حلالیت نمک ها در آب در دمای اتاق. چرا نمک ها در آب حل می شوند؟ حلالیت اسیدها در سطح آب

آب یکی از ترکیبات شیمیایی اصلی سیاره ماست. یکی از جالب ترین خواص آن توانایی تشکیل محلول های آبی است. و در بسیاری از زمینه های علم و فناوری، حلالیت نمک در آب نقش مهمی دارد.

حلالیت به توانایی اشاره دارد مواد مختلفبا مایعات - حلال ها - مخلوط های همگن (همگن) تشکیل شود. حجم ماده ای است که برای حل کردن و تشکیل محلول اشباع استفاده می شود که حلالیت آن را تعیین می کند، قابل مقایسه با کسر جرمی این ماده یا مقدار آن در یک محلول غلیظ.

نمک ها با توجه به قابلیت حل شدن به صورت زیر طبقه بندی می شوند:

• مواد محلول شامل موادی است که می توانند در 100 گرم آب بیش از 10 گرم حل شوند.
• کم محلول آنهایی هستند که مقدار آنها در حلال از 1 گرم تجاوز نکند.
• غلظت نامحلول در 100 گرم آب کمتر از 0.01 است.

در صورتی که قطبیت ماده مورد استفاده برای انحلال مشابه قطبیت حلال باشد، محلول است. در قطب های مختلف، به احتمال زیاد، امکان رقیق کردن ماده وجود ندارد.

چگونه انحلال رخ می دهد

اگر در مورد حل شدن نمک در آب صحبت کنیم، برای اکثر نمک ها این یک بیانیه منصفانه است. جدول مخصوصی وجود دارد که با توجه به آن می توانید میزان حلالیت را به دقت تعیین کنید. از آنجایی که آب یک حلال جهانی است، به خوبی با سایر مایعات، گازها، اسیدها و نمک ها مخلوط می شود.

یکی از مهمترین نمونه های خوبانحلال یک جامد در آب را می توان تقریباً هر روز در آشپزخانه، در حین تهیه ظروف با استفاده از نمک خوراکی مشاهده کرد. پس چرا نمک در آب حل می شود؟

از جانب دوره مدرسهشیمی، بسیاری به یاد دارند که مولکول های آب و نمک قطبی هستند. این بدان معنی است که قطب های الکتریکی آنها مخالف یکدیگر هستند که منجر به ثابت دی الکتریک بالا می شود. مولکول های آب یون های ماده دیگری را احاطه می کنند، به عنوان مثال، مانند مورد ما، NaCl. در این حالت مایعی تشکیل می شود که قوام آن همگن است.

اثر دما

عوامل متعددی بر حلالیت نمک ها تأثیر می گذارد. اول از همه، این دمای حلال است. هرچه بالاتر باشد، مقدار ضریب انتشار ذرات در مایع بیشتر است و انتقال جرم سریعتر انجام می شود.

اگر چه، برای مثال، حلالیت نمک معمولی (NaCl) در آب عملاً به دما بستگی ندارد، زیرا ضریب حلالیت آن در دمای 20 درجه سانتیگراد 35.8 و در دمای 78 درجه سانتیگراد 38.0 است. اما سولفات مس (CaSO4) با افزایش دمای آب بدتر حل می شود.

سایر عوامل موثر بر حلالیت عبارتند از:

1. اندازه ذرات محلول - با یک منطقه بزرگتر از جداسازی فاز، انحلال سریعتر اتفاق می افتد.
2. یک فرآیند اختلاط که وقتی به شدت انجام می شود، به انتقال جرم کارآمدتر کمک می کند.
3. وجود ناخالصی ها: برخی فرآیند انحلال را تسریع می کنند، در حالی که برخی دیگر، مانع از انتشار، سرعت فرآیند را کاهش می دهند.

ویدئویی در مورد مکانیسم انحلال نمک

تعریف نمک هادر چارچوب تئوری تفکیک. نمک ها معمولا به سه گروه تقسیم می شوند: متوسط، ترش و اساسی.در نمک های متوسط، تمام اتم های هیدروژن اسید مربوطه با اتم های فلز جایگزین می شوند، در نمک های اسیدی فقط تا حدی جایگزین می شوند، در نمک های بازی گروه OH از پایه مربوطه تا حدی با باقی مانده های اسید جایگزین می شوند.

همچنین برخی از انواع نمک های دیگر مانند نمک های مضاعف،که حاوی دو کاتیون مختلف و یک آنیون هستند: CaCO 3 MgCO 3 (دولومیت)، KCl NaCl (سیلوینیت)، KAl (SO 4) 2 (آلوم پتاسیم). نمک های مخلوط،که حاوی یک کاتیون و دو آنیون مختلف هستند: CaOCl 2 (یا Ca(OCl)Cl). نمک های پیچیدهکه شامل یون کمپلکس،متشکل از یک اتم مرکزی که به چندین اتم متصل است لیگاندها: K 4 (نمک خون زرد)، K 3 (نمک قرمز خون)، Na، Cl; نمک های هیدراته(کریستال هیدرات) که حاوی مولکول هستند آب تبلور: CuSO 4 5H 2 O( ویتریول آبی Na 2 SO 4 10H 2 O (نمک گلابر).

نام نمک هااز نام آنیون و به دنبال آن نام کاتیون تشکیل شده است.

برای نمک های اسیدهای بدون اکسیژن، پسوندی به نام غیرفلز اضافه می شود. شناسه،به عنوان مثال کلرید سدیم NaCl، سولفید آهن (H) FeS و غیره.

هنگام نامگذاری نمکهای اسیدهای حاوی اکسیژن، در حالتهای اکسیداسیون بالاتر، پایان به ریشه لاتین نام عنصر اضافه می شود. — صبح, در مورد حالت های اکسیداسیون پایین تر، پایان -آی تی.در نام برخی از اسیدها، پیشوند برای تعیین کمترین حالت اکسیداسیون یک غیر فلز استفاده می شود. هیپو-،برای نمک اسیدهای پرکلریک و پرمنگانیک از پیشوند استفاده کنید مطابق-،مثال: کربنات کلسیم CaCO 3،سولفات آهن (III) Fe 2 (SO 4) 3، سولفیت آهن (II) FeSO 3، هیپوکلریت پتاسیم KOSl، کلریت پتاسیم KOSl 2، کلرات پتاسیم KOSl 3، پرکلرات پتاسیم KOSl 4، پتاسیم پرکلرات KOSl 4، پتاسیم دی اکسید کربن دی اکسید کربن 2 O 7.

نمک های اسیدی و بازیرا می توان محصول تبدیل ناقص اسیدها و بازها دانست. بر اساس نامگذاری بین المللی، اتم هیدروژن، که بخشی از نمک اسید است، با پیشوند نشان داده می شود. هیدرو-،گروه OH - پیشوند هیدروکسی، NaHS - هیدروسولفید سدیم، NaHSO 3 - هیدروسولفیت سدیم، Mg (OH) Cl - هیدروکسی کلرید منیزیم، Al (OH) 2 Cl - دی هیدروکسی کلرید آلومینیوم.

در نام یونهای پیچیده ابتدا لیگاندها و به دنبال آن نام فلز مشخص می شود که نشان دهنده وضعیت اکسیداسیون مربوطه است (اعداد رومی در براکت). در نام کاتیون های پیچیده، از نام های روسی فلزات استفاده می شود، به عنوان مثال: Cl 2 - کلرید مس تترا آمین (P)، 2 SO 4 - نقره دی آمین (1) سولفات. در نام آنیون های پیچیده، از نام های لاتین فلزات با پسوند -at استفاده می شود، به عنوان مثال: K[Al(OH) 4] - پتاسیم تترا هیدروکسی لومینات، سدیم - تترا هیدروکسی کرومات سدیم، K4 - هگزاسیانوفرات پتاسیم (H) .

نام نمک های هیدراته (هیدرات های کریستالی) به دو صورت تشکیل می شوند. می توانید از سیستم نامگذاری کاتیون پیچیده ای که در بالا توضیح داده شد استفاده کنید. به عنوان مثال، سولفات مس SO 4 H 2 0 (یا CuSO 4 5H 2 O) را می توان سولفات tetraaquacopper (II) نامید. با این حال، برای شناخته شده ترین نمک های هیدراته، اغلب تعداد مولکول های آب (درجه هیدراتاسیون) با یک پیشوند عددی برای کلمه نشان داده می شود. "هیدراته"،به عنوان مثال: CuSO 4 5H 2 O - پنتا هیدرات سولفات مس (I)، Na 2 SO 4 10H 2 O - سدیم سولفات دکاهیدرات، CaCl 2 2H 2 O - دی هیدرات کلرید کلسیم.

حلالیت نمک ها

نمک ها با توجه به حلالیت در آب به محلول (P)، نامحلول (H) و کمی محلول (M) تقسیم می شوند. برای تعیین حلالیت نمکها از جدول حلالیت اسیدها، بازها و نمکها در آب استفاده کنید. اگر جدولی در دسترس نیست، می توانید از قوانین استفاده کنید. به خاطر سپردن آنها آسان است.

1. تمام نمک های اسید نیتریک محلول هستند - نیترات ها.

2. تمام نمک های اسید کلریدریک محلول هستند - کلریدها، به جز AgCl (H)، PbCl 2 (M).

3. تمام نمک های اسید سولفوریک - سولفات ها به جز BaSO محلول هستند 4 (H)، PbSO 4 (H).

4. نمک های سدیم و پتاسیم محلول هستند.

5. تمام فسفات ها، کربنات ها، سیلیکات ها و سولفیدها به جز نمک های سدیم حل نمی شوند. + و ک + .

از بین تمام ترکیبات شیمیایی، نمک ها پرتعدادترین دسته از مواد هستند. اینها جامد هستند، آنها از نظر رنگ و حلالیت در آب با یکدیگر متفاوت هستند. که در اوایل XIX V. شیمیدان سوئدی I. Berzelius تعریف نمکها را به عنوان محصولات واکنش اسیدها با بازها یا ترکیبات به دست آمده از جایگزینی اتمهای هیدروژن در اسید با فلز ارائه کرد. بر این اساس نمک ها به صورت متوسط، اسیدی و بازی تشخیص داده می شوند. نمک های متوسط ​​یا معمولی، محصولاتی هستند که از جایگزینی کامل اتم های هیدروژن در اسید با یک فلز به وجود می آیند.

مثلا:

Na 2 CO 3 - کربنات سدیم؛

CuSO 4 - سولفات مس (II) و غیره

چنین نمک هایی به کاتیون های فلزی و آنیون های باقی مانده اسید تجزیه می شوند:

Na 2 CO 3 \u003d 2Na + + CO 2 -

نمک های اسیدی محصولات جایگزینی ناقص اتم های هیدروژن در اسید با فلز هستند. نمک های اسیدی عبارتند از، به عنوان مثال، جوش شیرین NaHCO 3، که از یک کاتیون فلزی Na + و یک باقیمانده اسیدی تک باردار HCO 3 - تشکیل شده است. برای نمک اسیدی کلسیم، فرمول به صورت زیر نوشته می شود: Ca (HCO 3) 2. نام این نمک ها از نام نمک های متوسط ​​با اضافه کردن پیشوند تشکیل شده است. آبی ، مثلا:

Mg (HSO 4) 2 - هیدروسولفات منیزیم.

نمک های اسیدی را به صورت زیر تفکیک کنید:

NaHCO 3 \u003d Na + + HCO 3 -
Mg (HSO 4) 2 \u003d Mg 2+ + 2HSO 4 -

نمک های اساسی محصولات جایگزینی ناقص گروه های هیدروکسی در باز برای باقی مانده اسید هستند. به عنوان مثال، چنین نمک هایی شامل مالاکیت معروف (CuOH) 2 CO 3 است که در آثار P. Bazhov در مورد آن می خوانید. از دو کاتیون اساسی CuOH + و یک آنیون با بار مضاعف از باقیمانده اسید CO 3 2- تشکیل شده است. کاتیون CuOH + دارای بار 1 + است، بنابراین، در مولکول، دو کاتیون از این قبیل و یک آنیون CO 3 2 با بار مضاعف به یک نمک الکتریکی خنثی ترکیب می شوند.

نام چنین نمک هایی مانند نمک های معمولی است، اما با اضافه کردن پیشوند هیدروکسو، (CuOH) 2 CO 3 - هیدروکسی کربنات مس (II) یا AlOHCl 2 - هیدروکسوکلرید آلومینیوم. اکثر نمک های اساسی نامحلول یا کم محلول هستند.

دومی ها اینطور تفکیک می کنند:

AlOHCl 2 \u003d AlOH 2 + + 2Cl -

خواص نمک

دو واکنش مبادله اول قبلاً به تفصیل مورد بحث قرار گرفته است.

واکنش سوم نیز واکنش مبادله ای است. بین محلول های نمک جریان دارد و با تشکیل یک رسوب همراه است، به عنوان مثال:

چهارمین واکنش نمکها با موقعیت فلز در سری الکتروشیمیایی ولتاژهای فلزی مرتبط است (به "سری ولتاژهای فلزی الکتروشیمیایی" مراجعه کنید). هر فلز با یک سری ولتاژ، تمام فلزات دیگر را که در سمت راست آن قرار دارند، از محلول های نمک جابجا می کند. این مشروط به شرایط زیر است:

1) هر دو نمک (هر دو واکنش و تشکیل شده در نتیجه واکنش) باید محلول باشند.

2) فلزات نباید با آب تعامل داشته باشند، بنابراین، فلزات زیر گروه های اصلی گروه های I و II (برای دومی، با Ca شروع می شود) فلزات دیگر را از محلول های نمکی جابجا نمی کنند.

روش های بدست آوردن نمک

راه های بدست آوردن و خواص شیمیایینمک ها نمک ها را می توان از ترکیبات معدنی تقریباً هر کلاسی به دست آورد. همراه با این روش ها، نمک های اسیدهای آنوکسیک را می توان از برهمکنش مستقیم یک فلز و یک نافلز (Cl، S و غیره) به دست آورد.

بسیاری از نمک ها هنگام گرم شدن پایدار هستند. با این حال، نمک‌های آمونیوم، و همچنین برخی از نمک‌های فلزات کم‌فعال، اسیدهای ضعیف و اسیدهایی که عناصر در آنها حالت‌های اکسیداسیون بالاتر یا پایین‌تری از خود نشان می‌دهند، هنگام گرم شدن تجزیه می‌شوند.

CaCO 3 \u003d CaO + CO 2

2Ag 2 CO 3 \u003d 4Ag + 2CO 2 + O 2

NH 4 Cl \u003d NH 3 + HCl

2KNO 3 \u003d 2KNO 2 + O 2

2FeSO 4 \u003d Fe 2 O 3 + SO 2 + SO 3

4FeSO 4 \u003d 2Fe 2 O 3 + 4SO 2 + O 2

2Cu(NO 3) 2 \u003d 2CuO + 4NO 2 + O 2

2AgNO 3 \u003d 2Ag + 2NO 2 + O 2

NH 4 NO 3 \u003d N 2 O + 2H 2 O

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 \u003d Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O

2KSlO 3 \u003d MnO 2 \u003d 2KCl + 3O 2

4KClO 3 \u003d 3KSlO 4 + KCl

جدول حلالیت عناصر شیمیایی- این جدولی است با محلول‌های آب معروف‌ترین اسیدها، بازها و نمک‌های معدنی.

تعریف 1

جدول حلالیت شیمی حلالیت را در دمای 20 درجه سانتیگراد نشان می دهد، با افزایش دما، حلالیت افزایش می یابد.

ماده ای در آب محلول است اگر حلالیت آن بیشتر از 1 گرم در 100 گرم آب باشد و اگر کمتر از 0.1 گرم در 100 گرم باشد نامحلول است.به عنوان مثال، با یافتن لیتیوم در جدول حلالیت در شیمی، می توانید مطمئن شوید که تقریباً تمام نمک های آن محلول تشکیل می دهند.

روی انجیر 1 و شکل 2 عکس ارائه شده جدول کاملحلالیت در شیمی با نام باقی مانده های اسیدی.

شکل 1. جدول عکس حلالیت در شیمی 2018-2019

شکل 2. جدول شیمی با اسیدها و بقایای اسید

برای تشکیل نام نمک، باید از جدول تناوبی و حلالیت استفاده کنید. نام فلز از جدول تناوبی به نام باقیمانده اسید اضافه می شود، به عنوان مثال:

$\mathrm(Zn_3(PO_4)_2)$ - فسفات روی؛ $\mathrm(FeSO_4)$ - سولفات آهن (II).

در پرانتز با نام متنی، لازم است که ظرفیت فلز را در صورت وجود چندین مورد مشخص کنید. در مورد آهن نیز نمک $\mathrm(Fe_2(SO_4)_3)$ - سولفات آهن(III) وجود دارد.

آنچه را می توان با استفاده از جدول حلالیت در شیمی آموخت

جدول حلالیت مواد در شیمی با رسوب برای تعیین احتمال وقوع واکنش استفاده می شود، زیرا تشکیل یک رسوب یا گاز برای سیر برگشت ناپذیر واکنش ضروری است.

جدول حلالیت نمک ها، اسیدها و بازها پایه ای است که بدون آن تسلط کامل بر دانش شیمیایی غیرممکن است. حلالیت پایه ها و نمک ها به آموزش نه تنها به دانش آموزان کمک می کند، بلکه به آنها کمک می کند افراد حرفه ای. ایجاد بسیاری از محصولات زندگی بدون این دانش امکان پذیر نیست.

جدول حلالیت اسیدها، نمک ها و بازها در آب

جدول حلالیت املاح و بازها در آب راهنمایی است که به تسلط کمک می کند پایه های شیمیایی. یادداشت های زیر به شما در درک جدول زیر کمک می کند.

• P - نشان دهنده یک ماده محلول است.
• H یک ماده نامحلول است.
• M - این ماده در محیط آبی کمی محلول است.
• RK - یک ماده تنها در صورت قرار گرفتن در معرض اسیدهای آلی قوی می تواند حل شود.
• خط تیره خواهد گفت که چنین موجودی در طبیعت وجود ندارد.
• NK - در اسیدها یا آب حل نمی شود.
• ? - علامت سوال نشان می دهد که امروزه اطلاعات دقیقی در مورد انحلال این ماده وجود ندارد.

اغلب از جدول توسط شیمیدانان و دانش آموزان مدرسه، دانش آموزان برای تحقیقات آزمایشگاهی استفاده می شود، که در طی آن لازم است شرایط برای وقوع واکنش های خاص ایجاد شود. با توجه به جدول، معلوم می شود که چگونه این ماده در یک محیط هیدروکلریک یا اسیدی رفتار می کند، آیا رسوب ممکن است. رسوب در حین تحقیق و آزمایش نشان دهنده برگشت ناپذیری واکنش است. این نکته قابل توجهی است که می تواند بر روند کل کار آزمایشگاهی تأثیر بگذارد.