내가 기억하는 최초의 과학 실험 중 하나는 물 한 컵에 소금을 넣고 소금이 녹기를 간절히 기다리는 것이었습니다. 소금이 사라지는 것을 보고 신났지만 용해도의 복잡성을 확실히 이해하지 못했습니다. 운 좋게도 용해도는 소금이 물에 용해될 가능성과 같이 물질의 용해도를 결정하는 데 도움이 되는 규칙 목록을 따릅니다(미리 살펴보기 - 가능성이 매우 높음). 우리는 물질의 용해도를 결정하는 데 도움이 되는 용해도가 무엇인지, 어떻게 작동하는지, 그리고 용해도 규칙의 전체 목록을 살펴보겠습니다.
용해도란 무엇입니까?
용해도는 물질이 용해되는 능력입니다. . 녹는 물질을 용질이라 하고, 녹는 물질을 용매라고 합니다. 생성된 물질을 용액이라고 합니다. 일반적으로 용질은 고체이고 용매는 위의 예와 같이 액체입니다. 그러나 용질은 기체, 액체, 고체 등 어떤 상태에도 있을 수 있습니다. 예를 들어, 탄산음료는 용질이 기체이고 용매가 액체인 용액입니다.
10000:1보다 큰 비율로 용해될 수 없는 경우 용질은 불용성으로 간주됩니다. 많은 화합물은 부분적으로 또는 대부분 불용성이지만, 물에 완전히 녹지 않는 물질은 없습니다 , 즉 전혀 용해될 수 없음을 의미합니다. 불용성으로 표시된 많은 화합물에는 탄산염과 같은 예외가 있음을 용해도 규칙에서 확인할 수 있습니다. 이것이 부분적으로 용해도 규칙을 밀접하게 따르는 것이 중요한 이유입니다.
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화학 반응식을 연구하거나 가설을 세울 때 용해도 규칙은 관련 물질의 최종 상태를 예측하는 데 도움이 됩니다. 어떤 조합이 어떤 결과로 이어질지 정확하게 예측할 수 있습니다.
용해도 규칙은 이온성 고체의 물에 용해되는 능력에만 적용됩니다. 각 물질을 측정하고 방정식을 따르면 용해도를 계산할 수 있지만, 용해도 규칙을 사용하면 물질을 생성하기 전에 물질의 용해도를 결정할 수 있습니다.
용해도 규칙
이 목록에 있는 규칙을 순서대로 따르는 것이 매우 중요합니다. 왜냐하면 어떤 규칙이 다른 규칙과 모순되는 것처럼 보이면, 먼저 오는 규칙은 당신이 따르는 규칙입니다 . 이 목록의 물질은 원소 이름으로 제공됩니다. 아래 주기율표를 참조하면 원소 이름과 그룹을 파악하는 데 도움이 됩니다.
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그룹 I 원소(Li+, Na+, K+, Cs+, Rb+)를 포함하는 염은 가용성입니다. 이 규칙에는 몇 가지 예외가 있습니다. 암모늄 이온(NH4+)을 함유한 염도 용해됩니다.
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질산염 이온(NO3-)을 함유한 염은 일반적으로 용해됩니다.
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Cl -, Br - 또는 I -를 포함하는 염은 일반적으로 용해됩니다. 이 규칙의 중요한 예외는 Ag+, Pb2+ 및 (Hg2)2+의 할로겐화물 염입니다. 따라서 AgCl, PbBr2 및 Hg2Cl2는 불용성입니다.
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대부분의 은염은 불용성입니다. AgNO3 및 Ag(C2H3O2)는 일반적인 가용성 은염입니다. 사실상 다른 모든 것은 불용성입니다.
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대부분의 황산염은 용해성입니다. 이 규칙의 중요한 예외에는 CaSO4, BaSO4, PbSO4, Ag2SO4 및 SrSO4가 포함됩니다.
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대부분의 수산화염은 약간만 용해됩니다. 그룹 I 원소의 수산화물 염은 가용성입니다. 그룹 II 원소(Ca, Sr 및 Ba)의 수산화물 염은 약간 용해됩니다. 전이 금속과 Al3+의 수산화염은 불용성입니다. 따라서 Fe(OH)3, Al(OH)3, Co(OH)2는 용해되지 않습니다.
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CdS, FeS, ZnS 및 Ag2S를 포함하여 대부분의 전이 금속 황화물은 불용성이 높습니다. 비소, 안티몬, 비스무트 및 황화 납도 불용성입니다.
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탄산염은 종종 불용성입니다. 그룹 II 탄산염(CaCO3, SrCO3 및 BaCO3)은 FeCO3 및 PbCO3와 마찬가지로 불용성입니다.
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크로메이트는 종종 불용성입니다. 예로는 PbCrO4 및 BaCrO4가 있습니다.
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Ca3(PO4)2 및 Ag3PO4와 같은 인산염은 종종 불용성입니다.
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BaF2, MgF2, PbF2와 같은 불화물은 종종 불용성입니다.
샘플 질문
1. 다음과 같은 화합물을 선택합니다. 언제나 물에 용해됨
ㅏ. BaSO4
비. HG2 I2
c.올림픽에서
디. Na2SO3
안에. AgClO3
에프. Cr Cl3
g. 철 PO4
2. 다음 각 항목에 다음과 같이 라벨을 붙입니다. 녹는 또는 불용성
가. 리오
비. 수은 SO4
씨. 납Br2
디. Rb2 S
이자형. I2에서는
에프. H3 AsO4
g. Cro4도 아니고
3. 은이 용해되는 경우: 염화은 AgCl , 인산은, Ag3 PO4 또는 불화은, AgF ?
답변
1. 다음과 같은 화합물을 선택합니다. 언제나 물에 용해됨(굵은 글씨가 정확함)
ㅏ. BaSO4(규칙 5 참조)
비. HG2I2(규칙 3 참조)
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씨. 그 오 (규칙 1 참조)
디. Na2SO3 (규칙 1 참조)
그것은 . ClO3에서 (규칙 3 참조)
에프. Cr Cl3 (규칙 3 참조)
g. Fe PO4(규칙 6 참조)
메모: 문자 e 용해도를 결정하기 위해 규칙의 순서를 사용하는 예입니다. 규칙 4에서는 은(Ag)이 종종 불용성이라고 말하고 있지만 규칙 3에서는 염소산염(Cl)이 가용성이라고 말합니다. Ag ClO3는 염소산은이고 규칙 3이 규칙 4보다 앞에 있으므로 이 규칙을 대체합니다. 이 화합물은 가용성입니다.
2. 다음 각각에 용해성 또는 불용성으로 표시하십시오.
가. 리오 녹는 - 규칙 1
비. 철(OH)2 불용성 - 규칙 7
씨. 납Br2 불용성 – 규칙 2
이다. Rb2 SO3 녹는 - 규칙 1
이자형. I2에서는 녹는 – 규칙 3
에프. H3 AsO4 불용성 - 규칙 10
g. CRo4도 아님 불용성 - 규칙 8
3. 은이 용해되는 경우: 염화은 AgCl, 인산은, Ag3 PO4 또는 불화은, AgF ?
위의 은은 모두 용해되지 않습니다. 규칙 #4에서는 은염(Ag)이 다음과 같다고 명시하고 있습니다.
한 가지 예외로 질산은 AgNO3를 제외하면 불용성입니다.
용해도의 작동 원리
용해도 규칙에서 볼 수 있듯이 일부 물질은 용해도가 매우 높지만 일부 물질은 용해도가 낮거나 용해도가 낮습니다. 용해도 규칙을 더 잘 이해하기 위해 용해도가 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다.
용해도에 영향을 미치는 요인
물질이 용해되는지 여부와 그 정도는 다양한 요인에 따라 달라집니다. 용질은 일반적으로 분자 유사성이 가장 높은 용매에 가장 잘 용해됩니다. 극성은 물질의 용해도에 영향을 미치는 주요 요소입니다. 한쪽 끝이 음전하를 띠고 다른 쪽 끝이 양전하를 띠는 분자는 극성으로 간주됩니다. 즉, 전기 극이 있음을 의미합니다. 분자에 이러한 이온 구성이 없으면 비극성으로 간주됩니다.
일반적으로 용질은 분자적으로 가장 유사한 용매에 용해됩니다. 극성 용질은 극성 용매에 더 잘 녹고, 비극성 용질은 비극성 용매에 더 잘 녹습니다. 예를 들어, 설탕은 극성 용질이므로 물에 잘 흡수됩니다. 그러나 설탕은 식물성 기름과 같은 비극성 액체에 대한 용해도가 낮습니다. 일반적으로 용질의 분자가 용매의 분자보다 작으면 용질은 더 잘 녹습니다.
용해도에 영향을 미치는 다른 요인은 압력과 온도입니다. 일부 용매에서는 가열되면 분자가 더 빠르게 진동하여 용질을 분해할 수 있습니다. 압력은 기체 물질이 포함될 때 주로 영향을 미치는 요소이며 액체 물질에는 거의 영향을 미치지 않습니다.
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용해 속도는 물질이 얼마나 빨리 용해되는지를 나타내며 용해도와는 별개입니다. 용해도는 전적으로 용질과 용매의 물리적, 화학적 특성에 따라 달라집니다. 이며 용해 속도의 영향을 받지 않습니다. 속도는 물질의 용해도에 영향을 주어서는 안 됩니다. 용해도에 대해 처음 배울 때 이는 종종 혼란스러울 수 있습니다. 왜냐하면 시각적인 예에서 무언가가 빠르게 용해되는 것을 보는 것은 용해 능력을 확인하는 것처럼 느껴질 수 있기 때문입니다. 그러나 용해 과정은 독특하며 용해 속도는 방정식에 포함되지 않습니다.
결과 예측
용질이 용매와 혼합되면 세 가지 결과가 나타날 수 있습니다. 용액에 용해할 수 있는 최대 양(용해도)보다 적은 용질이 있는 경우 희석액 . 용질의 양과 용해도가 정확히 같다면 가득한. 용해할 수 있는 것보다 용질이 많으면 초과분은 용액에서 분리되어 다음을 형성합니다. 침전물 .
용질을 추가해도 용액의 농도가 증가하지 않으면 용액은 포화된 것으로 간주됩니다. 또한 용액은 어떤 비율로든 혼합될 수 있을 때 혼합 가능합니다. 이는 주로 에탄올(C2H5OH) 및 물(H2O)과 같은 액체에 적용됩니다.
용해도 규칙을 알고 따르는 것은 주어진 솔루션의 결과를 예측하는 가장 좋은 방법입니다. 물질이 불용성이라는 것을 안다면 용질이 과잉되어 침전물이 형성될 가능성이 높습니다. 그러나 소금처럼 용해도가 높은 것으로 알려진 화합물은 다양한 비율로 용액을 형성할 가능성이 높습니다. 이 경우 각 용액을 형성하는 데 얼마나 많은 용질과 용매가 필요한지, 그리고 용액을 만드는 것이 가능한지 결정할 수 있습니다.
이제 물 속의 염분 실험을 생각해 보면 NaCl 또는 염화나트륨이라고도 알려진 염이 용해도 규칙에 따라 용해도가 높다는 것은 분명합니다. 염화나트륨에는 규칙 1에 따라 거의 항상 용해되는 Na와 규칙 3에 따라 일반적으로 용해되는 Cl이 포함되어 있습니다. 규칙만 봐도 알 수 있지만, 화학적 화합물이 눈앞에서 분해되어 용해되는 것을 지켜보는 마법에는 아무것도 도움이 되지 않습니다. 주기율표를 편리하게 보관하고 다음 실험에서는 용해도 규칙에 세심한 주의를 기울이십시오.
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