용해도(Solubility)는 용질이 용매에 용해되는 능력을 측정한 것입니다. 다른 용질은 다른 용해도를 가지고 있습니다. 예를 들어, 염화나트륨은 물 100ml에 39g의 용해도를 갖는 반면 염화은은 0.002g에 불과합니다.
왜 그럴까요? 용해도는 용질과 용매 모두의 물리적 및 화학적 특성에 따라 달라집니다. 당신은 이것을 직접 보았습니다. 예를 들어, 버터는 물에 녹지 않지만 올리브 오일에는 녹는다는 것을 알고 있습니다.
'like dissolves like'라는 용어는 용매가 유사한 극성을 가진 용질을 용해시킨다는 것을 상기시킵니다. 따라서 극성 용매는 극성 용질을 용해시키는 반면 비극성 용매는 비극성 용질을 용해합니다. 또한 pH, 온도 및 압력과 같은 다른 요인을 통해 용해도에 영향을 줄 수 있습니다.
예를 들어, 용해도는 일반적으로 온도가 증가함에 따라 증가합니다. 아이스 커피와 뜨거운 커피에 설탕을 녹이는 것을 생각해 보십시오. 이제 용질이 용매에 용해되면 용해될 수 있는 양만 있습니다. 이 한계에 도달하면 해리된 이온은 고체와 평형을 이루고 용액은 포화 상태가 됩니다. 이것은 용질을 더 많이 추가해도 용해되지 않는다는 것을 의미합니다.
우리는 평형 상수 Kc 를 사용하여 이 평형을 정량화할 수 있습니다. 이 방정식은 분자에 용해된 생성물의 농도와 분모에 있는 반응물의 농도를 사용하며, 각각은 화학량론적 계수의 거듭제곱으로 증가합니다. 우리는 이 평형 상수를 사용하여 용해 과정이 초기 용해되지 않은 상태에서 최종 용해 상태로 이동할 때 발생하는 열역학을 이해할 수 있습니다.
용액의 엔탈피 H는 시스템의 총 열 함량에 대한 정량적 측정이며 ΔH는 이 열 함량의 변화를 설명합니다. ΔH가 양수이면 반응이 열을 흡수했거나 흡열임을 나타냅니다. ΔH가 음수이면 반응이 열을 방출하거나 발열성을 나타냅니다. 다음으로, 엔트로피 S는 시스템의 무질서 정도를 나타냅니다. ΔS는 가역적 반응의 경우 0이지만, 시스템의 무질서가 증가하는 것을 선호하기 때문에 그렇지 않으면 긍정적입니다.
마지막으로, Gibbs 자유 에너지 G는 작업을 수행하는 데 사용할 수 있는 에너지의 척도입니다. ΔH 및 ΔS로 계산되며 온도에 따라 달라집니다. ΔG가 양수일 때 반응은 자발적이지 않으며 반응이 진행되려면 에너지를 투입해야 합니다. ΔG가 0보다 작으면 반응이 자발적임을 나타냅니다.
이러한 특성은 용질이 용매에 어떻게 용해되는지에 대해 많은 것을 알려줍니다. 예를 들어, 엔탈피와 엔트로피를 사용하여 용질이 정렬된 결정 형태로 용해되지 않은 상태로 유지되는 것을 선호하는지 아니면 용액에서 무질서한 상태로 유지되는 것을 선호하는지 여부를 알 수 있습니다. 그리고 우리는 깁스 에너지를 사용하여 물질을 용해시키기 위해 열을 통해 에너지를 투입해야 하는지 여부를 알 수 있습니다.
이 실험실에서는 다양한 온도에서 화합물의 용해도를 탐색하고 적정을 사용하여 포화 용액의 정확한 농도를 측정합니다. 그런 다음 데이터를 사용하여 용해의 열역학적 특성을 계산합니다.
가용성
용해도 (Solubility)는 주어진 부피의 특정 용매에 얼마나 많은 용질이 용해 될 수 있는지를 설명합니다. 용해도는 일반적으로 용매 부피당 용질 질량 또는 용매 질량당 용질 질량으로 보고됩니다. 예를 들어, 실온에서 물에 대한 염화나트륨의 용해도는 물 10…