважаються слабкими електролітами. У першому випадку компоненти являють собою речовини, повністю ионизованние у воді. Тоді як слабкі електроліти виявляють цей показник лише в невеликій мірі.Рівняння хімічної реакції
Є кілька видів рівнянь: молекулярний, повний іонний і короткий іонний. По суті останній варіант - скорочена форма молекулярного. Це остаточний відповідь. У повному рівнянні записані реагенти і продукти реакції. Тепер настає черга таблиці розчинності речовин. Для початку треба перевірити, чи є реакція здійсненною, тобто виконується одна з умов проведення реакції. Їх всього 3: освіта води, виділення газу, випадання осаду. Якщо дві перші умови не дотримуються, потрібно перевірити останнє. Для цього потрібно подивитися в таблицю розчинності і з'ясувати, чи є в продуктах реакції нерозчинна сіль або підставу. Якщо воно є, то це і буде осад. Далі таблиця потрібно для запису іонного рівняння. Так як всі розчинні солі та підстави - сильні електроліти, то вони будуть розпадатися на катіони й аніони. Далі скорочуються незв'язані іони, і рівняння записується у стислому вигляді. Приклад:Таблиця розчинності
Так виглядає звична неповна таблиця. Важливо, що тут вказується температура води, так як вона є одним з факторів, про які ми вже говорили вище.
Як користуватися таблицею розчинності речовин?
Таблиця розчинності речовин у воді - один з головних помічників хіміка. Вона показує, як різні речовини та сполуки взаємодіють з водою. Розчинність твердих речовин в рідині - це показник, без якого багато хімічні маніпуляції неможливі.Таблиця дуже проста у використанні. У першій рядку написані катіони (позитивно заряджені частинки), у другій - аніони (негативно заряджені частинки). Більшу частину таблиці займає сітка з певними символами в кожній клітинці. Це літери "Р", "М", "Н" та знаки "-" і "?".