Растворимость (s) показывает, сколько грамм вещества максимально можно растворить в 100 г растворителя.
Растворимость зависит от природы вещества и природы растворителя. Общее правило - подобное растворяется в подомном. С увеличением температуры растворимость твердых веществ, как правило, увеличивается, а растворимость газов наоборот уменьшается (ри. 1). Температурную зависимость растворимости веществ можно выразить графически в виде кривых растворимости, как показано на рисунке:
Как видно из графиков, растворимость NaCl практически не зависит от температуры, тогда как растворимости KNO3, при увеличении температуры от 0 до 70°С возрастают почти в десять раз.
Как видно из графиков, растворимость NaCl практически не зависит от температуры, тогда как растворимости KNO3, при увеличении температуры от 0 до 70°С возрастают почти в десять раз.
Уменьшение растворимости веществ с понижением температуры используют в лабораториях и на производстве для очистки твердых веществ от примесей. Если приготовить насыщенный горячий раствор соли и дать ему остыть, то раствор станет пересыщенным и из него начнут выпадать кристаллы очищаемого вещества, например как на видео:
Давайте определим какую массу осадка йодида свинца мы получим взяв 300 г насыщенного при 80°С раствор PbI2 и охладив его до 25°С . Растворимость йодида свинца при 80°С - 0,3 г, а при 25°С - 0,076 г.
Решение:
В этой задаче растворенное вещество и осадок имеют один и тот же состав PbI2. Но часто из раствора образуются кристаллы не растворенного вещества, а кристаллогидрата. Например, из насыщенного раствора сульфата меди СuSO4 получим кристаллы пентагидрата сульфата меди CuSO4*5H2O, как на видео:
Определим максимальную массу кристалла (кристаллов) CuSO4*5H2O, которую можно получить при медленном охлаждении 200 г насыщенного при 90°С раствора сульфата меди (II) до температуры 20°С , если растворимость CuSO4 составляет 67,5 при 80°С и 20,05 г при 20°С . Решение:
А теперь решим несколько задач на растворимость уровня 34 задачи ЕГЭ по химии.
Условие задачи:
Растворимость безводного гидрокарбоната натрия при некоторой температуре составляет 12,6 г на 100 г воды. При этой температуре приготовили 450,4 г насыщенного раствора гидрокарбоната натрия. Раствор разлили в две колбы. К раствору в первой колбе добавили избыток раствора гидроксида бария. При этом образовалось 39,4 г осадка. К раствору во второй колбе добавили 245 г 20%-ного раствора серной кислоты. При этом образовалась средняя соль. Определите массовую долю серной кислоты в конечном растворе во второй колбе.
Решение:
Еще одна задача.
Условие задачи:
19,2 г меди растворили в 282,5 мл 20%-ной азотной кислоты с плотностью 1,115 г/мл, полученный раствор выпарили так, что его масса уменьшилась в три раза, и охладили. При этом из раствора выпало некоторое количество шестиводного кристаллогидрата нитрата меди. Определите массу осадка и массовые доли веществ в оставшемся растворе, если известно, что растворимость безводной соли в данных условиях составляет 50 г на 100 г воды. (Потерями азотной кислоты при выпаривании пренебречь).
Задачи для самостоятельного решения:
1. Растворимость безводного карбоната натрия при некоторой температуре составляет 31,8 г на 100 г воды. Насыщенный раствор, приготовленный при этой температуре добавлением необходимого количества карбоната натрия к 200 мл воды, разделили на две части. К первой части прилили избыток соляной кислоты. При этом выделилось 4,48 л (н.у.) газа. Ко второй части насыщенного раствора добавили 222 г 25%-ного раствора хлорида кальция. Определите массовую долю хлорида кальция в полученном растворе. [3,1%]
2. Растворимость безводного карбоната натрия при некоторой температуре составляет 31,8 г на 100 г воды. Приготовленный при этой температуре насыщенный раствор карбоната натрия массой 395,4 г разделили на две части. К первой части прилили избыток раствора нитрата кальция. При этом образовалось 50 г осадка. Ко второй части насыщенного раствора добавили 252 г 30%-ного раствора азотной кислоты. Определите массовую долю азотной кислоты в образовавшемся растворе. [6,14%]
3. Нитрат меди (II) частично разложился при нагревании, при этом выделилось 39,2 л газов (н.у.) и образовалось 93,6 г твердого остатка. Твердый остаток добавили к 122,5 г теплой 36%-ной азотной кислоты, полученный раствор отфильтровали и охладили до 10°С. Вычислите массу выкристаллизовавшейся шестиводной соли, если растворимость нитрата меди при 10°С равна 100 г на 100 г воды. [69,19 г]
4. Электролиз 80 г 22,35%-го раствора хлорида калия продолжали до тех пор, пока на катоде не выделилось 8,96 л (при н.у.) газа. К оставшемуся раствору добавили при небольшом нагревании 8,52 г оксида фосфора (V), полученный раствор охладили. Вычислите массу безводной соли калия, выпавшей в осадок, если ее растворимость в холодном растворе равна 25 г/100 г воды. [7,42 г]
5. 352 мл раствора хлорида кальция с массовой долей соли 6% и плотностью 1,051 г/мл смешали с 251 мл раствора сульфата натрия с массовой долей соли 8% и плотностью 1,06 г/мл, в результате чего из раствора выпало некоторое количество гипса. Определите массу осадка, если коэффициент растворимости сульфата каль-ция в данных условиях равен 2,5 г/л(Н2О). [23,94 г]
Успехов в решении задач на растворимость!
