용해도란 무엇입니까?

화학에서 용해도가 무엇인지, 어떤 요인이 용해도에 영향을 미치는지 설명합니다. 또한 용해도곱은 무엇인지, 다양한 예시는 무엇인지 알아보겠습니다.


용해도는 한 물질이 다른 물질에 용해되는 능력입니다.

용해도란 무엇입니까?

화학 에서 용해도는 신체 또는 특정 물질 (용질이라고 함 )이 특정 매질( 용매 라고 함 ) 에 용해되는 능력입니다 . 즉, 특정 환경 조건에서 용매가 수용할 수 있는 용질 의 최대량 입니다 .

용질은 특정 용매에 녹는 물질입니다. 고체 , 액체 , 기체 일 수 있습니다 . 일반적으로 용질은 용액의 용매보다 적은 양으로 발견 됩니다 .

용매 또는 용매는 특정 용질이 용해되는 물질입니다. 일반적으로 용매는 용액의 용질보다 더 많은 양으로 발견됩니다.

용해도는 예를 들어 몰농도 또는 몰랄농도와 같은 농도 단위를 사용하여 표현될 수 있습니다 .

몰농도(몰농도라고 함)는 용액 1리터당 용질의 몰수(또는 등가 단위)로 정의되며 다음과 같이 계산됩니다.

어디:

  • 엠(엑스). 물질 X 의 몰 농도는 mol/L로 표시됩니다.
  • 엔(엑스).  몰 (mol) 로 표현된 물질 X 의 물질량입니다.
  • 브이(엑스).  리터(L) 또는 이에 상응하는 단위로 표시되는 용액의 부피입니다 .

몰농도(몰랄농도라고도 함)는 용매 1kg에 들어 있는 용질의 몰수로 정의되며 다음과 같이 계산됩니다.

어디:

  • m(엑스).  mol/(용매 kg)으로 표현되는 물질 X 의 몰농도입니다
  • 엔(엑스). 몰(mol)로 표현된 물질 X  의 물질량입니다
  • m(kg으로 표시되는 용매).  kg으로 표시되는 용매의 질량 입니다

그러나 용해도는 모든 물질의 보편적인 특성은 아닙니다. 일부는 쉽게 용해되고 일부는 더 어려워지며 일부는 단순히 용해되지 않습니다.

그것은 또한 우리가 혼합하는 물질에 따라 달라집니다. 예를 들어 일반적으로 만능용매라고 불리는 물은 기름을 완전히 녹일 수 없습니다 .

그러나 용매가 용질을 용해시키더라도 어느 정도 용해가 이루어지므로 용액을 다음과 같이 분류할 수 있습니다.

  • 가득한. 더 이상 용질을 녹일 수 없는 경우, 즉 용액에 용매가 허용하는 최대 용질이 있는 경우입니다.
  • 불포화. 더 많은 용질이 용액에 계속 용해될 수 있을 때.
  • 과포화. 용액에 녹을 수 있는 것보다 더 많은 용질이 있을 때. 과포화 용액은 온도와 같은 특정 조건을 수정하여 용액이 지원하는 최대치보다 더 많은 용질을 용해시킴으로써 달성될 수 있습니다.

참조: 용질 및 용매

용해도에 영향을 미치는 요인


온도를 높이면 물질의 용해도를 변경할 수 있습니다.
원칙적으로 물질의 용해도는 우리가 어떤 물질과 혼합하는지에 따라 달라집니다. 대체로 물질은 다음과 같이 분류됩니다.

  • 수용성. 이는 물에 더 쉽게(또는 완전히) 용해될 수 있는 물질입니다.
  • 지용성. 이는 오일에 더 쉽게 용해될 수 있는 것입니다.

반면에 물질의 용해도는 다음 요소에 따라 달라집니다.

온도 . 일부 예외가 있지만 대부분의 고체는 온도가 증가함에 따라 물에 대한 용해도가 증가합니다. 유기 화합물은 일반적으로 온도가 증가함에 따라 용해도도 증가합니다. 온도가 증가함에 따라 용해도가 증가하는 것은 용질 입자 와 용매 사이의 상호 작용이 증가하여 그들 사이의 분자간 힘이 깨질 수 있기때문입니다반면, 기체 용질은 온도가 증가함에 따라 유기 용매에 대한 용해도가 증가하지만 온도가 증가함에 따라 기체가 액체에서 빠져나가는 경향이 있기 때문에 물에 대한 용해도가 감소하기 때문에 다른 거동을 갖습니다.

예를 들어, 물 한 컵은 초과분이 바닥에 침전되기 시작할 때까지 일정량의 설탕을 용해시킵니다. 상기 물 한 잔을 가열하면 초과분이 어떻게 사라지기 시작하여 용매에서 용질의 용해도가 증가하는지 알 수 있습니다.

압력 . 압력은 주로 기체 용질의 용해도에 영향을 미칩니다. 기체 용질의 압력을 높이면 특정 용매에 대한 용해도가 증가합니다.

용질과 용매의 성질. 같은 극성을 가진 물질은 서로 용해되는데, 여기서 “like는 like처럼 용해된다”라는 문구가 나옵니다. 그러나 용질과 용매의 극성이 다른 경우에는 용질과 용매가 부분적으로 용해될 수 있는 중간 극성 범위가 항상 존재하지만 서로 완전히 용해되지 않습니다.

극성은 구조에서 전하를 분리하려는 경향이 있는 화합물 의 특성입니다 .

극성 분자는 전기 음성도가 매우 다른 원자로 구성되는 반면, 비극성 분자는 전기 음성도 가 동일한 원자로 구성됩니다 .

그러나 분자의 극성은 구조의 대칭에 의해서도 결정됩니다. 따라서 전기음성도가 다른 원자로 형성된 분자가 있을 수 있지만 분자 구조에서는 쌍극자가 상쇄되고 최종적으로 분자가 상쇄되는 방식으로 배열됩니다. 비극성입니다.

동요. 용액을 흔들거나 휘젓는 것은 용질과 용매 사이의 더 큰 상호 작용에 기여하므로 용질의 용해도를 증가시킵니다.

참조: 반 데르 발스 힘

용해성 제품

용해도 곱 또는 이온 곱( K sol 또는 K s 로 약칭)에 관해 이야기할 때 , 화합물을 형성하는 이온 의 몰 농도를 평형 방정식의 각 화학양론적 지수로 올린 곱을 말합니다 . 따라서 K sol이 높을수록 화합물의 가용성이 높아집니다. 이는 평형 방정식을 고려하여 다음 공식으로 표현됩니다.

어디:

  • Ksol. 용해도의 산물입니다.
  • [Cn + ] m . 이는 화학양론적 계수 m 으로 상승된 양이온의 몰 농도입니다.
  • [A m- ] n . 이는 화학양론적 계수 n 으로 상승된 음이온의 몰 농도입니다.

용해도의 예


음료수에서는 가스를 열 때까지 가스가 용해됩니다.

  • 소금이 물에 용해되었습니다. 일반 소금(염화나트륨, NaCl)은 물의 온도가 20°C인 한 리터당 360g의 비율로 물에 쉽게 녹습니다. 용매의 온도를 높이면 우리가 녹일 수 있는 소금의 양이 늘어납니다.
  • 탄산 음료. 우리가 매일 섭취하는 캔이나 병에 담긴 청량음료에는 내부에 일정량의 이산화탄소 (CO 2 ) 가스가 용해되어 있기 때문에 특유의 거품이 발생합니다. 이를 달성하기 위해 업계에서는 매우 높은 압력 조건에서 혼합물을 과포화시킵니다 . 따라서 이를 발견하면 압력이 균형을 이루고 가스 누출이 시작됩니다.
  • 요오드화 솔루션. 요오드는 물에 용해되지 않기 때문에 물로는 만들 수 없는 표면 상처를 치료하기 위해 요오드 용액을 자주 사용합니다. 이것이 바로 용해도가 향상되고 혼합물이 생성될 수 있는 알코올을 사용하는 이유입니다 .
  • 우유를 넣은 커피. 우유를 넣은 커피를 만들기 위해 우리는 우유를 인퓨젼에 넣고 섞이면서 색깔 이 어떻게 변하는지 관찰합니다. 두 물질의 용해도 속도는 온도에 따라 증가하므로 이는 항상 뜨거운 커피에서 수행됩니다. 그러나 물질이 식을 때까지 기다리면 용액이 더 빨리 포화되기 때문에 표면에 크림이 형성되는 것을 볼 수 있습니다.

계속 진행: 화학 용액