Содержание
Когда твердое вещество растворяется, отдельные ионы или молекулы, которые его составляют, разрушаются или диссоциируют и смешиваются с растворителем. Газы также могут растворяться в жидкостях. Растворимость газов и жидкостей может варьироваться в зависимости от температуры.
Типы
У газов наблюдается уменьшение растворимости с повышением температуры.С другой стороны, большинство твердых веществ демонстрируют повышенную растворимость, хотя это не обязательно верно для всех твердых соединений. Некоторые соединения менее растворимы при высоких температурах, чем при более низких температурах. Однако общая тенденция заключается в увеличении растворимости с повышением температуры, хотя один и тот же основной принцип объясняет оба типа поведения.
Энтропия
Энтропия - это мера общего беспорядка в системе, и ее изменения помогают определить, почему растворимость изменяется при разных температурах. Законы термодинамики гласят, что энтропия Вселенной никогда не может уменьшаться, поэтому для того, чтобы процесс произошел, он должен увеличить чистую энтропию, то есть полную энтропию системы и ее окружения. Некоторые процессы могут уменьшить энтропию системы и по-прежнему увеличивать ее окружение за счет выделения тепла. Химики обычно используют свободную энергию Гиббса, или дельту G, для измерения изменения общей энтропии. Дельта G для процесса равна количеству поглощенного тепла минус температура, умноженная на изменение энтропии системы. Если дельта G раствора отрицательна, вещество будет самопроизвольно растворяться, и чем оно отрицательнее, тем сильнее оно растворяется.
Соображения
Обычно энтропия системы увеличивается, когда твердое вещество растворяется в жидкости, поэтому чем выше его температура, тем отрицательнее второй член уравнения дельта G и тем более растворимым является соединение. Однако для некоторых соединений растворение в растворителе на самом деле связано с уменьшением энтропии, и эти соединения станут менее растворимыми при повышении температуры, поскольку дельта G становится более положительной. Это особенно верно для газов, поскольку уровень беспорядка в газе, как правило, выше, чем уровень беспорядка в газе, растворенном в жидкости. Однако для большинства твердых соединений энтропия будет увеличиваться, когда они растворятся.