Jak Teplota Ovlivňuje Rozpustnost

rozpustnost látky je množství látky, které je nutné k formě nasyceného roztoku v daném množství rozpouštědla při dané teplotě. Rozpustnost se často měří jako gramy rozpuštěné látky na \(100 \: \ text{g}\) rozpouštědla. Rozpustnost chloridu sodného ve vodě je \(36.0 \: \text{g}\) za \(100 \: \text{g}\) vody na \(20^\text{o} \text{C}\). Teplota musí být specifikována, protože rozpustnost se mění s teplotou. U plynů musí být také specifikován tlak. Rozpustnost je specifická pro konkrétní rozpouštědlo. Rozpustnost materiálu ve vodě budeme považovat za rozpouštědlo.

rozpustnost většiny pevných látek se zvyšuje se zvyšující se teplotou. Účinek je však obtížné předvídat a velmi se liší od jedné rozpuštěné látky k druhé. Teplotní závislost rozpustnosti lze vizualizovat pomocí křivky rozpustnosti, grafu rozpustnosti vs. teploty (viz obrázek níže).

Všimněte si, jak teplotní závislost \(\ce{NaCl}\) je poměrně plochý, což znamená, že zvýšení teploty má relativně malý vliv na rozpustnost \(\ce{NaCl}\). Křivka pro \(\ce{KNO_3}\) je naopak velmi strmá, a tak zvýšení teploty dramaticky zvyšuje rozpustnost \(\ce{KNO_3}\).

několik látek – \(\ce{HCl}\), \(\ce{NH_3}\) a \(\ce{SO_2}\) – má rozpustnost, která klesá se zvyšující se teplotou. Jsou to všechny plyny při standardním tlaku. Když se rozpouštědlo s rozpuštěným plynem zahřeje, zvyšuje se kinetická energie rozpouštědla i rozpuštěné látky. Jako kinetická energie plynné rozpuštěné látky se zvyšuje, jeho molekuly mají větší tendenci uniknout přitažlivosti molekul rozpouštědla a vrátit se do plynné fáze. Proto se rozpustnost plynu snižuje se zvyšující se teplotou.

křivky rozpustnosti lze použít k určení, zda je daný roztok nasycený nebo nenasycený. Předpokládejme, že \(80\: \ text{g}\) z \(\ce{KNO_3}\) se přidá do \(100 \: \ text{g}\) vody na \(30^\text{o} \text{C}\). Podle křivky rozpustnosti se přibližně \(48\: \ text{g}\) z \(\ce{KNO_3}\) rozpustí na \(30^\text{o} \text{C}\). To znamená, že roztok bude nasycen, protože \(48 \: \ text{g}\) je menší než \(80 \: \ text{g}\). Můžeme také určit, že bude \(80 – 48 = 32 \: \text{g}\) nerozpuštěného \(\ce{KNO_3}\) zbývajícího na dně nádoby. Nyní předpokládejme, že toto nasycené řešení se zahřeje na \(60^\text{o} \text{C}\). Podle křivky je rozpustnost \(\ce{KNO_3}\) na \ (60^\text{o} \text{C}\) asi \(107 \: \ text{g}\). Nyní je roztok nenasycený, protože obsahuje pouze původní \(80 \: \ text{g}\) rozpuštěné rozpuštěné látky. Nyní předpokládejme, že se roztok ochladí až na \(0^\text{o} \text{C}\). Rozpustnost v \(0^\text{o} \text{C}\) je asi \(14 \: \text{g}\), což znamená, že \(80 – 14 = 66 \: \text{g}\), \(\ce{KNO_3}\) bude recrystallize.