אנו מסבירים מהי מסיסות בכימיה ואיזה גורמים משפיעים עליה. כמו כן, מהו תוצר המסיסות ודוגמאות שונות.
מהי מסיסות?
ב כִּימִיָה, מסיסות היא היכולת של גוף או א חומר נקבע (התקשר מומס) להתמוסס במדיום מסוים (נקרא מֵמֵס); כלומר, זוהי הכמות המקסימלית של a מומס שממס יכול לקבל בתנאים סביבתיים מסוימים.
המומס הוא החומר שמתמוסס בממס מסוים. זה יכול להיות א מוצק, א נוזל או א גַז. באופן כללי, המומס נמצא בכמות פחותה מהממס ב-a התפרקות.
הממס או הממס הוא החומר שבו מומס מסוים מתמוסס. ממס נמצא בדרך כלל בכמות גדולה יותר מאשר מומס בתמיסה.
מסיסות יכולה להתבטא ביחידות ריכוז, כמו מולריות או מולאליות, למשל.
ריכוז מולארי (הכוונה למולריות) מוגדר כמספר מולות של מומס לליטר תמיסה (או יחידה שווה ערך), והוא מחושב באופן הבא:
איפה:
- M (X). מולריות של החומר איקס מבוטא במול / ל.
- n (X). כמות החומר של החומר איקס לידי ביטוי שומות (מול).
- V (X). כרך של פירוק מבוטא בליטר (L) או יחידות שוות.
ריכוז מולאלי (המכונה מולאליות) מוגדר כמספר מולות של מומס בק"ג אחד של ממס, והוא מחושב באופן הבא:
איפה:
- מ' (X). זוהי המוליות של החומר איקס מבוטא במול / (ק"ג של ממס).
- n (X). זוהי כמות החומר של החומר איקס מתבטא בשומות (מול).
- m (ממס מבוטא בק"ג). האם ה מסה ממס מבוטא בק"ג.
עם זאת, מסיסות אינה מאפיין אוניברסלי של כל החומרים. חלקם מתמוססים בקלות, אחרים קשה יותר, וחלקם פשוט לא מתמוססים.
הכל תלוי גם באילו חומרים אנחנו מערבבים. ה מים, המכונה בדרך כלל הממס האוניברסלי, אינו יכול להמיס שמן לחלוטין, למשל.
אבל גם כאשר ממס מצליח להמיס מומס, הוא עושה זאת במידה מסוימת, שבגללה ניתן לסווג פתרונות ל:
- רָווּי. כאשר לא ניתן להמיס יותר מומס, כלומר כאשר לתמיסה יש את המקסימום המומס שהממס תומך בו.
- בלתי רווי כאשר אתה יכול להמשיך להמיס יותר מומס בתמיסה.
- רווי יתר כאשר בתמיסה יש יותר מומס ממה שהיא יכולה להתמוסס. ניתן להשיג פתרון רווי על ידי שינוי תנאים מסוימים, כגון טמפרטורה, כך שיותר מומס יתמוסס מהמקסימום שניתן להמיס.
גורמים המשפיעים על מסיסות
באופן עקרוני, מסיסותו של חומר תלויה באיזה חומר אנחנו מערבבים אותו. באופן כללי, חומרים מסווגים ל:
- מסיס במים. הם אלה שיכולים להתמוסס בקלות רבה יותר (או לחלוטין) במים.
- מסיס שומן. הם אלה שיכולים להתמוסס בקלות רבה יותר בשמנים.
מצד שני, מסיסות החומרים תלויה בגורמים הבאים:
טֶמפֶּרָטוּרָה. רוב המוצקים מגבירים את מסיסותם במים עם עליית הטמפרטורה, אם כי יש כמה יוצאי דופן. גם תרכובות אורגניות, באופן כללי, מגדילות את מסיסותן עם עליית הטמפרטורה. עלייה זו במסיסות עם עליית הטמפרטורה נובעת מהאינטראקציות המוגברות בין חלקיקים שֶׁל מומס וממס, כך שניתן לשבור את הכוחות הבין-מולקולריים ביניהם. מצד שני, לממסים גזים יש התנהגות שונה, שכן כאשר הטמפרטורה עולה, מסיסותם בממיסים אורגניים עולה, אך היא פוחתת במים מכיוון שהגז נוטה לברוח מהנוזל עם עליית הטמפרטורה.
למשל, כוס מים ממיסה כמות מסויימת של סוכר, עד שהעודף מתחיל להתייצב לתחתית. אם נחמם את כוס המים הזו, נבחין כיצד העודף מתחיל להיעלם, מה שמגביר את מסיסותו של המומס בממס.
לַחַץ. לחץ משפיע בעיקר על מסיסות המומסים הגזים. על ידי הגדלת הלחץ של מומס גזי, מסיסותו בממס מסוים עולה.
אופי המומס והממס. חומרים בעלי קוטביות זהה מסיסים זה בזה, ומכאן הביטוי: "דומה מתמוסס דומה". עם זאת, כאשר לממס ולממס יש קוטביות שונה, הם בלתי מסיסים לחלוטין זה בזה, אם כי תמיד יש מגוון של קוטביות ביניים שבה מומס וממס יכולים להיות מסיסים חלקית.
קוטביות היא תכונה של תרכובות כימיות יש להם נטייה להפריד מטענים חשמליים במבנה שלהם.
ה מולקולות מולקולות קוטביות מורכבות מאטומים שהאלקטרושליליות שלהם שונה מאוד, בעוד מולקולות לא קוטביות מורכבות מ אטומים עם אלקטרושליליות שווה.
אבל הקוטביות של מולקולה נקבעת גם על ידי הסימטריה של המבנה שלה, אז אולי יש מולקולות המורכבות מאטומים שהאלקטרושליליות שלהם שונה, אבל הם מסודרים בצורה כזו במבנה המולקולרי שהדיפולים שלהם ולבסוף המולקולה מבטלים הוא א-קוטבי.
תסיסה. ניעור או ערבוב של התמיסות מגבירים את מסיסותו של המומס, מכיוון שהוא תורם לאינטראקציה גדולה יותר בין המומס לממס.
מוצר מסיסות
כשמדברים על תוצר מסיסות או תוצר יוני (בקיצור קרק קs), אנו מתייחסים לתוצר של הריכוזים המולאריים של ה יונים היוצרים תרכובת, המועלים לאינדקס הסטוכיומטרי של משוואת שיווי המשקל. לפיכך, ככל שה- קsol, ככל שהתרכובת תהיה מסיסה יותר. זה בא לידי ביטוי בנוסחה הבאה, בהתחשב במשוואת שיווי המשקל:
איפה:
- קסול. זה תוצר המסיסות.
- [Cn +] מ. זהו הריכוז המולארי של הקטיון המועלה למקדם הסטוכיומטרי M.
- [אם-] נ. זהו הריכוז המולארי של האניון המועלה למקדם הסטוכיומטרי נ.
דוגמאות למסיסות
- מלח מומס במים. מלח רגיל (נתרן כלורי, NaCl) מתמוסס בקלות במים, בקצב של 360 גרם לליטר, כל עוד המים בטמפרטורה של 20ºC. אם נעלה את הטמפרטורה של הממס, כמות המלח שנוכל להמיס תגדל.
- משקאות תוססים למשקאות מוגזים משומרים או בבקבוקים שאנו צורכים מדי יום יש כמות של פחמן דו חמצני (CO2) גזים מומסים בפנים שלהם, ולכן יש להם מבעבעים האופייניים להם. כדי להשיג זאת, תעשיות להרוות יתר על המידה את תַעֲרוֹבֶת בתנאי לחץ גבוהים מאוד. לכן, כאשר אנו חושפים אותם, הלחץ מתאזן ומתחילה דליפת גז.
- תמיסות יוד. לעתים קרובות אנו משתמשים בתמיסות יוד לריפוי פצעים שטחיים, שלא ניתן לעשותם במים, שכן יוד אינו מסיס בהם. לכן הם משתמשים כּוֹהֶל, ששיעור המסיסות שלו משפר ומאפשר את הפקת התערובת.
- קפה עם חלב. כדי להכין קפה עם חלב, אנו מוסיפים את החלב לחליטה וצופים בשינוי שלו צבעים איך הם מתערבבים. זה נעשה תמיד עם קפה חם, מכיוון ששיעור המסיסות של שני החומרים עולה עם הטמפרטורה. אולם אם נחכה להתקררות החומרים, נבחין בהיווצרות קרם על פני השטח, שכן התמיסה הפכה לרוויה מהר יותר.