Почему вещество перестаёт растворяться?

Опорная карта

Схема модели

Работа только с бумагой, калькулятором и данными. Не нагревайте, не пробуйте и не нюхайте образцы, не смешивайте бытовую химию и не проводите электрические опыты. Прозрачность и обычная фильтрация не доказывают, что вода пригодна для питья.

Ситуация и вопрос

В учебном отчёте часть кристаллов осталась после добавления вещества. Обязательно ли достигнуто насыщение? Возможно, прошло слишком мало времени. Для вывода нужны температура, состав, перемешивание и время установления равновесия. Разберите готовые данные; не проверяйте это нагреванием дома.

Новые слова без пропусков

Растворимость характеризует предельное содержание вещества в данном растворителе при заданных условиях равновесия. Здесь S выражено в граммах вещества на 100 г воды. Насыщенный раствор достиг предела; ненасыщенный содержит меньше. «Концентрированный» и «насыщенный» не синонимы.

Предскажите

Предскажите, изменит ли перемешивание конечную растворимость при той же температуре. Станет ли любой раствор насыщенным, если он тёмный или кажется густым? Отделите внешний вид от количественного сравнения с S и от скорости процесса.

Исследуйте или разберите данные

Для вымышленного вещества X при 20 °C S=30 г на 100 г воды, при 40 °C S=50 г на 100 г воды. Эти числа описывают только X. Вычислите предел для 50 г воды при каждой температуре. В определении S знаменатель относится к воде, а не раствору.

Разобранный пример

При 20 °C в 50 г воды растворяется до 15 г X. Если добавлено 20 г и достигнуто равновесие, 15 г растворены, 5 г остаются твёрдыми. Масса жидкого раствора 65 г; масса всей системы с остатком 70 г. Это разные объекты взвешивания.

Где легко ошибиться

Ошибка: принимать массу смеси с осадком за массу однородного раствора. Другая ошибка — «у всех веществ растворимость растёт при нагревании». Температурная зависимость различна; для многих газов при фиксированном парциальном давлении растворимость в воде уменьшается с нагреванием.

Перенос в новый случай

Новый случай: насыщенный при 40 °C раствор содержит 100 г воды и 50 г X. В расчётной модели его охладили до 20 °C, достигнув равновесия без потерь воды. Какая масса X кристаллизовалась? Разберите на бумаге, без нагревания и охлаждения веществ.

Ответ и проверка памяти

Проверка: растворены 30 г X, выпадают 20 г; жидкая часть весит 130 г, вся система 150 г. Перемешивание влияет на скорость, но не меняет равновесный предел при неизменных условиях. Восстановите подписи: вещество, растворитель, температура и основание S.

Задание

При S=30 г на 100 г воды и 20 °C в 200 г воды добавили 70 г X. Равновесие достигнуто: сколько растворено и осталось?

Ответы

Когда вернуться

Закройте страницу и через 10 минут воспроизведите карту, определите термины своими словами и решите новый случай. Через сутки и через неделю повторите без подсказки. Если ошибка осталась, вернитесь к разобранному примеру и запишите, какой шаг был пропущен.

Источники и границы

• OpenStax: solubility

Какие частицы остаются в растворе?

Что означает процент на этикетке раствора?