- גורמים עיקריים המשפיעים על מסיסות
- 1 - קוטביות
- 2- השפעת היון המשותף
- 3 - טמפרטורה
- לחץ 4
- 5 - אופי המומס
- 6- גורמים מכניים
- הפניות
הגורמים העיקריים המשפיעים על מסיסות הם קוטביות, אפקט היונים הנפוץ, טמפרטורה, לחץ, אופי המומס וגורמים מכניים. מסיסות היא היכולת של חומר כימי מוצק, נוזלי או גזי (המכונה המומס) להתמוסס בממס (בדרך כלל נוזל) וליצור תמיסה.
המסיסות של חומר תלויה מיסודה בממס המשמש, כמו גם בטמפרטורה ולחץ. המסיסות של חומר בממס מסוים נמדדת על ידי ריכוז התמיסה הרוויה.
תמיסה נחשבת רוויה כאשר תוספת של מומסים נוספים כבר לא מגדילה את ריכוז התמיסה.
דרגת המסיסות משתנה במידה רבה בהתאם לחומרים, ממיסים באופן אינסופי (מעורבבים לחלוטין), כמו אתנול במים, למיסים מעט, כמו כלוריד כסף במים. המונח "בלתי מסיס" מיושם לרוב על תרכובות מסיסות גרועות (Boundless, SF).
חומרים מסוימים מסיסים בכל הפרופורציות עם ממס נתון, כמו אתנול במים, מאפיין זה ידוע כמעורבנות.
בתנאים שונים ניתן לחרוג ממיסות שיווי המשקל בכדי לתת פיתרון מה שנקרא-על-רווי (Solubility, SF).
גורמים עיקריים המשפיעים על מסיסות
1 - קוטביות
ברוב המקרים מומסים מומסים בממסים בעלי קוטביות דומה. כימאים משתמשים באפוריזם פופולרי כדי לתאר מאפיין זה של מומסים וממסים: "כמו מתמוסס כמו."
מומסים שאינם קוטביים אינם מתמוססים בממסים קוטביים ולהיפך (חינוך מקוון, SF).
2- השפעת היון המשותף
השפעת היונים הנפוצה היא מונח המתאר את הירידה בפיסות של תרכובת יונית כאשר מוסף לתערובת מלח המכיל יון שכבר קיים בשיווי משקל כימי.
השפעה זו מוסברת בצורה הטובה ביותר על ידי העיקרון של לה שאטליר. תאר לעצמך אם התרכובת היונית המסיסה מעט סידן סולפט, CaSO 4 , נוספה למים. המשוואה היונית נטו עבור שיווי המשקל הכימי שנוצר היא כדלקמן:
CaSO4 (ים) ⇌Ca2 + (aq) + SO42− (aq)
סידן גופרתי מסיס מעט. בשיווי משקל, רוב הסידן והגולפטים קיימים בצורה המוצקה של סידן סולפט.
נניח שהתמיסת הנחושת הגופרת הנחושת המסיסה (CuSO 4 ) נוספה לפתרון. נחושת גופרתי מסיסה; לכן ההשפעה העיקרית היחידה שלה על המשוואה היונית נטו היא תוספת של עוד יוני סולפט (SO 4 2- ).
CuSO4 (ים) ⇌Cu2 + (aq) + SO42− (aq)
יוני סולפט המנותקים מגופרת נחושת כבר קיימים (נפוצים) בתערובת מהדיסוציאציה הקלה של סידן סולפט.
לכן, תוספת זו של יוני סולפט מדגישה את שיווי המשקל שנקבעו בעבר.
העיקרון של לה שאטלייה מכתיב כי לחץ נוסף בצד זה של מוצר שיווי המשקל גורם לתזוזת שיווי המשקל לכיוון הצד המגיבים כדי להקל על הלחץ החדש הזה.
עקב המעבר לכיוון הצד המגיב, מסיסות עוד יותר המסיסות של סידן סולפט מעט מסיס (Erica Tran, 2016).
3 - טמפרטורה
לטמפרטורה השפעה ישירה על המסיסות. עבור מרבית המוצקים היוניים, העלאת הטמפרטורה מעלה את מהירות הפיתרון שניתן לייצר.
ככל שהטמפרטורה עולה, החלקיקים המוצקים נעים מהר יותר, מה שמגדיל את הסיכוי שהם יפעלו עם חלקיקים רבים יותר של הממס. זה מביא לעלייה בשיעור ייצור הפיתרון.
הטמפרטורה יכולה גם להגדיל את כמות המומסים שניתן להמיס בממס. באופן כללי, ככל שהטמפרטורה עולה, יותר חלקיקים מומסים מתמוססים.
לדוגמא, הוספת סוכר שולחן למים היא שיטה קלה לייצור פיתרון. כאשר תמיסה זו מחוממת ומוסיפים סוכר, נמצא כי ניתן להוסיף כמויות גדולות של סוכר ככל שהטמפרטורה ממשיכה לעלות.
הסיבה לכך היא שככל שהטמפרטורה עולה, הכוחות הבין-מולקולריים יכולים להישבר ביתר קלות, מה שמאפשר למשוך יותר חלקיקי מומסים לחלקיקי הממס.
עם זאת, ישנן דוגמאות נוספות, שבהעלאת הטמפרטורה השפעה מועטה מאוד על כמות המיסים שניתן להמיס.
מלח שולחן הוא דוגמה טובה: ניתן להמיס בערך אותה כמות של מלח שולחן במי קרח במים רותחים.
עבור כל הגזים, ככל שהטמפרטורה עולה, המסיסות יורדת. ניתן להשתמש בתיאוריה מולקולרית קינטית כדי להסביר תופעה זו.
ככל שהטמפרטורה עולה, מולקולות הגז נעות מהר יותר ומסוגלות לברוח מהנוזל. מסיסות הגז פוחתת אז.
איור 1: גרף של מסיסות לעומת טמפרטורה.
כשמסתכלים על הגרף שלהלן, גז האמוניה, NH3, מראה על ירידה חזקה במומסות עם עליית הטמפרטורה, ואילו כל המוצקים היוניים מראים עלייה במומסיות עם עליית הטמפרטורה (CK-12 Foundation, SF) .
לחץ 4
הגורם השני, לחץ, משפיע על מסיסות הגז בנוזל אך לעולם לא של מוצק שמתמוסס בנוזל.
כאשר מופעל לחץ על גז הנמצא מעל פני השטח של ממס, הגז יעבור לממס ויתפוס חלק מהמרווחים בין חלקיקי הממס.
דוגמא טובה היא סודה מוגזת. לחץ מופעל על מנת להכריח את מולקולות ה- CO2 לסודה. ההיפך הוא הנכון. כאשר לחץ הגז פוחת, מסיסותו של אותו גז פוחתת גם כן.
כשפותחים פחית סודה, הלחץ בסודה צונח, כך שהגז מתחיל לצאת מיידית מהפתרון.
פחמן דו חמצני המאוחסן בסודה משתחרר, וניתן לראות את הגלישה על פני הנוזל. אם אתה משאיר פחית סודה פתוחה לפרק זמן, ייתכן שתבחין בכך שהמשקה מתפשט בגלל אובדן דו תחמוצת הפחמן.
גורם לחץ גז זה בא לידי ביטוי בחוקו של הנרי. החוק של הנרי קובע כי בטמפרטורה נתונה, מסיסות הגז בנוזל פרופורציונלית ללחץ החלקי של הגז שמעל הנוזל.
דוגמה לחוקו של הנרי מתרחשת בצלילה. כאשר אדם צולל למים עמוקים, הלחץ עולה יותר וגזים מתמוססים בדם.
תוך כדי עלייתו מצלילת מים עמוקים, הצולל צריך לחזור אל פני המים במהירות איטית מאוד כדי לאפשר לכל הגזים המומסים להשאיר את הדם באטיות רבה.
אם אדם עולה מהר מדי, מצב חירום רפואי יכול להתרחש בגלל גזים שעוזבים את הדם מהר מדי (Papapodcasts, 2010).
5 - אופי המומס
אופי המומס והממס ונוכחות כימיקלים אחרים בתמיסה משפיעים על המסיסות.
לדוגמא, ניתן להמיס יותר סוכר במים מאשר מלח במים. במקרה זה, אומרים שהסוכר מסיס יותר.
אתנול במים מסיסים לחלוטין זה עם זה. במקרה ספציפי זה הממס יהיה התרכובת שנמצאת בכמות גדולה יותר.
גודל המומס הוא גם גורם חשוב. ככל שמולקולות המומס גדולות יותר, כך גדל משקלו המולקולרי וגודלו. למולקולות ממס קשה יותר להקיף מולקולות גדולות יותר.
אם לא נכללים כל הגורמים שהוזכרו לעיל, ניתן למצוא כלל אצבע כללי שחלקיקים גדולים יותר בדרך כלל פחות מסיסים.
אם הלחץ והטמפרטורה זהים בין שני מומסים באותה קוטביות, זה עם חלקיקים קטנים יותר הוא בדרך כלל מסיס יותר (גורמים המשפיעים על מסיסות, SF).
6- גורמים מכניים
בניגוד לקצב הפירוק, התלוי בעיקר בטמפרטורה, קצב ההתגבשות תלוי בריכוז המומס על פני סריג הגביש, אשר מועדף כאשר פיתרון אינו ניתן.
לכן, תסיסה של הפתרון מונעת הצטברות זו, מה שממקסם את הפירוק. (טיפים של רוויה, 2014).
הפניות
- (SF). מְסִיסוּת. התאושש מ- boundles.com.
- קרן CK-12. (SF). גורמים המשפיעים על מסיסות. התאושש מ- ck12.org.
- חינוך מקוון. (SF). גורמים המשפיעים על מסיסות. התאושש מ- solubilityofthings.com.
- אריקה טראן, DL (2016, 28 בנובמבר). מסיסות וגורמים המשפיעים על מסיסות. התאושש ב- chem.libretexts.org.
- גורמים המשפיעים על מסיסות. (SF). התאושש מ- sciencesource.pearsoncanada.ca.
- (2010, 1 במרץ). גורמים המשפיעים על מסיסות חלק 4. התאושש מ- youtube.com.
- מְסִיסוּת. (SF). התאושש מ- chemed.chem.purdue.ed.
- טיפות של רוויה. (2014, 26 ביוני). התאושש מכימיה libretex.org.