Roztwory ciecz–stałe

W roztworze ciecz-stały ciało stałe rozpuszcza się, aż osiągnie swój limit rozpuszczalności – maksymalną ilość ciała stałego, która może się rozpuścić w danej objętości cieczy.

Gdy ten limit zostanie osiągnięty, mówi się, że rozwiązanie jest nasycone. Dalsze rozpuszczanie substancji rozpuszczonej powoduje przesycenie roztworu.

Dla idealnego roztworu ciecz-stały w stanie równowagi potencjał chemiczny nierozpuszczonej i rozpuszczonej substancji jest równy.

Traktując rozpuszczoną substancję jako składnik roztworu ciecz-ciecz, jej potencjał chemiczny można wyrazić za pomocą frakcji molowej.

Połączenie tych równań i przekształcenie wyrażenia daje ułamek molowy rozpuszczonej substancji rozpuszczonej.

Zastąpienie różnicy potencjałów chemicznych ujemną energią Gibbsa fuzji oraz uwzględnienie składników entalpii i entropii wyraża ułamek molowy w parametrach termodynamicznych.

Dodanie terminu dla temperatury topnienia substancji rozpuszczonej wiąże rozpuszczanie się z topnieniem, ponieważ substancje o wyższej temperaturze topnienia są mniej rozpuszczalne. Wprowadzenie temperatury topnienia substancji rozdziela wkłady entalpiczne i entropowe w różnych temperaturach.

Zakładając minimalną zależność entalpii i entropii od temperatury, otrzymujemy ostateczne równanie do obliczania rozpuszczalności stałych w roztworach.