ปัจจัยหลัก 6 ประการที่มีผลต่อความสามารถในการละลาย - เคมี

ปัจจัยหลักที่มีผลต่อความสามารถในการละลายได้แก่ ขั้วผลของไอออนทั่วไปอุณหภูมิความดันลักษณะของตัวถูกละลายและปัจจัยเชิงกล ความสามารถในการละลายคือความสามารถของสารเคมีที่เป็นของแข็งของเหลวหรือก๊าซ (เรียกว่าตัวถูกละลาย) ในการละลายในตัวทำละลาย (โดยปกติจะเป็นของเหลว) และสร้างสารละลาย

ความสามารถในการละลายของสารขึ้นอยู่กับตัวทำละลายที่ใช้เช่นเดียวกับอุณหภูมิและความดัน ความสามารถในการละลายของสารในตัวทำละลายเฉพาะวัดได้จากความเข้มข้นของสารละลายอิ่มตัว

สารละลายจะถือว่าอิ่มตัวเมื่อการเติมตัวถูกละลายเพิ่มเติมจะไม่เพิ่มความเข้มข้นของสารละลายอีกต่อไป

ระดับความสามารถในการละลายจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสารต่างๆตั้งแต่ที่ละลายได้ไม่ จำกัด (ละลายได้ทั้งหมด) เช่นเอทานอลในน้ำไปจนถึงละลายได้เล็กน้อยเช่นซิลเวอร์คลอไรด์ในน้ำ คำว่า "ไม่ละลายน้ำ" มักใช้กับสารประกอบที่ละลายน้ำได้ไม่ดี (Boundless, SF)

สารบางชนิดละลายได้ในทุกสัดส่วนด้วยตัวทำละลายที่กำหนดเช่นเอทานอลในน้ำคุณสมบัตินี้เรียกว่าความเข้ากันไม่ได้

ภายใต้เงื่อนไขต่างๆความสามารถในการละลายที่สมดุลสามารถเกินกว่าที่จะให้สารละลายอิ่มตัวที่เรียกว่า (Solubility, SF)

ปัจจัยหลักที่มีผลต่อความสามารถในการละลาย

1- ขั้ว

ในกรณีส่วนใหญ่ตัวถูกละลายจะละลายในตัวทำละลายที่มีขั้วคล้ายกัน นักเคมีใช้คำพังเพยที่เป็นที่นิยมเพื่ออธิบายลักษณะของตัวถูกละลายและตัวทำละลายนี้: "like dissolves like"

ตัวทำละลายที่ไม่มีขั้วไม่ละลายในตัวทำละลายที่มีขั้วและในทางกลับกัน (การให้ความรู้ทางออนไลน์, SF)

2- ผลกระทบของไอออนทั่วไป

ผลกระทบของไอออนทั่วไปเป็นคำที่อธิบายถึงการลดลงของความสามารถในการละลายของสารประกอบไอออนิกเมื่อเกลือที่มีไอออนที่มีอยู่แล้วในสมดุลทางเคมีถูกเพิ่มเข้าไปในส่วนผสม

ผลกระทบนี้อธิบายได้ดีที่สุดโดยหลักการของ Le Châtelier ลองนึกภาพว่าแคลเซียมซัลเฟตสารประกอบไอออนิกที่ละลายน้ำได้เล็กน้อย CaSO ₄ถูกเติมลงในน้ำหรือไม่ สมการไอออนิกสุทธิสำหรับความสมดุลทางเคมีที่ได้มีดังนี้:

CaSO4 (s) ⇌Ca2 + (aq) + SO42− (aq)

แคลเซียมซัลเฟตละลายน้ำได้เล็กน้อย ที่สภาวะสมดุลแคลเซียมและซัลเฟตส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของแข็งของแคลเซียมซัลเฟต

สมมติว่ามีการเติมคอปเปอร์ซัลเฟตสารประกอบไอออนิกที่ละลายน้ำได้ (CuSO ₄ ) ลงในสารละลาย คอปเปอร์ซัลเฟตละลายน้ำได้ ดังนั้นผลกระทบที่สำคัญเพียงอย่างเดียวต่อสมการไอออนิกสุทธิคือการเพิ่มไอออนซัลเฟตมากขึ้น (SO ₄^2- )

CuSO4 (s) ⇌Cu2 + (aq) + SO42− (aq)

ไอออนซัลเฟตที่แยกตัวออกจากคอปเปอร์ซัลเฟตมีอยู่แล้ว (โดยทั่วไป) ในส่วนผสมจากการแยกตัวของแคลเซียมซัลเฟตเล็กน้อย

ดังนั้นการเติมซัลเฟตไอออนนี้จึงเน้นถึงสมดุลที่กำหนดไว้ก่อนหน้านี้

หลักการของ Le Chatelier กำหนดว่าความเครียดที่เพิ่มขึ้นในด้านนี้ของผลิตภัณฑ์สมดุลส่งผลให้สมดุลเปลี่ยนไปทางด้านของสารตั้งต้นเพื่อบรรเทาความเครียดใหม่นี้

เนื่องจากการเปลี่ยนไปทางด้านของสารตั้งต้นความสามารถในการละลายของแคลเซียมซัลเฟตที่ละลายน้ำได้เล็กน้อยจึงลดลงอีก (Erica Tran, 2016)

3- อุณหภูมิ

อุณหภูมิมีผลโดยตรงต่อการละลาย สำหรับของแข็งไอออนิกส่วนใหญ่การเพิ่มอุณหภูมิจะเพิ่มความเร็วในการแก้ปัญหา

เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นอนุภาคของแข็งจะเคลื่อนที่เร็วขึ้นซึ่งจะเพิ่มโอกาสที่พวกมันจะโต้ตอบกับอนุภาคของตัวทำละลายมากขึ้น ซึ่งส่งผลให้อัตราการผลิตสารละลายเพิ่มขึ้น

อุณหภูมิยังสามารถเพิ่มปริมาณตัวถูกละลายที่ละลายได้ในตัวทำละลาย โดยทั่วไปเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นอนุภาคของตัวถูกละลายจะละลายมากขึ้น

ตัวอย่างเช่นการเติมน้ำตาลทรายลงในน้ำเป็นวิธีง่ายๆในการแก้ปัญหา เมื่อสารละลายนั้นได้รับความร้อนและเติมน้ำตาลจะพบว่าสามารถเติมน้ำตาลจำนวนมากได้เมื่ออุณหภูมิยังคงเพิ่มขึ้น

เหตุผลก็คือเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นแรงระหว่างโมเลกุลสามารถแตกตัวได้ง่ายขึ้นทำให้อนุภาคของตัวถูกละลายถูกดึงดูดเข้ากับอนุภาคของตัวทำละลายมากขึ้น

อย่างไรก็ตามมีตัวอย่างอื่น ๆ ที่การเพิ่มอุณหภูมิมีผลน้อยมากต่อปริมาณตัวถูกละลายที่สามารถละลายได้

เกลือแกงเป็นตัวอย่างที่ดี: คุณสามารถละลายเกลือแกงในน้ำเย็นในปริมาณเท่า ๆ กันได้ในน้ำเดือด

สำหรับก๊าซทั้งหมดเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นความสามารถในการละลายจะลดลง ทฤษฎีโมเลกุลจลน์สามารถใช้อธิบายปรากฏการณ์นี้ได้

เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นโมเลกุลของก๊าซจะเคลื่อนที่เร็วขึ้นและสามารถหนีออกจากของเหลวได้ ความสามารถในการละลายของก๊าซจึงลดลง

รูปที่ 1: กราฟความสามารถในการละลายเทียบกับอุณหภูมิ

เมื่อดูกราฟด้านล่างก๊าซแอมโมเนีย NH3 แสดงการละลายที่ลดลงอย่างมากเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นในขณะที่ของแข็งไอออนิกทั้งหมดแสดงความสามารถในการละลายเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น (CK-12 Foundation, SF) .

4- ความดัน

ปัจจัยที่สองความดันมีผลต่อความสามารถในการละลายของก๊าซในของเหลว แต่ไม่เคยเป็นของแข็งที่ละลายในของเหลว

เมื่อความดันถูกนำไปใช้กับก๊าซที่อยู่เหนือพื้นผิวของตัวทำละลายก๊าซจะเคลื่อนที่เข้าไปในตัวทำละลายและครอบครองช่องว่างบางส่วนระหว่างอนุภาคของตัวทำละลาย

ตัวอย่างที่ดีคือโซดาอัดลม แรงดันถูกนำไปใช้เพื่อบังคับให้โมเลกุลของ CO2 เข้าสู่โซดา ตรงข้ามก็เช่นกัน เมื่อความดันของก๊าซลดลงความสามารถในการละลายของก๊าซนั้นก็จะลดลงด้วย

เมื่อคุณเปิดกระป๋องโซดาความดันในโซดาจะลดลงดังนั้นก๊าซจึงเริ่มออกมาทันที

คาร์บอนไดออกไซด์ที่เก็บอยู่ในโซดาจะถูกปล่อยออกมาและคุณจะเห็นฟองฟู่บนพื้นผิวของของเหลว หากคุณเปิดกระป๋องโซดาทิ้งไว้เป็นระยะเวลาหนึ่งคุณอาจสังเกตเห็นว่าเครื่องดื่มแบนเนื่องจากการสูญเสียก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

ปัจจัยความดันก๊าซนี้แสดงไว้ในกฎของเฮนรี กฎของเฮนรี่ระบุว่าที่อุณหภูมิหนึ่งความสามารถในการละลายของก๊าซในของเหลวเป็นสัดส่วนกับความดันบางส่วนของก๊าซที่อยู่เหนือของเหลว

ตัวอย่างของกฎของ Henry เกิดขึ้นในการดำน้ำ เมื่อคนดำลงไปในน้ำลึกความดันจะเพิ่มขึ้นและก๊าซต่างๆจะละลายในเลือดมากขึ้น

ในขณะที่ขึ้นจากการดำน้ำลึกนักดำน้ำจำเป็นต้องกลับขึ้นสู่ผิวน้ำด้วยความเร็วที่ช้ามากเพื่อให้ก๊าซที่ละลายแล้วทั้งหมดออกจากเลือดได้ช้ามาก

ถ้าคนขึ้นเร็วเกินไปอาจเกิดเหตุฉุกเฉินทางการแพทย์ได้เนื่องจากก๊าซออกจากเลือดเร็วเกินไป (Papapodcasts, 2010)

5- ลักษณะของตัวถูกละลาย

ลักษณะของตัวถูกละลายและตัวทำละลายและการปรากฏตัวของสารเคมีอื่น ๆ ในสารละลายมีผลต่อความสามารถในการละลาย

ตัวอย่างเช่นน้ำตาลสามารถละลายในน้ำได้มากกว่าเกลือในน้ำ ในกรณีนี้น้ำตาลถูกกล่าวว่าละลายน้ำได้มากขึ้น

เอทานอลในน้ำละลายน้ำได้อย่างสมบูรณ์ ในกรณีนี้ตัวทำละลายจะเป็นสารประกอบที่พบในปริมาณที่มากขึ้น

ขนาดของตัวถูกละลายก็เป็นปัจจัยสำคัญเช่นกัน ยิ่งโมเลกุลของตัวถูกละลายมีขนาดใหญ่น้ำหนักและขนาดโมเลกุลก็จะยิ่งมากขึ้น โมเลกุลของตัวทำละลายจะล้อมรอบโมเลกุลขนาดใหญ่ได้ยากกว่า

หากไม่รวมปัจจัยที่กล่าวมาข้างต้นทั้งหมดจะพบกฎทั่วไปที่อนุภาคขนาดใหญ่มักละลายน้ำได้น้อย

ถ้าความดันและอุณหภูมิเท่ากันระหว่างตัวถูกละลายสองตัวที่มีขั้วเดียวกันตัวที่มีอนุภาคเล็กกว่ามักจะละลายได้มากกว่า (ปัจจัยที่มีผลต่อความสามารถในการละลาย, SF)

6- ปัจจัยทางกล

ในทางตรงกันข้ามกับอัตราการละลายซึ่งขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเป็นหลักอัตราการตกผลึกซ้ำขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของตัวถูกละลายที่พื้นผิวของตาข่ายคริสตัลซึ่งเป็นที่นิยมเมื่อสารละลายไม่เคลื่อนที่

ดังนั้นการกวนสารละลายจะป้องกันการสะสมนี้ทำให้เกิดการละลายสูงสุด (ความอิ่มตัว, 2014).

อ้างอิง

(SF) การละลาย กู้คืนจาก boundles.com.
มูลนิธิ CK-12 (SF) ปัจจัยที่มีผลต่อการละลาย กู้คืนจาก ck12.org.
การให้ความรู้ทางออนไลน์ (SF) ปัจจัยที่มีผลต่อความสามารถในการละลาย กู้คืนจาก solubilityofthings.com.
Erica Tran, DL (2016, 28 พฤศจิกายน). ความสามารถในการละลายและปัจจัยที่มีผลต่อการละลาย กู้คืนจาก chem.libretexts.org.
ปัจจัยที่มีผลต่อการละลาย (SF) กู้คืนจาก sciencesource.pearsoncanada.ca.
(2553, 1 มีนาคม). ปัจจัยที่มีผลต่อการละลายตอนที่ 4. กู้คืนจาก youtube.com
การละลาย (SF) กู้คืนจาก chemed.chem.purdue.ed.
ความอิ่มตัว (2557 26 มิถุนายน). กู้คืนจากเคมี libretex.org.

ปัจจัยหลัก 6 ประการที่มีผลต่อความสามารถในการละลาย - เคมี - 2025