Πώς σχετίζονται γενικά η διαλυτότητα και η θερμοκρασία σε ένα σύστημα που αποτελείται από στερεό διαλύτη υγρού διαλυμένης ουσίας;
Ακολουθεί μια κατανομή του γιατί:
* Ενέργεια και διάλυση: Η διάλυση ενός στερεού σε ένα υγρό περιλαμβάνει τη διάσπαση των δεσμών που συγκρατούν το στερεό και τη διαμόρφωση νέων αλληλεπιδράσεων μεταξύ των μορίων διαλυμένης ουσίας και διαλύτη. Αυτή η διαδικασία απαιτεί ενέργεια.
* Θερμότητα και ισορροπία: Η αύξηση της θερμοκρασίας του διαλύματος παρέχει περισσότερη ενέργεια στο σύστημα. Αυτή η ενέργεια βοηθά να ξεπεραστούν οι ελκυστικές δυνάμεις μεταξύ των μορίων διαλυτής ουσίας, καθιστώντας ευκολότερη τη διάσπαση και τη διάλυση.
* Αρχή του Le Chatelier: Αυτή η αρχή αναφέρει ότι εάν μια αλλαγή συνθηκών εφαρμόζεται σε ένα σύστημα σε ισορροπία, το σύστημα θα μετατοπιστεί σε μια κατεύθυνση που ανακουφίζει από το άγχος. Σε αυτή την περίπτωση, η αύξηση της θερμοκρασίας (προσθήκη θερμότητας) είναι η τάση. Το σύστημα μετατοπίζεται για να απορροφήσει αυτή τη θερμότητα με τη διάλυση περισσότερης διαλελυμένης ουσίας, αυξάνοντας έτσι τη διαλυτότητα.
Εξαιρέσεις από τον γενικό κανόνα:
Ενώ τα περισσότερα στερεά παρουσιάζουν αύξηση της διαλυτότητας με αυξανόμενη θερμοκρασία, υπάρχουν ορισμένες εξαιρέσεις. Αυτά περιλαμβάνουν:
* Αέρια: Τα αέρια γενικά γίνονται * λιγότερο * διαλυτά σε υγρά καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία.
* Ειδικά άλατα: Μερικά άλατα, όπως το θειικό λίθιο (li₂so₄), γίνονται * λιγότερο * διαλυτό καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία.
Πρακτικές εφαρμογές:
Η σχέση μεταξύ διαλυτότητας και θερμοκρασίας έχει πολλές πρακτικές εφαρμογές, όπως:
* Κρυστάλλωση: Θέρμανση ενός διαλύματος και στη συνέχεια ψύξη επιτρέπει την ελεγχόμενη βροχόπτωση των κρυστάλλων.
* Ανακρυσταλλοποίηση: Αυτή η τεχνική χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό των στερεών ενώσεων διαλύοντας τους σε ένα ζεστό διαλύτη και στη συνέχεια επιτρέποντας στη διάλυση να κρυώσει, προκαλώντας την επιθυμητή ένωση να κρυσταλλωτεί, ενώ οι ακαθαρσίες παραμένουν διαλυμένες.
* Ανύψωση σημείου βρασμού: Η προσθήκη διαλυμένης ουσίας σε έναν διαλύτη αυξάνει το σημείο βρασμού, το οποίο είναι σημαντικό για διάφορες διαδικασίες όπως το μαγείρεμα και τις βιομηχανικές εφαρμογές.
Συνοπτικά:
Για τα περισσότερα στερεά, η αύξηση της θερμοκρασίας γενικά αυξάνει τη διαλυτότητα τους σε υγρά. Αυτό οφείλεται στην αυξημένη ενέργεια που διατίθεται για να σπάσει τους δεσμούς που συγκρατούν το στερεό και το σύστημα μετατοπίζεται για να απορροφήσει την προστιθέμενη θερμότητα διαλύοντας περισσότερο διαλυτή ουσία.
