6 LIUKOISUUTEEN VAIKUTTAVAA PÄÄTEKIJÄÄ - KEMIA - 2026

Tärkeimmät liukoisuuteen vaikuttavat tekijät ovat napaisuus, yhteinen ionivaikutus, lämpötila, paine, liuenneen aineen luonne ja mekaaniset tekijät. Liukoisuus on kiinteän, nestemäisen tai kaasumaisen kemikaalin (nimeltään liuotettu aine) kyky liueta liuottimeen (yleensä nesteeseen) ja muodostaa liuos.

Aineen liukoisuus riippuu olennaisesti käytetystä liuottimesta, samoin kuin lämpötilasta ja paineesta. Aineen liukoisuus tiettyyn liuottimeen mitataan tyydyttyneen liuoksen pitoisuudella.

Liuosta pidetään kylläisenä, kun ylimääräisen liuenneen aineen lisääminen ei enää lisää liuoksen konsentraatiota.

Liukoisuusaste vaihtelee suuresti aineista riippuen, loputtomasti liukenevista (täysin sekoittuvista), kuten vedessä oleva etanoli, heikosti liukeneviin, kuten hopeakloridi veteen. Termiä "liukenematon" käytetään usein heikosti liukeneviin yhdisteisiin (rajattomat, SF).

Tietyt aineet liukenevat kaikkiin suhteisiin tietyllä liuottimella, kuten etanolilla vedessä, tämä ominaisuus tunnetaan sekoittuvuutena.

Eri olosuhteissa tasapainoinen liukoisuus voidaan ylittää, jolloin saadaan ns. Ylikyllästetty liuos (Liukoisuus, SF).

Tärkeimmät liukoisuuteen vaikuttavat tekijät

1- Napaisuus

Useimmissa tapauksissa liuenneet aineet liukenevat liuottimiin, joilla on samanlainen polaarisuus. Kemistit käyttävät suosittua aforismia kuvaamaan liuenneiden ja liuottimien tätä ominaisuutta: "kuten liukenee kuten".

Ei-polaariset liuenneet aineet eivät liukene polaarisiin liuottimiin ja päinvastoin (Online-koulutus, SF).

2- yhteisen ionin vaikutus

Yleinen ionivaikutus on termi, joka kuvaa ioniyhdisteen liukoisuuden laskua, kun seokseen lisätään suolaa, joka sisältää kemiallisessa tasapainossa jo olevan ionin.

Tämä vaikutus selitetään parhaiten Le Châtelierin periaatteella. Kuvitella jos niukkaliukoinen ioniyhdisteen kalsiumsulfaatti, CaSO ₄, lisättiin vettä. Tuloksena olevan kemiallisen tasapainon nettoioniyhtälö on seuraava:

CaSO4 (s) ⇌Ca2 + (aq) + SO42− (aq)

Kalsiumsulfaatti liukenee heikosti. Tasapainossa suurin osa kalsiumista ja sulfaatista on kiinteässä muodossa kalsiumsulfaattia.

Oletetaan, että liukoinen ioninen yhdiste kuparisulfaatti (CuSO ₄) lisättiin liuokseen. Kuparisulfaatti liukenee; Siksi sen ainoa suuri vaikutus nettoioniyhtälöön on enemmän sulfaatti-ionien (SO ₄ ²) lisääminen.

CuSO4 (s) ⇌Cu2 + (aq) + SO42− (aq)

Kuparisulfaatista dissosioituneita sulfaatti-ioneja on jo (yhteisiä) seoksessa kalsiumsulfaatin vähäisestä dissosioitumisesta.

Siksi tämä sulfaatti-ionien lisäys korostaa aiemmin vahvistettua tasapainoa.

Le Chatelierin periaate sanelee, että lisäjännitys tasapainotuotteen tällä puolella johtaa tasapainon siirtymiseen kohti reagenssipuolta tämän uuden stressin lievittämiseksi.

Koska siirtyminen kohti reagenssipintaa, heikosti liukenevan kalsiumsulfaatin liukoisuus vähenee edelleen (Erica Tran, 2016).

3 - Lämpötila

Lämpötilalla on suora vaikutus liukoisuuteen. Useimpien ionisten kiinteiden aineiden lämpötilan nostaminen nostaa sen, kuinka nopeasti liuos voidaan valmistaa.

Lämpötilan noustessa kiinteät hiukkaset liikkuvat nopeammin, mikä lisää mahdollisuuksia, että ne ovat vuorovaikutuksessa useamman liuottimen hiukkasen kanssa. Tämä johtaa liuoksen valmistusnopeuden kasvuun.

Lämpötila voi myös lisätä liuenneen aineen määrää, joka voidaan liuottaa liuottimeen. Yleisesti ottaen lämpötilan noustessa liukenee enemmän liukoisia hiukkasia.

Esimerkiksi pöytäsokerin lisääminen veteen on helppo tapa tehdä ratkaisu. Kun tätä liuosta kuumennetaan ja sokeria lisätään, havaitaan, että suuria määriä sokeria voidaan lisätä lämpötilan noustessa edelleen.

Syynä tähän on, että lämpötilan noustessa molekyylien väliset voimat voivat rikkoutua helpommin, jolloin liukoisempia partikkeleita voidaan houkutella liuotinpartikkeleihin.

On kuitenkin muita esimerkkejä, joissa lämpötilan nostamisella on hyvin vähän vaikutusta siihen, kuinka paljon liukenevaa ainetta voidaan liuottaa.

Pöytäsuola on hyvä esimerkki: Voit liuottaa jääveteen suunnilleen saman määrän ruokasuolaa kuin kiehuvassa vedessä.

Kaikille kaasuille lämpötilan noustessa liukoisuus laskee. Kineettistä molekyyliteoriaa voidaan käyttää selittämään tämä ilmiö.

Lämpötilan noustessa kaasumolekyylit liikkuvat nopeammin ja pääsevät poistumaan nesteestä. Kaasun liukoisuus laskee sitten.

Kuvio 1: liukoisuuden kuvaaja lämpötilan suhteen.

Kun tarkastellaan alla olevaa kuvaajaa, ammoniakkikaasu, NH3, osoittaa liukoisuuden voimakkaan laskun lämpötilan noustessa, kun taas kaikki ioniset kiinteät aineet osoittavat liukoisuuden lisääntymistä lämpötilan noustessa (CK-12 Foundation, SF).

4 - Paine

Toinen tekijä, paine, vaikuttaa kaasun liukoisuuteen nesteeseen, mutta ei koskaan kiinteään aineeseen, joka liukenee nesteeseen.

Kun painetta kohdistetaan kaasuun, joka on liuottimen pinnan yläpuolella, kaasu siirtyy liuottimeen ja vie jonkin tilan liuottimen hiukkasten välillä.

Hyvä esimerkki on hiilihapotettu sooda. Paine kohdistetaan CO2-molekyylien pakottamiseksi soodaan. Päinvastoin on myös totta. Kun kaasun paine laskee, myös kaasun liukoisuus vähenee.

Kun avaat soodasäiliön, soodapaine laskee, joten kaasua alkaa heti tulla liuoksesta.

Suodaan varastoitu hiilidioksidi vapautuu, ja nesteen pinnalla voi nähdä höyrystystä. Jos jätät avoimen soodakanisterin tietyksi ajaksi, saatat huomata, että juoma muuttuu litteäksi hiilidioksidin menetyksen vuoksi.

Tämä kaasupainekerroin ilmaistaan ​​Henryn laissa. Henryn lain mukaan kaasun liukoisuus tietyssä lämpötilassa nesteeseen on verrannollinen kaasun osapaineeseen nesteen yläpuolella.

Esimerkki Henryn laista esiintyy sukelluksessa. Kun henkilö sukeltaa syvään veteen, paine kasvaa ja enemmän kaasuja liukenee veressä.

Nouseessaan syvävesisukelluksesta sukeltajan on palattava veden pinnalle erittäin hitaalla nopeudella, jotta kaikki liuenneet kaasut voivat poistua verestä hyvin hitaasti.

Jos ihminen nousee liian nopeasti, lääketieteellinen hätätilanne voi johtua siitä, että kaasut poistuvat verestä liian nopeasti (Papapodcasts, 2010).

5 - liuenneen aineen luonne

Liukoisen ja liuottimen luonne ja muiden kemikaalien läsnäolo liuoksessa vaikuttavat liukoisuuteen.

Esimerkiksi veteen voidaan liuottaa enemmän sokeria kuin veteen suolaa. Tässä tapauksessa sokerin sanotaan olevan liukoisempaa.

Vedessä oleva etanoli liukenee täysin toisiinsa. Tässä erityisessä tapauksessa liuotin on yhdiste, jota löytyy suuremmasta määrästä.

Liuotetun aineen koko on myös tärkeä tekijä. Mitä suurempi on liuenneita molekyylejä, sitä suurempi on sen molekyylipaino ja koko. Liuotinmolekyylien on vaikeampaa ympäröitä suurempia molekyylejä.

Jos kaikki edellä mainitut tekijät suljetaan pois, voidaan löytää yleinen nyrkkisääntö, että suuret hiukkaset ovat yleensä vähemmän liukoisia.

Jos paine ja lämpötila ovat samat kuin kahden saman polaarisuuden omaavan liuenneen aineen välillä, se, jolla on pienemmät hiukkaset, on yleensä liukoisempi (Faktorit, jotka vaikuttavat liukoisuuteen, SF).

6 - mekaaniset tekijät

Toisin kuin liukenemisnopeus, joka riippuu pääasiassa lämpötilasta, uudelleenkiteytymisnopeus riippuu liuenneen aineen pitoisuudesta kidehilan pinnalla, jota suositaan, kun liuos on liikkumaton.

Siksi liuoksen sekoittaminen estää tätä kertymistä maksimoimalla liukenemisen. (kylläisyyden tyypit, 2014).

Viitteet

1. (SF). Liukoisuus. Palautettu osoitteesta bondes.com.
2. CK-12-säätiö. (SF). Liukoisuuteen vaikuttavat tekijät. Palautettu osoitteesta ck12.org.
3. Koulutus verkossa. (SF). Liukoisuuteen vaikuttavat tekijät. Palautettu osoitteesta solubilityofthings.com.
4. Erica Tran, DL (2016, 28. marraskuuta). Liukoisuus ja liukoisuuteen vaikuttavat tekijät. Palautettu osoitteesta chem.libretexts.org.
5. Liukoisuuteen vaikuttavat tekijät. (SF). Palautettu osoitteesta sciencesource.pearsoncanada.ca.
6. (2010, 1. maaliskuuta). Liukoisuuteen vaikuttavat tekijät Osa 4. Palautettu osoitteesta youtube.com.
7. Liukoisuus. (SF). Palautettu osoitteesta chemed.chem.purdue.ed.
8. kylläisyyden tyypit. (2014, 26. kesäkuuta). Palautettu kemiasta libretex.org.