تعادلات ترکیبات کم محلول در آب(جلسه هفتم)

انحلال پذیری یا حلالیت (Solubility) به عنوان حداکثر مقداری از ماده که می تواند در ماده دیگر حل شود، تعریف می شود. این حداکثر مقدار از حل شونده است که می تواند در حالت تعادل در یک حلال حل شده و منجر به تولید محلول اشباع شود. در محلول اشباع، افزودن حل شونده بیشتر باعث افزایش غلظت محلول نشده و در عوض، حل شونده اضافی رسوب می کند. یعنی بعد از رسیدن به حالت اشباع هر چه حل شونده بیشتری به محلول اضافه کنیم رسوب بیشتری تولید می شود.

حلالیت

حلالیت به این ترتیب تعریف می شود که هنگامی که نمک در آب حل می شود. نیروی مولکول های آب بر نیروی بین یون های کلر و سدیم غلبه کرده و باعث می شود که این یون ها از هم جدا شوند. هر کدام توسط بخش های مثبت یا منفی آب به دام بیوفتند. در اثر این فعل و انفعالات نمک در آب حل می شود.

البته در همه موارد نیاز نیست که مولکول یک ماده تفکیک شود. مثلا اگر آب را در یک الکل حل کنیم هرکدام از مولکول های آب در بین چند مولکول الکل به دام خواهند افتاد.

•  محلول: موادی هستند که انحلال پذیری آن ها از یک گرم حل شونده در 100 گرم آب بیشتر است. مانند شکر، اتانول، متانول،  پتاسیم نیترات، منیزیم سولفات و …
• نامحلول: موادی هستند که انحلال پذیری آن ها از 01/0 گرم حل شونده در 100 گرم آب کمتر است. مانند نقره کلرید، باریم سولفات و …
•  کم محلول: موادی هستند که انحلال پذیری آن ها بین 01/0 تا 1 گرم حل شونده در 100 گرم آب است. مانند هگزانول، کلسیم سولفات و…

نکته: استون، الکل های سبک مانند متانول و اتانول، کربوکسیلیک اسیدهای سبک مانند متانوییک اسید و اتانوییک اسید، به هر نسبتی در آب حل می شوند یعنی انحلال پذیری آن ها حد معینی ندارد.

ثابت تعادل یا Ksp چیست ؟

ثابت Ksp حاصل ضرب انحلال نامیده می شود. توجه داشته باشید این ثابت برای نمكهای كم محلول تعریف می شود. یعنی نمكهایی كه در آنها همواره تعادل وجود دارد بین یونهای موجود در محلول و حالت جامد ماده. این تعادل برای نمكهای كاملا” محلول تعریف نمی شود. زیرا در انها رابطه یك طرفه است و فقط فرآیند حلالیت وجود دارد.
از آنجا كه انحلال پذیری یك نمك معمولا” به طور وسیعی با دما تغییر می كند، مقدار عددی Ksp برای یك نمك با دما تغییر می كند.

انواع K یا ثابت تعادل

با توجه به نو گونه شیمیایی، میتوان K را دسته بندی کرد:

• Kw ثابت تعادل آب
• Ka ثابت تفکیک اسید
• Kb ثابت تفکیک باز
• Ksp حاصلضرب حاللیت رسوب
• Kn، یا(Bn) ثابت تشکیل مرحله ایی و کل کمپلکس
• Kd ثابت تفکیک
• Ox-KRed ثابت تعادل اکسا-کاهشی

عوامل موثر بر میزان حلالیت یک رسوب

در زیر عوامل موثر بر میزان حلالیت را برایتان فهرست وار آورده ایم :

• اثر PH
• اثر یون مشترک
• اثر یون غیر مشترک
• اثر واکنش های جانبی تشکیل کمپلکس
• اثر حلال

انحلال پذیری مواد در آب

 مواد بر اساس انحلال پذیری در آب در دمای معین به سه دسته تقسیم می شوند:

•  1- مواد محلول: موادی هستند که انحلال پذیری آن ها در دمای معین بیش از 1 گرم در 100 گرم آب باشد. مانند شکر، سدیم نیترات، سدیم کلرید.
•  2- مواد نامحلول: موادی هستندکه انحلال پذیری آن ها در دمای معین کم تراز 0/01 گرم در 100 گرم آب باشد. مانند کلسیم فسفات، نقره کلرید و باریم سولفات.
•  3-مواد کم محلول: موادی هستند که انحلال پذیری آن ها در دمای معین  بین 0/01 تا 1 گرم در 100 گرم آب باشد. مانند کلسیم سولفات. 

انواع محلول ها چیست؟

•  محلول سیر نشده: محلولی است که در یک دمای معین، می تواند مقدار بیشتری از ماده ی حل شونده را در خود حل کند، یعنی مقدار ماده ی حل شونده کمتر از مقدار انحلال پذیری آن ماده در همان دما است.
• محلول سیر شده: محلولی است که در دمای معین، نمی تواند مقدار بیشتری از ماده ی حل شونده را در خود حل کند.
• محلول فرا سیر شده: محلولی است که در دمای معین، مقدار حل شونده ی موجود در آن بیشتر از مقدار انحلال پذیری آن ماده در همان دما باشد. این محلول ناپایدار است و بر اثر ضربه، تغییر ناگهانی دما و یا اضافه کردن مقداری حل شونده، مقدار اضافی حل شونده درمحلول به سرعت رسوب می کند.

در اینجا یک ویدئو با عنوان تعادلات ترکیبات کم محلول در آب را خواهید دید که با کمک فرمول میتوانید Ksp ترکیبات محلولی را بدست آورید. همچنین میزان تفاوت حلالیت هر محلول و هر ماده را در آب با طرح مساله و حل مثال درک خواهید کرد.

در پایان این ویدئو هر کدام از دانشجویان عزیز اگر در مورد این بحث سوال و موردی برای بیان دارند می توانند در پایین پیج بصورت مکتوب سوالات و پیشنهادات خود را بنویسند در اسرع وقت به سوالات شما پاسخ داده خواهد شد.