hvordan temperatur påvirker opløselighed

opløseligheden af et stof er den mængde af det stof, der kræves for at danne en mættet opløsning i en given mængde opløsningsmiddel ved en bestemt temperatur. Opløselighed måles ofte som gram opløst stof pr. \(100\: \ tekst{g}\) opløsningsmiddel. Opløseligheden af natriumchlorid i vand er \(36,0 \: \tekst{g}\) pr \(100 \: \tekst{g}\) vand ved \(20^\tekst{o} \Tekst{C}\). Temperaturen skal angives, da opløseligheden varierer med temperaturen. For gasser skal trykket også specificeres. Opløselighed er specifik for et bestemt opløsningsmiddel. Vi vil overveje opløselighed af materiale i vand som opløsningsmiddel.

opløseligheden af størstedelen af faste stoffer stiger, når temperaturen stiger. Effekten er imidlertid vanskelig at forudsige og varierer meget fra et opløst stof til et andet. Temperaturafhængigheden af opløselighed kan visualiseres ved hjælp af en opløselighedskurve, en graf over opløseligheden vs. temperatur (se figur nedenfor).

bemærk, hvordan temperaturafhængigheden af \(\ce{NaCl}\) er ret flad, hvilket betyder, at en stigning i temperaturen har relativt lille effekt på opløseligheden af \(\ce{NaCl}\). Kurven for \(\ce{KNO_3}\) er på den anden side meget stejl, og en stigning i temperaturen øger opløseligheden af \(\ce{KNO_3}\) dramatisk.

flere stoffer – \(\ce{HCl}\), \(\ce{NH_3}\) og \(\ce{SO_2}\) – har opløselighed, der falder, når temperaturen stiger. De er alle gasser ved standardtryk. Når et opløsningsmiddel med en gas opløst i det opvarmes, øges den kinetiske energi af både opløsningsmidlet og opløst stof. Når den kinetiske energi i det gasformige opløste stof stiger, har dets molekyler en større tendens til at undslippe tiltrækningen af opløsningsmiddelmolekylerne og vende tilbage til gasfasen. Derfor falder opløseligheden af en gas, når temperaturen stiger.Opløselighedskurver kan bruges til at bestemme, om en given opløsning er mættet eller umættet. Antag, at \(80\: \ tekst{g}\) af \(\ce{KNO_3}\) føjes til \(100 \: \tekst{g}\) vand ved \(30^\tekst{o} \Tekst{C}\). I henhold til opløselighedskurven opløses ca. \(48 \: \tekst{g}\) af \(\ce{KNO_3}\) ved \(30^\tekst{o} \Tekst{C}\). Dette betyder, at opløsningen bliver mættet, da \(48 \: \tekst{g}\) er mindre end \(80 \: \tekst{g}\). Vi kan også bestemme, at der vil være \(80 – 48 = 32 \: \tekst{g}\) af uopløst \(\ce{KNO_3}\) forbliver i bunden af beholderen. Antag nu, at denne mættede opløsning opvarmes til \(60^\tekst{o} \Tekst{C}\). Ifølge kurven er opløseligheden af \(\ce{KNO_3}\) ved \(60^\tekst{o} \Tekst{C}\) omkring \(107 \: \tekst{g}\). Nu er opløsningen umættet, da den kun indeholder den oprindelige \(80 \: \tekst{g}\) af opløst opløst stof. Antag nu, at opløsningen afkøles helt ned til \(0^\tekst{o} \Tekst{C}\). Opløseligheden ved \(0^\tekst{o} \ Tekst{C}\) handler om \(14 \: \tekst{g}\), hvilket betyder, at \(80 – 14 = 66 \: \tekst{g}\) af \(\ce{KNO_3}\) vil omkrystallisere.