Номер 700, страница 123 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

700. Какие факторы влияют на растворимость веществ в воде? Перечислите и охарактеризуйте их.

Растворимость – это способность вещества растворяться в том или ином растворителе, образуя гомогенную (однородную) систему. На растворимость веществ в воде, которая является полярным растворителем, влияет несколько ключевых факторов.

Основной принцип растворимости гласит: «подобное растворяется в подобном». Это означает, что вещества со схожим типом химической связи и строением молекул склонны растворяться друг в друге.

Вода ($H_2O$) является полярным растворителем, так как её молекулы представляют собой диполи. Поэтому в воде хорошо растворяются:

• Ионные соединения (соли, щелочи, некоторые кислоты), которые диссоциируют на ионы. Например, поваренная соль ($NaCl$) растворяется в воде, распадаясь на ионы натрия и хлора: $ \text{NaCl}_{\text{(тв)}} \xrightarrow{H_2O} \text{Na}^{+}_{\text{(водн)}} + \text{Cl}^{-}_{\text{(водн)}} $.
• Полярные ковалентные соединения, способные образовывать водородные связи с молекулами воды, например, сахар (сахароза), спирты (этанол), аммиак.

Неполярные вещества, такие как масло, жиры, бензин, керосин, в воде практически не растворяются, так как силы взаимодействия между их молекулами и молекулами воды значительно слабее, чем силы, удерживающие молекулы воды вместе.

Влияние температуры на растворимость зависит от агрегатного состояния вещества и теплового эффекта процесса растворения.

• Для большинства твердых веществ: растворимость увеличивается с повышением температуры. Это связано с тем, что их растворение – процесс эндотермический (идет с поглощением тепла). Согласно принципу Ле Шателье, повышение температуры сдвигает равновесие в сторону эндотермической реакции, то есть в сторону растворения. Например, растворимость нитрата калия ($KNO_3$) значительно возрастает при нагревании. Однако существуют исключения, например, растворимость сульфата лития ($Li_2SO_4$) и гидроксида кальция ($Ca(OH)_2$) с ростом температуры уменьшается, так как их растворение – процесс экзотермический (идет с выделением тепла).
• Для газов: растворимость всех газов в воде уменьшается с повышением температуры. Растворение газов всегда является экзотермическим процессом. Поэтому нагревание смещает равновесие в сторону исходных веществ, то есть газ выделяется из раствора. Классический пример – газированные напитки, которые при нагревании быстрее «выдыхаются» (теряют растворенный углекислый газ $CO_2$).

Влияние давления на растворимость существенно только для газообразных веществ.

• Для газов: растворимость газа в жидкости прямо пропорциональна его парциальному давлению над поверхностью жидкости (закон Генри). Чем выше давление, тем больше молекул газа «вдавливается» в растворитель и растворяется в нем. Этот принцип используется при производстве газированных напитков, которые насыщают углекислым газом под высоким давлением. При открытии бутылки давление резко падает, что приводит к снижению растворимости $CO_2$ и его бурному выделению в виде пузырьков.
• Для твердых и жидких веществ: изменение давления практически не оказывает влияния на их растворимость в воде, так как жидкости и твердые тела малосжимаемы.

Стоит также отметить, что такие факторы, как перемешивание или степень измельчения твердого вещества, не влияют на саму величину растворимости, а лишь на скорость ее достижения.

Ответ: На растворимость веществ в воде влияют три основных фактора: 1) природа растворяемого вещества и растворителя (полярные и ионные вещества хорошо растворяются в полярной воде, а неполярные — плохо); 2) температура (растворимость большинства твердых веществ с ростом температуры увеличивается, а газов — уменьшается); 3) давление (существенно влияет только на растворимость газов, которая увеличивается с ростом давления).