Что такое предел растворимости
Растворимость
Растворимость (Р, χ или ks) – 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 mр.в. – масса растворенного вещества, г
mр-ля – масса растворителя, г
Иногда используют обозначение коэффициент растворимости kS.
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 o С:
Растворимость, г на 100 г H2O
Растворимость, г на 100 г H2O
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*
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 o С 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.
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:
mводы = mр-ра – mр.в. = 100 — 24 = 76 г
χ = mр.в./mр-ля⋅100 = 24/76⋅100 = 31,6 г вещества на 100 г воды.
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.
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?
растворимость
Оглавление
Различные определения
Хорошо известный CRC Handbook of Chemistry and Physics дает растворимость как массу веществ соединения (за исключением кристаллической воды гидратов), которое может быть растворено в 100 г воды.
Качественная растворимость
Полярность растворителей масштабируема: элюоптропный ряд.
Количественная растворимость
Растворимость и произведение растворимости
Растворимость вещества в растворителе не должна быть ограничена. Серную кислоту можно смешивать с водой в любых пропорциях.
Количественная растворимость, как и общая концентрация растворов, указывается в разных единицах (также дополняемых температурой):
Определение путем измерения электропроводности
Фридрих Кольрауш и Арнольд Ф. Холлеман разработали этот метод определения.
Температурная зависимость
Пример расчета концентрации насыщенного раствора соли
Расчет концентрации c для насыщенного раствора сульфата алюминия в воде при известном K L
Это означает, что каждый моль сульфата алюминия в растворе производит 2 моля алюминия и 3 моля сульфат-ионов. Также применимы следующие отношения:
c знак равно K Л. 2 2 ⋅ 3 3 5 <\ displaystyle c = <\ sqrt [<5>] <\ frac 
Словесная классификация согласно Европейской фармакопее
Европейская фармакопея определяет следующие условия, при 15 ° С до 25 ° C:
Растворимость газа газ i = концентрация насыщения i / парциальное давление i
Индекс i относится к газу в возможных смешанных растворах, таких как раствор газовой смеси «воздух» в воде.
Как правило, растворимость газов в жидкостях уменьшается с повышением температуры. Растворенные в воде твердые вещества также снижают растворимость газа. Вот почему, например, в морской воде растворяется меньше кислорода, чем в пресной.
Отклонение от пропорциональности между давлением газа и равновесной концентрацией заметно только при очень высоких давлениях (по сравнению с атмосферным давлением).
Раствор в твердых телах
В случае твердых тел метастабильные растворы встречаются значительно чаще, чем в случае жидкостей. Они возникают, в частности, когда растворимость в уже затвердевшей смеси снижается с понижением температуры и больше нет достаточной скорости диффузии.
Растворы, растворители и растворимость.
Растворы как лекарственная форма.
Растворы (на латинском «solution«) – жидкие лекарственные формы, получаемые путем растворения жидких, твердых и газообразных веществ в соответствующем растворителе, предназначенные для наружного, внутреннего, парентерального применения.
Растворы имеют огромное значение в природе, науке и технике. Отличие растворов от других смесей в том, что частицы составных частей распределяются в нем равномерно, и в любом микрообъеме такой смеси состав будет одинаков.
Физическая теория растворов:
Основоположенниками были Вант Гофф, Оствальд, Лррениус, которые считали, что процесс растворения является результатом диффузии (процесс взаимного перемешивания веществ).
Химическая теория растворов:
В противоположность физической теории растворов — Д.И. Менделеев доказывал, что растворение является результатом химического взаимодействия растворенного вещества с молекулами воды и что правильнее определять раствор как однородную систему, которая состоит из частиц растворенного вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия.
Современная физико-химическая теория растворов:
Ее предсказывал еще в 1906 г. Д. И. Менделеев, которую он описал в своем учебнике «Основы химии»: «Две указанные стороны растворения и гипотезы, до сих пор приложенные к рассмотрению растворов, хотя имеют отчасти различные исходные точки, но без всякого сомнения, по всей вероятности, приведут к общей теории растворов, потому что одни общие законы управляют как физическими, так и химическими явлениями».
Общие свойства растворов. Видео-фильм.
Растворители.
Растворители – это индивидуальные химические соединения или их смеси, способные растворять различные вещества и образовывать и ними однородные системы – растворы, состоящие из одного или нескольких компонентов.
Растворители подразделяются на неорганические (чаще водные) и органические (неводные).
Требования к растворителям:
— Хорошая растворяющая способность;
— Инертность к растворенному веществу и аппаратуре;
— Минимальная токсичность, огнеопасность;
— Микробная устойчивость;
— Растворитель должен получаться быстро и дешево, не иметь неприятного вкуса и запаха;
— Должен быть фармакологически индифферентным.
Растворимость.
Растворимость (определение растворимости) — способность вещества в смеси с одним или несколькими другими веществами образовывать растворы. Растворимость веществ различна. Существует таблица в Государственной Фармакопее характеризующая растворимость лекарственных веществ в зависимости от количества растворителя.
Количество растворителя, необходимое для растворения 1,0 вещества, мл
Очень легко растворим
Очень мало растворим
Растворимость зависит от:
— Температуры при которой происходит растворение (для большинства веществ растворимость при повышении температуры увеличивается, исключение составляет кальция глицерофосфат, его растворимость уменьшается при повышении температуры);
— Свойств растворителя (подобное растворяется в подобном);
— От предела растворимости. Каждое вещество имеет свой предел растворимости (ПР).
Предел растворимости – наибольшее количество лекарственного вещества, которое может раствориться в данном растворителе при данной температуре.
В зависимости от количества растворенного вещества растворы делятся на три группы:
1) Ненасыщенные – не достигнут предел растворимости;
2) Насыщенные – достигнут предел растворимости;
3) Перенасыщенные – предел растворимости превышен (данные растворы готовят при нагревании, но при охлаждении избыток вещества выпадает в осадок).
В медицинской практике используются в основном ненасыщенные растворы.
Процессы ускоряющие растворимость:
Некоторые вещества растворяются медленно, хотя в значительных количествах, с целью ускорения растворения таких веществ прибегают к следующим приемам:
1) Растворению при нагревании или использование горячего растворителя:
— горячий растворитель используется при приготовлении растворов сульфацила натрия, борной кислоты, растворов глюкозы в больших концентрациях, перманганата калия;
— масляные, глицериновые растворы готовят при нагревании;
— фурацилин растворяют при нагревании раствора на открытом огне.
2) Перед растворением вещества измельчают (кристаллогидраты — магния сульфат, натрия тетраборат, меди сульфат);
3) Перемешивание;
4) Вещества помещают в верхний слой растворителя (протаргол, йод).
Друзья Вы можете внести свою помощь в развитии сайта, достаточно всего лишь нажать «Мне нравится» и «Рассказать друзьям», а еще те, кто подпишется на обновления сайта, смогут первыми узнавать о выходе новых статей!
В завершении статьи смотрим захватывающий своей красотой эксперимент «Золотой дождь».
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Пределы растворимости определяют при постепенном добавлении известных количеств вещества к раствору с фиксированным составом до тех пор, пока не появятся первые следы помутнения или какие-либо другие признаки насыщения. [1]
Пределы растворимости для соединения CrsSi, определенные в работе [2], не согласуются с реакцией образования эвтектической смеси твердых растворов на основе Сг и соединения CrsSi; концентрация эвтектической точки 20 % ( ат. Приведенные на рис. 172 конгруэнтное плавление соединения Сг53) з и эвтектическая реакция образования смеси твердых растворов на основе CrsSi и Cr6Sis полностью гипотетичны, равновероятно и образование соединения Сг531з по перитектической реакции. Необходимо дальнейшее тщательное изучение системы Сг-Si металлографическим и термическим анализами. [2]
Пределы растворимости определяют при постепенном добавлении известных количеств вещества к раствору с фиксированным составом до тех пор, пока не появятся первые следы помутнения или какие-либо другие признаки насыщения. [4]
Пределы растворимости элементов ( кислорода, азота, углерода, водорода, хрома, титана, циркония, магния, теллура и др.), диффундирующих из формы в поверхностный слой отливки, определяются степенью переохлаждения жидкого металла. Известно, что при прочих равных условиях величина переохлаждения вблизи поверхности контакта с формой зависит от соотношения масс, температур и теплоемкости металла и формы. [5]
Ориентировочно пределы растворимости обоих главнейших типов и пределы гриссуляр-андрадитовой серии, по данным Буке 3, полученным на основании изучения всех известных в то время анализов, показаны на фиг. [6]
В правой части кривой пределы растворимости Fe2O3 в ферритной фазе опять характеризуются острым изломом кривой молярных магнитных моментов. Легко видеть ( см. табл. 17), что в то время как молярные моменты достаточно точно обнаруживают малое различие в растворимости при нагреве до 1050 С и 900 С, точки на кривой коэрцитивной силы слишком размазаны, чтобы заметить такое различие. Это, очевидно, обусловлено незначительным различием в скорости охлаждения или в характере дисперсионного твердения образцов. На молярные моменты эти различия действуют гораздо меньше. Любопытно, что рост кривой коэрцитивной силы при критических концентрациях значительно слабее после отжига при 1300 С, чем после нагревов до более низких температур; это показывает, что коэрцитивная сила может быть лишь качественным критерием. [9]
В работе [2] теоретически обсуждены пределы растворимости и расположение кривых ликвидуса и солидуса в Co-углу системы. I, рис. 304), неверно показана точка совпадения кривых ликвидуса и солидуса для чистого Со при 1445 С. Эта точка должна соответствовать 1495 С. [11]
При растворении кристаллических веществ можно легко определить пределы растворимости для каждого растворителя и для каждой температуры. Можно точно вычислить количество соли, которое выделится после испарения известного количества растворителя при последующем приведении раствора к заданной температуре. [15]
Растворимость лекарственных веществ
Растворимость — способность вещества в смеси с одним или несколькими другими веществами образовывать растворы. Растворимость веществ различна.
Растворимость зависит от:
Предел растворимости – наибольшее количество лекарственного вещества, которое может раствориться в данном растворителе при данной температуре.
В зависимости от количества растворенного вещества растворы делятся на три группы: 1) Ненасыщенные – не достигнут предел растворимости; 2) Насыщенные – достигнут предел растворимости; 3) Перенасыщенные – предел растворимости превышен (данные растворы готовят при нагревании, но при охлаждении избыток вещества выпадает в осадок).
Максимальная равновесная растворимость лекарственного вещества в исследуемой среде представляет огромный интерес для фармацевтики, так как она обуславливает скорость растворения вещества (скорость, с которой вещество растворяется из твердой фазы). Наибольшая растворимость наблюдается в отсутствие химических реакций.
В медицинской практике используются в основном ненасыщенные растворы.
Некоторые вещества растворяются медленно, хотя в значительных количествах, с целью ускорения растворения таких веществ прибегают к следующим приемам:
2) Перед растворением вещества измельчают (кристаллогидраты — магния сульфат, натрия тетраборат, меди сульфат);
4) Вещества помещают в верхний слой растворителя (протаргол, йод).
• Многие препараты представлены жидкими лекарственными формами, например, инфузионные жидкости, в которых вещества на определенный период должны сохраняться в растворе.
• В любом случае лекарственные вещества должны быть переведены в молекулярную дисперсную форму (если они в растворе), прежде чем абсорбироваться биологическими мембранами.
• Процесс растворения всегда будет предшествовать абсорбции, за исключением случая, когда препарат вводят в виде раствора. Но даже растворы могут осаждаться на содержимом желудка или в крови. Таким образом, осажденное лекарственное вещество должно раствориться снова, прежде чем быть абсорбированным.
• Препараты, плохо растворимые в воде (например, таксол), часто порождают проблемы, связанные с выбором лекарственной формы и повышением биодоступности.
Выражения растворимости:
1. Концентрация- масса растворенного вещества в единице объема
3. Моляльность- это число моль растворенного вещества в 1кг растворителя.
4. Миллиэквивалет-количество ионов в растворе. Термин эквивалентность или грамм эквивалент аналогичен моль и грамму молекулярной массы.
5. Мольная доля компонента в растворе –это число молей этого компонента, разделенное на общее количество молей, присутствующих в растворе.
Другие наименее специфические формы включают части к растворителю (например, миллионная часть, ppm).Британская фармакопея и другие химические и фармацевтические сборники часто используют эту форму, а также письменную, чтобы отнести растворимость к площади поверхности.
хорошо растворимо, плохо растворимо, мало растворимо, нерастворимо и т. п.
Водные растворители наиболее часто используются в фармации и, конечно, в биологических системах, таким образом эта глава относится главным образом к водным растворам и смешанным водным растворам, таким как этанол-вода. Раствор лекарственного вещества в безводной среде (например, масло) также рассматривается, так как неводные растворы и лекарственные формы, такие как эмульсии масло-в-воде, из-за необходимости понимать процессы транспорта лекарственных веществ через биологические и синтетические мембраны, образованные гидрофобными фазами.
Основной фактор пассивного трансмембранного транспорта — отношение растворимости вещества в водной среде и в липидном слое мембраны, количественное отношение сродства, называемое коэффициентом распределения веществ — главная тема конца этой главы.
Факторы растворимости:
· природа молекулы вещества
· ее кристаллическая форма в которой она существует
· форма, площадь поверхности
· температуры кипения, плавления
· предел растворимости (у каждого свой)
· примеси (вспомогательные вва:соли, суфрактанты, сорастворители и другие агенты,суфрактанты, гидротропы и циклодекстрины)
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.