Et af de første videnskabelige eksperimenter, jeg husker, var at tilføje salt til en kop vand og vente spændt på, at det skulle opløses. Selvom jeg var spændt på at se saltet tilsyneladende forsvinde, forstod jeg bestemt ikke de indviklede opløseligheder. Heldigvis følger opløselighed en liste over regler, der hjælper os med at bestemme, hvor opløseligt et stof er, som hvor sandsynligt det er, at saltet opløses i det vand (smygkig - det er meget sandsynligt). Vi vil gennemgå, hvad opløselighed er, hvordan det virker, og den komplette liste over opløselighedsregler for at hjælpe dig med at bestemme opløseligheden af ​​stoffer.

Hvad er opløselighed?

Opløselighed er et stofs evne til at blive opløst . Stoffet, der er opløst, kaldes et opløst stof, og stoffet, det opløses i, kaldes et opløsningsmiddel. Det resulterende stof kaldes en opløsning. Generelt er det opløste stof et fast stof, og opløsningsmidlet er en væske, såsom vores salt i vand-eksempel ovenfor. Opløste stoffer kan dog være i enhver tilstand: gas, væske eller fast stof. For eksempel er en kulsyreholdig drik en opløsning, hvor det opløste stof er en gas, og opløsningsmidlet er en væske.

Et opløst stof betragtes som uopløseligt, når det ikke er i stand til at opløses i et forhold større end 10000:1. Mens mange forbindelser er delvist eller for det meste uopløselige, der er intet stof, der er fuldstændig uopløseligt i vand , hvilket betyder, at det slet ikke kan opløses. Du vil se i opløselighedsreglerne, at mange forbindelser, der er mærket som uopløselige, har undtagelser, såsom carbonater. Det er til dels derfor, det er vigtigt at følge opløselighedsreglerne nøje.

hvordan man konverterer streng til char

Når du arbejder på kemiske ligninger eller bygger en hypotese, er opløselighedsregler nyttige til at forudsige sluttilstandene for de involverede stoffer. Du vil være i stand til præcist at forudsige, hvilke kombinationer der vil føre til hvilke resultater.

Opløselighedsreglerne gælder kun for ioniske faste stoffers evne til at opløses i vand. Mens vi kan beregne opløseligheden ved at måle hvert stof og følge en ligning, giver opløselighedsreglerne os mulighed for at bestemme opløseligheden af ​​et stof, før du forsøger at skabe det.

Opløselighedsregler

Det er meget vigtigt, at reglerne på denne liste følges i rækkefølge, for hvis en regel synes at være i modstrid med en anden regel, reglen, der kommer først, er den, du følger . Stoffer på denne liste er givet ved deres grundstofnavne. Ved at henvise til det periodiske system nedenfor vil det hjælpe dig med at arbejde gennem grundstofnavnene og -grupperne.

1. Salte, der indeholder gruppe I-elementer (Li+, Na+, K+, Cs+, Rb+) er opløselige. Der er få undtagelser fra denne regel. Salte indeholdende ammoniumionen (NH4+) er også opløselige.

2. Salte indeholdende nitration (NO3-) er generelt opløselige.

3. Salte indeholdende Cl -, Br - eller I - er generelt opløselige. Vigtige undtagelser fra denne regel er halogenidsalte af Ag+, Pb2+ og (Hg2)2+. Således er AgCl, PbBr2 og Hg2Cl2 uopløselige.

4. De fleste sølvsalte er uopløselige. AgNO3 og Ag(C2H3O2) er almindelige opløselige salte af sølv; stort set alle andre er uopløselige.

5. De fleste sulfatsalte er opløselige. Vigtige undtagelser fra denne regel omfatter CaSO4, BaSO4, PbSO4, Ag2SO4 og SrSO4.

6. De fleste hydroxidsalte er kun lidt opløselige. Hydroxidsalte af gruppe I-elementer er opløselige. Hydroxidsalte af gruppe II-elementer (Ca, Sr og Ba) er let opløselige. Hydroxidsalte af overgangsmetaller og Al3+ er uopløselige. Fe(OH)3, Al(OH)3, Co(OH)2 er således ikke opløselige.

7. De fleste sulfider af overgangsmetaller er meget uopløselige, herunder CdS, FeS, ZnS og Ag2S. Arsen, antimon, bismuth og blysulfider er også uopløselige.

8. Karbonater er ofte uopløselige. Gruppe II-carbonater (CaCO3, SrCO3 og BaCO3) er uopløselige, ligesom FeCO3 og PbCO3.

9. Kromater er ofte uopløselige. Eksempler inkluderer PbCrO4 og BaCrO4.

10. Fosfater såsom Ca3(PO4)2 og Ag3PO4 er ofte uopløselige.

    npm cache ryddes

11. Fluorider såsom BaF2, MgF2 og PbF2 er ofte uopløselige.

Eksempel på spørgsmål

1. Vælg de forbindelser, der er altid opløseligt i vand

en. BaSO4

b. HG2 I2

c. Ved OL

d. Na2SO3

i. Ag ClO3

f. Cr Cl3

g. Fe PO4

2. Mærk hver af følgende som opløselig eller uopløselige

a. Li OH

b. Hg SO4

c. Pb Br2

d. Rb2 S

e. I I2

f. H3 AsO4

g. Heller ikke Cro4

3. Hvilket (hvis nogen) sølv er opløseligt: ​​Sølvklorid AgCl , sølvfosfat, Ag3 PO4 eller sølvfluorid, AgF ?

Svar

1. Vælg de forbindelser, der er altid opløseligt i vand (fed er korrekt)

en. BaSO4 (se regel 5)

b. HG2I2 (se regel 3)

bunke sortering

c. Det OH (se regel 1)

d. Na2SO3 (se regel 1)

det er . Ved ClO3 (se regel 3)

f. Cr Cl3 (se regel 3)

g. Fe PO4 (se regel 6)

Bemærk: Bogstav e er et eksempel på at bruge rækkefølgen af ​​reglerne til at bestemme opløselighed. Regel 4 siger, at sølv (Ag) ofte er uopløseligt, men regel 3 siger, at chlorater (Cl) er opløselige. Da Ag ClO3 er et sølvklorat, og regel 3 kommer før regel 4, erstatter den den. Denne forbindelse er opløselig.

2. Mærk hver af følgende som opløselig eller uopløselig

a. Li OH opløselig - Regel 1

b. Fe(OH)2 uopløselige - Regel 7

c. Pb Br2 uopløselige – regel 2

er. Rb2 SO3 opløselig - Regel 1

e. I I2 opløselig – regel 3

f. H3 AsO4 uopløselige - Regel 10

g. Heller ikke CRo4 uopløselige - Regel 8

3. Hvilket (hvis nogen) sølv er opløseligt: ​​Sølvklorid AgCl, sølvfosfat, Ag3 PO4 eller sølvfluorid, AgF ?

Intet af ovenstående sølv er opløseligt. I regel #4 står der, at sølvsalte (Ag) er
uopløseligt, med sølvnitrat, AgNO3, som en undtagelse.

Hvordan opløselighed virker

Som vi ser af vores opløselighedsregler, er nogle stoffer meget opløselige, mens nogle er uopløselige eller har lav opløselighed. Lad os tage et kig på, hvordan opløselighed virker for bedre at forstå opløselighedsreglerne.

Faktorer, der påvirker opløselighed

Hvorvidt et stof er opløseligt, og i hvilken grad, afhænger af en række forskellige faktorer. Opløste stoffer vil typisk opløses bedst i opløsningsmidler, der har de fleste molekylære ligheder. Polaritet er en vigtig faktor i et stofs opløselighed. Molekyler, hvor den ene ende er negativt ladet, og den anden er positivt ladet, betragtes som polære, hvilket betyder, at de har elektriske poler. Hvis et molekyle ikke har denne ioniske sammensætning, betragtes det som ikke-polært.

Generelt er opløste stoffer opløselige i opløsningsmidler, der ligner dem mest molekylært. Polære opløste stoffer vil opløses bedre i polære opløsningsmidler, og ikke-polære opløste stoffer vil opløses bedre i ikke-polære opløsningsmidler. For eksempel er sukker et polært opløst stof, og absorberes meget godt i vand. Imidlertid ville sukker have en lav opløselighed i en ikke-polær væske som vegetabilsk olie. Generelt vil opløste stoffer også være mere opløselige, hvis molekylerne i det opløste stof er mindre end dem i opløsningsmidlet.

Andre faktorer, der påvirker opløseligheden, er tryk og temperatur. I nogle opløsningsmidler vibrerer molekylerne hurtigere, når de opvarmes, og er i stand til at bryde det opløste stof fra hinanden. Tryk er hovedsageligt en faktor, når et gasstof er involveret, og har ringe eller ingen effekt på flydende stoffer.

kantet materiale

Opløsningshastigheden refererer til, hvor hurtigt et stof opløses og er adskilt fra opløseligheden. Opløselighed afhænger helt af de fysiske og kemiske egenskaber af det opløste stof og opløsningsmidlet , og påvirkes ikke af opløsningshastigheden. Rate bør ikke medregnes i et stofs opløselighed. Dette kan ofte være forvirrende, når man først lærer om opløselighed, da det i et visuelt eksempel kan føles som en bekræftelse af dets evne til at opløses. Imidlertid er opløselighedsprocessen unik, og den hastighed, hvormed den opløses, er ikke indregnet i ligningen.

Forudsigelse af resultater

Når et opløst stof blandes med et opløsningsmiddel, er der tre mulige udfald: Hvis opløsningen har mindre opløst stof end den maksimale mængde, den er i stand til at opløse (opløseligheden), er det en fortyndet opløsning . Hvis mængden af ​​opløst stof er nøjagtig den samme som opløseligheden mættet. Hvis der er mere opløst stof, end der er i stand til at opløses, skilles overskuddet fra opløsningen og danner en bundfald .

En opløsning anses for at være mættet, når tilsætning af yderligere opløst stof ikke øger koncentrationen af ​​opløsningen. Derudover er en opløsning blandbar, når den kan blandes sammen i ethvert forhold - dette gælder hovedsageligt væsker som ethanol, C2H5OH og vand, H2O.

At kende og følge opløselighedsreglerne er den bedste måde at forudsige resultatet af en given løsning. Hvis vi ved, at et stof er uopløseligt, er det sandsynligt, at det ville have overskydende opløst stof og dermed danne et bundfald. Imidlertid vil forbindelser, som vi ved er meget opløselige, som salt, sandsynligvis danne opløsninger i forskellige forhold; i dette tilfælde vil vi være i stand til at bestemme, hvor meget opløst stof og opløsningsmiddel, der skal til for at danne hver opløsning, og om det overhovedet er muligt at danne en.

Når man tænker på salt i vand-eksperimentet nu, er det klart, at saltet - også kendt som NaCl eller natriumchlorid, ville være meget opløseligt i henhold til vores opløselighedsregler. Natriumchlorid indeholder Na, som næsten altid er opløseligt ifølge regel 1, og Cl, som normalt er opløseligt ifølge regel 3. Selvom jeg kan fortælle dette bare ved at kigge på reglerne, er der intet, der fjerner magien ved at se kemiske forbindelser nedbrydes og opløses lige foran dine øjne. Husk at have dine periodiske tabeller ved hånden, og vær meget opmærksom på opløselighedsreglerne i dit næste eksperiment.

Hvad er det næste?

Forbereder du dig til AP Chemistry test?Studer med vores artikler om hver AP Chemistry-praksistest tilgængelig og den ultimative AP Chem studieguide. Tager du IB i stedet for? Start med vores undersøgelsesnotater for IB Chemistry.

Leder du efter mere kemihjælp?Vi fører dig gennem opløselighedskonstant (K _sp ) og hvordan man løser det , forklar, hvordan man afbalancerer kemiske ligninger, og gennemgå eksempler på fysisk vs kemisk forandring her.

Hvis du har brug for flere ikke-kemividenskabelige vejledninger, skal du sørge for at tjekke disse vejledninger om at finde vandtæthed , definere kommensalisme , og hvordan man beregner acceleration .