Најважније из лекције
Растварање: Физичка промена при којој честице растварача окружују честице растворене супстанце, без промене њихове хемијске структуре.
Растворљивост: Максимална маса супстанце (у грамима) која се може растворити у \(100\text{ g}\) растварача на одређеној температури.
Врсте раствора: Незасићен (мање од максимума), засићен (максимум, у равнотежи са талогом), презасићен (више од максимума, нестабилан, подложан кристализацији).
Утицај температуре: Порастом температуре растворљивост већине чврстих супстанци расте, док се растворљивост гасова смањује.
„Слично се у сличном раствара”: Поларни растварачи (вода) растварају поларне и јонске супстанце (\(\text{NaCl}\), шећер), док неполарни растварачи (бензин) растварају неполарне супстанце (\(\text{I}_2\), уља).
Растворљивост: Максимална маса супстанце (у грамима) која се може растворити у \(100\text{ g}\) растварача на одређеној температури.
Врсте раствора: Незасићен (мање од максимума), засићен (максимум, у равнотежи са талогом), презасићен (више од максимума, нестабилан, подложан кристализацији).
Утицај температуре: Порастом температуре растворљивост већине чврстих супстанци расте, док се растворљивост гасова смањује.
„Слично се у сличном раствара”: Поларни растварачи (вода) растварају поларне и јонске супстанце (\(\text{NaCl}\), шећер), док неполарни растварачи (бензин) растварају неполарне супстанце (\(\text{I}_2\), уља).
Растварање је процес који се дешава када се супстанца дода у растварач, при чему честице растварача привлаче и окружују честице растворене супстанце.
При растварању свака супстанца задржава своја хемијска својства и не настаје нова супстанца, због чега је растварање физичка промена.
Приликом растварања кухињске соли (\(\text{NaCl}\)) у води, молекули воде окружују јоне натријума (\(\text{Na}^+\)) и хлора (\(\text{Cl}^-\)) и одвајају их из кристалне решетке.
Растворљивост је број грама растворене супстанце који може да се раствори у одређеној маси растварача (најчешће \(100\text{ g}\) воде) на одређеној температури.
| Врста раствора | Дефиниција и карактеристике |
|---|---|
| Незасићен раствор | Садржи мање растворене супстанце него што одговара њеној растворљивости на датој температури (може се растворити још супстанце). |
| Засићен раствор | Садржи максималну количину растворене супстанце која одговара њеној растворљивости на тој температури (раствор изнад талога). |
| Презасићен раствор | Садржи више растворене супстанце од засићеног раствора на истој температури. Веома је нестабилан. |
Кристализација је процес издвајања вишка растворене супстанце из презасићеног раствора у облику кристала (изазива се додавањем кристалића супстанце или потресањем).
Чврсте и течне супстанце: За већину чврстих супстанци порастом температуре расте и њихова растворљивост у води.
Гасовите супстанце: Гасови се боље растварају у води на нижим температурама (нпр. угљен-диоксид се слабије раствара у топлом него у хладном газираном пићу).
Крива растворљивости је графички приказ зависности растворљивости супстанце од температуре (на \(x\)-оси је температура, а на \(y\)-оси растворљивост у \(\text{g} / 100\text{ g }\text{H}_2\text{O}\)).
Супстанце са поларном структуром растварају се у поларним растварачима, а неполарне супстанце у неполарним растварачима.
- Поларни растварачи (нпр. вода): Добро растварају јонска једињења (\(\text{NaCl}\), \(\text{CaCl}_2\), \(\text{CaBr}_2\)) и једињења са поларним ковалентним везама (\(\text{NH}_3\), сахароза).
- Неполарни растварачи (нпр. бензин, хексан): Добро растварају неполарне супстанце (јод \(\text{I}_2\), уља, масти).
\[ \text{Маса засићеног раствора} = m(\text{растворене супстанце}) + m(\text{растварача}) \]
За воду као растварач: \( m_{\text{раствора}} = R + 100\text{ g} \), где је \(R\) растворљивост на датој температури.
Поставља се директна пропорција:
\[ R\text{ g (супстанце)} : 100\text{ g (воде)} = x\text{ g (супстанце)} : m(\text{воде}) \]
Поставља се пропорција преко укупне масе засићеног раствора:
\[ R\text{ g (супстанце)} : (R + 100)\text{ g (раствора)} = x\text{ g (супстанце)} : m(\text{раствора}) \]
Растворљивост \(\text{NaCl}\) на \(20^\circ\text{C}\) износи \(36\text{ g} / 100\text{ g }\text{H}_2\text{O}\). Колико соли се налази у \(200\text{ g}\) засићеног раствора?
Укупна маса засићеног раствора на \(100\text{ g}\) воде је \(36\text{ g} + 100\text{ g} = 136\text{ g}\). \[ 36\text{ g NaCl} : 136\text{ g раствора} = x : 200\text{ g раствора} \] \[ x = \frac{36 \cdot 200}{136} \approx 52,94\text{ g NaCl} \]
Укупна маса засићеног раствора на \(100\text{ g}\) воде је \(36\text{ g} + 100\text{ g} = 136\text{ g}\). \[ 36\text{ g NaCl} : 136\text{ g раствора} = x : 200\text{ g раствора} \] \[ x = \frac{36 \cdot 200}{136} \approx 52,94\text{ g NaCl} \]
Задаци за вежбање
Задатак 1 (лак): Растворљивост плавог камена на \(40^\circ\text{C}\) износи \(30\text{ g}\) у \(100\text{ g}\) воде. Колико се грама плавог камена може растворити у \(300\text{ g}\) воде на истој температури да би се добио засићен раствор?
Постављамо пропорцију на основу дефиниције растворљивости:
\[ 30\text{ g (плавог камена)} : 100\text{ g (воде)} = x : 300\text{ g (воде)} \]
\[ x = \frac{30\text{ g} \cdot 300\text{ g}}{100\text{ g}} = 90\text{ g} \]
Одговор: Може се растворити \(90\text{ g}\) плавог камена.
Задатак 2 (средњи): Разврстај следеће супстанце на оне које се добро растварају у води (поларан растварач) и оне које се добро растварају у бензину (неполаран растварач): кухињска со (\(\text{NaCl}\)), јод (\(\text{I}_2\)), шећер (сахароза), моторно уље, калцијум-хлорид (\(\text{CaCl}_2\)).
Према правилу „слично се у сличном раствара”:
- У води се добро растварају: кухињска со (\(\text{NaCl}\) – јонска веза), шећер (поларна ковалентна једињења), калцијум-хлорид (\(\text{CaCl}_2\) – јонска веза).
- У бензину се добро растварају: јод (\(\text{I}_2\) – неполарни молекули) и моторно уље (неполарно једињење).
Задатак 3 (средњи): У чаши се налази засићен раствор неке соли изнад кога је талог. Шта ће се десити са раствором и талогом ако се температура смеше повећа, под претпоставком да растворљивост те соли расте са температуром?
Са порастом температуре, растворљивост већине чврстих супстанци расте. То значи да иста количина воде на вишој температури може да раствори више супстанце, па ће се део талога (или цео талог) растворити. Раствор изнад преосталог талога остаје засићен (за ту нову температуру), а уколико се сав талог раствори, раствор може постати незасићен.
Задатак 4 (тежак): Растворљивост одређене соли на \(25^\circ\text{C}\) износи \(25\text{ g}\) у \(100\text{ g}\) воде. Израчунај масу те соли и масу воде које се налазе у \(250\text{ g}\) засићеног воденог раствора на тој температури.
1. Корак: Одређивање масе засићеног раствора на \(100\text{ g}\) воде:
\[ m(\text{раствора}) = m(\text{соли}) + m(\text{воде}) = 25\text{ g} + 100\text{ g} = 125\text{ g} \]
2. Корак: Постављање пропорције за израчунавање масе соли (\(x\)) у \(250\text{ g}\) раствора:
\[ 25\text{ g (соли)} : 125\text{ g (раствора)} = x : 250\text{ g (раствора)} \]
\[ x = \frac{25\text{ g} \cdot 250\text{ g}}{125\text{ g}} = 50\text{ g соли} \]
3. Корак: Израчунавање масе воде:
\[ m(\text{воде}) = m(\text{раствора}) - m(\text{соли}) = 250\text{ g} - 50\text{ g} = 200\text{ g воде} \]
Одговор: У \(250\text{ g}\) засићеног раствора налази се \(50\text{ g}\) соли и \(200\text{ g}\) воде.
