Wykresy krzywych rozpuszczalności

Jak wyjaśniono w tekście Nasycenie rozwiązań, roztwory chemiczne powstają przez rozpuszczenie a solute na rozpuszczalnik. Każde rozwiązanie ma współczynnik rozpuszczalności specyficzna, która jest maksymalną ilością substancji rozpuszczonej rozpuszczalnej w danej ilości rozpuszczalnika w danym temperatura.

Budowa wykresu z krzywą rozpuszczalności

Na przykład współczynnik rozpuszczalności KNO₃ wynosi 31,2 g w 100 g wody w 20°C. Jeśli rozpuścimy dokładnie taką ilość azotanu potasu w 100 g wody o temperaturze 20°C, to roztwór nasycony. Każda dodatkowa ilość tej soli wytrąca się (tworzy dno pojemnika).

Ilustracja roztworu nasyconego i roztworu nasyconego z ciałem tła.

Jednak współczynnik rozpuszczalności zmienia się wraz z temperaturą. Jeśli więc podgrzejemy ten nasycony roztwór dolnym korpusem KNO₃, osad będzie stopniowo rozpuszczał się w wodzie. Zobacz poniżej wartości współczynników rozpuszczalności KNO₃ w 100 g wody w różnych temperaturach:

Zauważ, że rozpuszczalność tej soli w wodzie wzrasta wraz ze wzrostem temperatury. W przypadku większości substancji tak też jest. Jeśli umieścimy te wartości w a

graficzny, będziemy mieli co następuje:

to jest wezwanie krzywa rozpuszczalności KNO₃. Mówimy, że rośnie, ponieważ rośnie wraz ze wzrostem temperatury.

Charakterystyka krzywych rozpuszczalności substancji rozpuszczonych na wykresie

Każda substancja ma swoje krzywa rozpuszczalności dla danego rozpuszczalnika. Niektóre z tych substancji mają zmniejszoną rozpuszczalność wraz ze wzrostem temperatury, jak w przypadku CaCrO₄, które mają krzywa rozpuszczalności zniżkowy. Oznacza to, że jeśli podgrzejemy nasycony roztwór tej soli, część rozpuszczonej soli wytrąci się.

Jeśli chodzi o inne substancje, wzrost temperatury nie zakłóca tak bardzo rozpuszczalności, jak ma to miejsce w przypadku roztworu soli kuchennej (NaCl). W temperaturze 20°C współczynnik rozpuszczalności NaCl wynosi 36 g w 100 g wody, ale jeśli zwiększymy temperaturę do 100°C, ta rozpuszczalność wzrośnie tylko do 39,8 g, co jest bardzo małym wzrostem.

Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)

Są też substancje, w których rozpuszczalność wzrasta tylko do pewnego punktu wzrostu temperatury, ponieważ potem rozpuszczalność maleje. Dzieje się tak np. z substancjami uwodnionymi, które po podgrzaniu osiągają czas odwodnienia. Dlatego wraz ze zmianą składu zmienia się również jego zmienność rozpuszczalności wraz z temperaturą. To zjawisko można zaobserwować na wykresie poprzez przegięcia krzywej rozpuszczalności.

Poniżej przedstawiamy wykres z krzywymi rozpuszczalności różnych substancji:

Krzywe rozpuszczalności różnych soli

Dzięki tego typu wykresom możemy porównać rozpuszczalność różnych soli w tym samym rozpuszczalniku i w tych samych temperaturach.

Klasyfikacja rozwiązania za pomocą wykresu z krzywą rozpuszczalności

W krzywe rozpuszczalności pomagają również określić nasycenie roztworów, to znaczy, czy są one nienasycone, nasycone, nasycone w tle lub przesycone. Zobacz przykład:

​

Zobacz jakie rodzaje rozwiązań wskazują punkty A, B i C:

• O: Nasycony dolnym korpusem. W punkcie A, 30 g substancji rozpuszczonej rozpuszcza się w 100 g wody w 20°C. Krzywa pokazuje, że w tym momencie współczynnik rozpuszczalności wynosi około 15 g/100 g wody. W ten sposób, gdy ilość substancji rozpuszczonej jest większa, otrzymuje się nasycony roztwór z dolnym korpusem.

• B: nasycony. Punkt B znajduje się dokładnie na krzywej rozpuszczalności, co wskazuje, że roztwór jest nasycony, ponieważ 30 g substancji rozpuszczonej jest rozpuszczone w 100 g wody o temperaturze 40°C. To jest zatem dokładnie współczynnik rozpuszczalności tej substancji rozpuszczonej w tej temperaturze.

• C: Nienasycone. Jest 30 g substancji rozpuszczonej rozpuszczonej w 100 g wody o temperaturze 60°C. Krzywa pokazuje, że w tym momencie współczynnik rozpuszczalności jest większy niż 50 g/100 g wody. Tak więc, ponieważ ilość rozpuszczonej substancji jest mniejsza niż współczynnik rozpuszczalności, istnieje roztwór nienasycony.

Możemy zatem stwierdzić, że:

• Punkty nad krzywą: nasycone roztwory z ciałem tła;

• Punkty na krzywej: roztwory nasycone;

• Punkty pod krzywą: roztwory nienasycone.

Jennifer Fogaça
Absolwent chemii

Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Popatrz:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. „Wykresy krzywych rozpuszczalności”; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/graficos-das-curvas-solubilidade.htm. Dostęp 28 czerwca 2021 r.