Διάγραμμα κανόνων διαλυτότητας και συμβουλές απομνημόνευσης
Οι κανόνες διαλυτότητας στη χημεία είναι ένα σύνολο οδηγιών για τον εντοπισμό ανόργανων ενώσεων που είναι διαλυτές στο νερό κοντά σε θερμοκρασία δωματίου.
Τι είναι η διαλυτότητα
Διαλυτότητα είναι πόσο εύκολα διαλύεται μια ουσία σε έναν διαλύτη για να σχηματίσει ένα διάλυμα. Η διαλυτική ουσία είναι η διαλυμένη ουσία. Η χημική ουσία στην οποία διαλύεται ονομάζεται διαλύτης.
Ένα διαλυτό χημικό διαλύεται ελεύθερα σε διαλύτη σε οποιαδήποτε αναλογία. Για παράδειγμα, η αιθανόλη είναι διαλυτή στο νερό. Σε αδιάλυτο Η χημική ουσία δεν διαλύεται στον διαλύτη. Όμως, η διαλυτότητα δεν είναι μια διαδικασία όλα ή τίποτα. Πολλές χημικές ουσίες είναι ελαφρώς διαλυτές, που σημαίνει ότι δεν διαλύονται πλήρως, αλλά διασπώνται εν μέρει στα ιόντα τους. Πολλές «αδιάλυτες» χημικές ουσίες εξακολουθούν να είναι πολύ ελαφρώς διαλυτές σε έναν διαλύτη, επομένως ένα μικρό κλάσμα της ουσίας διαλύεται.
Τι είναι οι κανόνες διαλυτότητας;
Οι κανόνες διαλυτότητας είναι ένα σύνολο κατευθυντήριων γραμμών που προβλέπουν τη διαλυτότητα ανόργανων ενώσεων στο νερό σε θερμοκρασία δωματίου ή κοντά σε αυτήν. Οι διαλυτές ενώσεις σχηματίζουν υδατικά διαλύματα.
| Διαλυτές ενώσεις | Εξαιρέσεις (είναι αδιάλυτες) |
| Ενώσεις αλκαλιμετάλλων (Li, Na, K, Rb, Cs) | |
| ενώσεις ιόντων αμμωνίου (NH4 ) | |
| Νιτρικά (NO3 ), διττανθρακικά (HCO3 ), χλωρικά (ClO3 ) | |
| Οξεικά (C2 H3 O2 ) | |
| Αλογονίδια (Cl, Br, I) | Αλογονίδια Ag, Hg, Pb (εκτός από AgF, που είναι διαλυτό) |
| Θεϊκά άλατα (SO4 ) | Θεϊκά άλατα Ag, Ca, Sr, Ba, Hg, Pb |
| Αδιάλυτες ενώσεις | Εξαιρέσεις (είναι διαλυτές) |
| Ανθρακικά (CO3 ), φωσφορικά άλατα (PO4 ), χρωμικά (CrO4 ) | Ενώσεις αλκαλιμετάλλων (Li, Na, K) και εκείνες που περιέχουν το ιόν αμμωνίου (NH4 ) |
| Υδροξείδια (OH), σουλφίδια (S) | Ενώσεις αλκαλιμετάλλων και εκείνες που περιέχουν Ca, Sr, Ba |
Διάγραμμα διαλυτότητας
Εδώ είναι ένα διάγραμμα διαλυτότητας που μπορείτε να κατεβάσετε ή να εκτυπώσετε. Είτε κάντε δεξί κλικ και αποθηκεύστε την εικόνα ή κατεβάστε το αρχείο PDF.
Πώς να απομνημονεύσετε κανόνες διαλυτότητας
Ο ευκολότερος τρόπος απομνημόνευσης κανόνων διαλυτότητας είναι η χρήση μνημονικών συσκευών. Τέσσερα μνημονικά που καλύπτουν τις περισσότερες ενώσεις είναι τα NAG, SAG, PMS και Castro Bear. Το NAG και το SAG είναι πάντα διαλυτά, με το PMS και το Castro Bear να αποτελούν τις εξαιρέσεις.
NAG
- Όχι itrates (ΟΧΙ3 )
- Α οξικά (C2 H3 O2 )
- G ρόπα 1 (τα αλκαλικά μέταλλα:Li, Na, K, κ.λπ.)
SAG
- S ουλφικά (SO4 )
- Α μμωνίου (NH4 )
- G roup 17 (τα αλογόνα:F, Cl, Br, κ.λπ.)
PMS
Οι εξαιρέσεις είναι συγκεκριμένες μεταλλικές ενώσεις.
- Π :Pb, μόλυβδος
- Μ :Ερμής, Hg
- S :Ασήμι, Αγ
Άρκτος Κάστρο
Λέγοντας «αρκουδάκι κάστρο» διευκολύνεται η διάκριση μεταξύ αυτών των μετάλλων και άλλων με παρόμοια ονόματα και σύμβολα.
- Ασβέστιο (Ca)
- Στρόντιο (Sr)
- Βάριο (Ba)
Παράγοντες που επηρεάζουν τη διαλυτότητα
Διάφοροι παράγοντες επηρεάζουν τη διαλυτότητα:
- Θερμοκρασία :Εάν η αντίδραση διάλυσης είναι ενδόθερμη, η διαλυτότητα τείνει να αυξάνεται με τη θερμοκρασία. Εάν η διάλυση είναι εξώθερμη, η διαλυτότητα τείνει να μειώνεται καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία. Η διάλυση των περισσότερων στερεών και υγρών είναι ενδόθερμη, επομένως συνήθως η διαλυτότητα αυξάνεται με τη θερμοκρασία. Η διαλυτότητα των οργανικών ενώσεων σχεδόν πάντα αυξάνεται με τη θερμοκρασία (εξαίρεση αποτελεί η κυκλοδεξτρίνη). Η συμπεριφορά του αερίου είναι πιο περίπλοκη και πιο δύσκολο να προβλεφθεί.
- Φάση :Η διαλυτότητα εξαρτάται από τη φάση. Για παράδειγμα, η διαλυτότητα του αραγωνίτη διαφέρει από αυτή του ασβεστίτη, παρόλο που και οι δύο είναι μορφές ανθρακικού ασβεστίου (CaCO3 ).
- Παρουσία άλλων ειδών :Άλλα είδη σε ένα διάλυμα επηρεάζουν τη διαλυτότητα. Οι παράγοντες περιλαμβάνουν συνδέτες, κοινά ιόντα και ιοντική ισχύ του διαλύματος.
- Πίεση :Η πίεση παίζει μικρό ρόλο στη διαλυτότητα των στερεών και των υγρών. Αν και συνήθως αγνοείται στις περισσότερες εφαρμογές, είναι σημαντικό στη χημεία του πετρελαίου, όπου εμφανίζεται ρύπανση με θειικό ασβέστιο στις πετρελαιοπηγές. Η διαλυτότητα του θειικού ασβεστίου μειώνεται με τη μείωση της πίεσης.
- Σχήμα και μέγεθος σωματιδίων :Η αύξηση της επιφάνειας τείνει να αυξάνει τη διαλυτότητα, ιδιαίτερα πλησιάζοντας τον κορεσμό. Έτσι, μια λεπτή σκόνη είναι πιο διαλυτή από ένα μόνο κομμάτι. Το αν μια ουσία είναι κρυσταλλική ή άμορφη έχει σημασία. Συνήθως, η αύξηση της σειράς μειώνει τη διαλυτότητα.
- Πολικότητα :"Όπως διαλύει όπως" σημαίνει ότι οι πολικοί διαλύτες διαλύουν πολικές ενώσεις, ενώ οι μη πολικοί διαλύτες διαλύουν τις μη πολικές ενώσεις.
Πώς να χρησιμοποιήσετε τους κανόνες διαλυτότητας
Οι κανόνες διαλυτότητας έχουν πολλαπλές χρήσεις, συμπεριλαμβανομένης της πρόβλεψης εάν μια χημική ουσία θα διαλυθεί, της πρόβλεψης του σχηματισμού ιζήματος και του καθαρισμού δειγμάτων. Για να χρησιμοποιήσετε τους κανόνες διαλυτότητας, ελέγξτε το ανιόν (το αρνητικό μέρος του ιόντος) και δείτε αν είναι διαλυτό ή αδιάλυτο. Δώστε προσοχή στις εξαιρέσεις στους κανόνες.
Για παράδειγμα, προβλέψτε εάν FeCO3 είναι διαλυτό.
Από τους κανόνες διαλυτότητας, τα ανθρακικά (ενώσεις που περιέχουν CO3 ) τείνουν να είναι αδιάλυτες. Έτσι, FeCO3 πιθανόν να μην είναι διαλυτό. Ως προϊόν μιας αντίδρασης, σχηματίζει ένα ίζημα.
Για παράδειγμα, προβλέψτε εάν σχηματίζεται ίζημα από αυτήν την αντίδραση:
2AgNO3 + Na2 S → Ag2 S + 2NaNO3
Σχηματίζεται ίζημα εάν είτε Ag2 S ή NaNO3 είναι αδιάλυτο. Από τους κανόνες διαλυτότητας, τα σουλφίδια τείνουν να είναι αδιάλυτα, οπότε Ag2 Το S πιθανότατα σχηματίζει ίζημα. NaNO3 είναι διαλυτό και δεν σχηματίζει ίζημα γιατί τα περισσότερα νιτρικά είναι διαλυτά. Από τον Αγ2 Το S σχηματίζει ένα ίζημα, ένα σχηματίζεται σε αυτήν την αντίδραση.
Οι κανόνες διαλυτότητας δεν προβλέπουν τη συμπεριφορά υπό όλες τις συνθήκες. Για παράδειγμα, δεν λειτουργούν απαραίτητα με οργανικές ενώσεις ή σε εξαιρετικά υψηλές ή χαμηλές θερμοκρασίες. Οι κανόνες ισχύουν καλύτερα για καθαρά διαλύματα μιας μεμονωμένης ένωσης στο νερό, επομένως η πραγματική συμπεριφορά μπορεί να αποκλίνει από την προβλεπόμενη συμπεριφορά στα μείγματα. Ενώ ονομάζονται «κανόνες», είναι πραγματικά «κατευθυντήριες γραμμές».
Αναφορές
- Hefter, G. T.; Tomkins, R. P. T (επιμ.) (2003). Ο Πειραματικός Προσδιορισμός Διαλυτοτήτων . Wiley-Blackwell. ISBN 978-0-471-49708-0.
- IUPAC (1997). "Διαλυτότητα". Σύνοψη Χημικής Ορολογίας (το «Χρυσό Βιβλίο») (2η έκδ.). Επιστημονικές Εκδόσεις Blackwell. doi:10.1351/goldbook.S05740
- Jain, N.; Yalkowsky, S. H. (2001). «Εκτίμηση της υδατικής διαλυτότητας Ι:εφαρμογή σε οργανικούς μη ηλεκτρολύτες». Journal of Pharmaceutical Sciences . 90 (2):234–252. doi:10.1002/1520-6017(200102)90:2<234::aid-jps14>3.0.co;2-v
- Petrucci, Ralph H.; et al. (2011). Γενική Χημεία:Αρχές και Σύγχρονες Εφαρμογές (10η έκδ.). Upper Saddle River, New Jersey:Pearson Education. ISBN:978-0132064521.
- Ran, Y.; N. Jain; S. H. Yalkowsky (2001). «Πρόβλεψη Υδατικής Διαλυτότητας Οργανικών Ενώσεων με τη Γενική Εξίσωση Διαλυτότητας (GSE)». Journal of Chemical Information and Modeling . 41 (5):1208–1217. doi:10.1021/ci010287z
