A HAT FŐ TÉNYEZŐ, AMELYEK BEFOLYÁSOLJÁK AZ OLDHATÓSÁGOT - KÉMIA - 2026

Az oldhatóságot befolyásoló fő tényezők a polaritás, a közös ionhatás, a hőmérséklet, nyomás, az oldott anyag jellege és a mechanikai tényezők. Az oldhatóság egy szilárd, folyékony vagy gáznemű vegyület (úgynevezett oldott anyag) azon képessége, hogy oldódjon oldószerben (általában folyadékban) és oldatot képezzen.

Egy anyag oldhatósága alapvetően függ az alkalmazott oldószertől, valamint a hőmérséklettől és a nyomástól. Az anyag oldhatóságát egy adott oldószerben a telített oldat koncentrációjával mérjük.

Az oldat telítettnek tekinthető, ha további oldott anyag hozzáadása már nem növeli az oldat koncentrációját.

Az oldhatóság foka az anyagoktól függően változhat, a végtelenül oldódó (teljesen elegyedő), például a vízben lévő etanol, a kis mértékben oldódóig, például a vízben lévő ezüst-kloridhoz. Az "oldhatatlan" kifejezést gyakran alkalmazzák a rosszul oldódó vegyületekre (Határtalan, SF).

Bizonyos anyagok oldódnak minden arányban egy adott oldószerrel, például vízben etanollal, ezt a tulajdonságot keverhetőségnek nevezik.

Különböző körülmények között az egyensúlyi oldhatóság meghaladhatja az úgynevezett túltelített oldatot (oldhatóság, SF).

Az oldhatóságot befolyásoló fő tényezők

1- Polaritás

A legtöbb esetben az oldott anyag hasonló polaritású oldószerekben oldódik. A vegyészek népszerű aforizmust használnak az oldott és oldószerek ezen tulajdonságának leírására: "mint olvad, mint olvad."

A nem poláros oldott anyagok nem oldódnak poláris oldószerekben és fordítva (online oktatás, SF).

2- A közös ion hatása

A közös ionhatás egy olyan kifejezés, amely leírja egy ionos vegyület oldhatóságának csökkenését, amikor a keverékhez egy kémiai egyensúlyban már létező iont tartalmazó sót adnak hozzá.

Ezt a hatást Le Châtelier elve magyarázza legjobban. Képzelje el, ha az enyhén oldódó ionos vegyület kalcium-szulfátot (CaSO ₄) adják a vízhez. A kapott kémiai egyensúly nettó ionos egyenlete a következő:

CaSO4 (ek) ⇌Ca2 + (aq) + SO42− (aq)

A kalcium-szulfát enyhén oldódik. Az egyensúlyban a kalcium és a szulfát nagy része szilárd formában létezik.

Tegyük fel, hogy az oldható ionos vegyület réz-szulfátot (CuSO ₄) adták az oldathoz. A réz-szulfát oldódik; Ezért az egyetlen fő hatása a nettó ionos egyenletre további szulfát-ionok hozzáadása (SO ₄ ^2-).

CuSO4 (ek) ⇌Cu2 + (aq) + SO42− (aq)

A réz-szulfátból disszociált szulfátionok már jelen vannak (a közös) a keverékben a kalcium-szulfát enyhe disszociációja következtében.

Ezért a szulfátionok hozzáadása hangsúlyozza a korábban kialakított egyensúlyt.

A Le Chatelier elve azt diktálja, hogy az egyensúlyi termék ezen oldalán jelentkező további stressz az egyensúly eltolódását eredményezi a reaktánsok felé, hogy enyhítse ezt az új stresszt.

A reaktáns oldal felé történő elmozdulás miatt az enyhén oldódó kalcium-szulfát oldhatósága tovább csökken (Erica Tran, 2016).

3 - Hőmérséklet

A hőmérséklet közvetlenül befolyásolja az oldhatóságot. A legtöbb ionos szilárd anyag esetében a hőmérséklet növelése növeli az oldat készítésének gyorsaságát.

A hőmérséklet emelkedésével a szilárd részecskék gyorsabban mozognak, ami növeli annak esélyét, hogy kölcsönhatásba lépnek az oldószer további részecskéivel. Ez növeli az oldat előállítási sebességét.

A hőmérséklet növelheti az oldott anyag mennyiségét is, amely oldható oldószerben. Általánosságban elmondható, hogy a hőmérséklet emelkedésével több oldott részecske oldódik fel.

Például az asztali cukor hozzáadása a vízhez egyszerű megoldás a megoldáshoz. Amikor ezt az oldatot melegítik és hozzáadják a cukrot, kiderül, hogy nagy mennyiségű cukrot lehet hozzáadni, mivel a hőmérséklet tovább emelkedik.

Ennek oka az, hogy a hőmérséklet emelkedésével az intermolekuláris erők könnyebben eltörhetnek, lehetővé téve több oldott részecske vonzását az oldószer részecskékhez.

Vannak más példák is, ahol a hőmérséklet növelése nagyon csekély hatással van arra, hogy mennyi oldott anyag oldódjon fel.

Az asztali só jó példa: körülbelül ugyanolyan mennyiségű asztali sót oldhat fel jeges vízben, mint forrásban lévő vízben.

Minden gáz esetében a hőmérséklet emelkedésével az oldhatóság csökken. A kinetikai molekuláris elmélet felhasználható ennek a jelenségnek a magyarázatára.

A hőmérséklet emelkedésével a gázmolekulák gyorsabban mozognak, és képesek kijutni a folyadékból. A gáz oldhatósága ezután csökken.

1. ábra: az oldhatóság grafikonja a hőmérséklettel.

Az alábbi ábra szerint az ammóniagáz, az NH3, az oldhatóság erőteljes csökkenését mutatja a hőmérséklet emelkedésével, míg az összes ionos szilárd anyag az oldhatóság növekedését mutatja a hőmérséklet növekedésével (CK-12 Alapítvány, SF).

4- Nyomás

A második tényező, a nyomás, befolyásolja egy gáz folyadékban való oldhatóságát, de soha nem egy olyan folyékony anyag feloldódását.

Ha nyomást gyakorolnak egy olyan gázra, amely az oldószer felülete felett van, akkor a gáz bejut az oldószerbe, és elfoglalja az oldószer részecskék közötti terek egy részét.

Jó példa erre a szénsavas szóda. A CO2 molekulákat a szódaba kényszerítik nyomáson. Az ellenkezője is igaz. Ha a gáz nyomása csökken, akkor a gáz oldékonysága is csökken.

Amikor kinyit egy szóda kannát, a szóda nyomása esik, így a gáz azonnal elkezdi kijutni az oldatból.

A szódaban tárolt szén-dioxid felszabadul, és a folyadék felületén lángolhat. Ha egy ideig nyitott szódakannát hagy maga után, akkor észreveheti, hogy az ital ellazul a szén-dioxid vesztesége miatt.

Ezt a gáznyomás tényezőt Henry törvénye fejezi ki. Henry törvénye szerint egy adott hőmérsékleten a gáz folyadékban való oldhatósága arányos a gáz folyadék feletti parciális nyomásával.

Henry törvényének egyik példája a búvárkodás. Amikor egy ember mély vízbe merül, növekszik a nyomás, és több gáz oldódik fel a vérben.

A búvárnak, miközben felemelkedik a mély víz merüléséből, nagyon lassan kell visszatérnie a víz felszínéhez, hogy az összes feloldódott gáz nagyon lassan távozzon a vérből.

Ha egy személy túlságosan gyorsan felmegy, orvosi vészhelyzet jöhet létre a vér túl gyors elhagyása miatt (Papapodcasts, 2010).

5- Az oldott anyag jellege

Az oldott anyag és az oldószer jellege, valamint más vegyszerek jelenléte az oldatban befolyásolja az oldhatóságot.

Például több cukor oldható fel vízben, mint sóban. Ebben az esetben a cukor oldhatóbbnak mondják.

A vízben levő etanol teljesen oldódik egymással. Ebben az esetben az oldószer az a vegyület, amely nagyobb mennyiségben található.

Az oldott anyag mérete szintén fontos tényező. Minél nagyobb az oldott molekula, annál nagyobb molekulatömege és mérete. Az oldószermolekulák számára nehezebb körülvenni a nagyobb molekulákat.

Ha az összes fent említett tényezőt kizárjuk, akkor megállapítható, hogy a nagyobb részecskék általában kevésbé oldódnak.

Ha a nyomás és a hőmérséklet ugyanaz, mint az azonos polaritású két oldott anyag között, akkor a kisebb részecskékkel rendelkező oldódás általában oldódóbb (az oldhatóságot befolyásoló tényezők, SF).

6- mechanikai tényezők

Az oldódási sebességgel szemben, amely elsősorban a hőmérséklettől függ, az átkristályosodási sebesség a kristályrács felületén lévő oldott anyag koncentrációjától függ, amely előnyös, ha az oldat mozdulatlan.

Ezért az oldat keverése megakadályozza ezt a felhalmozódást, maximalizálva az oldódást. (telítettségi tippek, 2014).

Irodalom

1. (SF). Oldékonyság. Helyreállítva a piirles.com webhelyről.
2. CK-12 Alapítvány. (SF). Az oldhatóságot befolyásoló tényezők. Helyreállítva a ck12.org webhelyről.
3. Online oktatás. (SF). Az oldhatóságot befolyásoló tényezők. Helyreállítva a solubilityofthings.com webhelyről.
4. Erica Tran, DL (2016, november 28). Oldhatóság és az oldhatóságot befolyásoló tényezők. Helyreállítva a chem.libretexts.org webhelyről.
5. Az oldhatóságot befolyásoló tényezők. (SF). Helyreállítva a sciencesource.pearsoncanada.ca webhelyről.
6. (2010, március 1). Az oldhatóságot befolyásoló tényezők 4. rész. Helyreállítva a youtube.com webhelyről.
7. Oldékonyság. (SF). Helyreállítva a chemed.chem.purdue.ed webhelyről.
8. a telítettség típusai. (2014, június 26). Helyreállítva a kémia libretex.org.