私が覚えている最初の科学実験の 1 つは、コップ一杯の水に塩を加え、それが溶けるのを熱心に待っていたことでした。塩が消えていく様子を見て興奮していましたが、溶解度の複雑さはまったく理解できませんでした。幸いなことに、溶解度は、その塩がその水に溶ける可能性がどのくらいあるかなど、物質がどの程度溶けるかを判断するのに役立つ規則のリストに従っています（こっそり見てみると、その可能性は非常に高いです）。溶解度とは何か、溶解度がどのように機能するか、物質の溶解度を判断するのに役立つ溶解度ルールの完全なリストについて説明します。
溶解性とは何ですか?
溶解度は物質が溶ける能力です 。溶けている物質を溶質、溶けている物質を溶媒といいます。得られた物質を溶液と呼びます。一般に、上記の水中の塩の例のように、溶質は固体であり、溶媒は液体です。ただし、溶質は気体、液体、固体など、どのような状態でも構いません。たとえば、炭酸飲料は、溶質が気体で溶媒が液体である溶液です。
溶質は、10000:1 を超える比率で溶解できない場合、不溶性とみなされます。多くの化合物は部分的またはほとんど不溶性ですが、 水に完全に溶けない物質は存在しない 、つまり、まったく溶けないということです。溶解度のルールを見ると、不溶性としてラベル付けされている多くの化合物には炭酸塩などの例外があることがわかります。これが、溶解度の規則に厳密に従うことが重要である理由の 1 つです。
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化学方程式に取り組んだり、仮説を構築したりする場合、溶解度ルールは、関係する物質の最終状態を予測するのに役立ちます。どのような組み合わせがどのような結果をもたらすかを正確に予測できるようになります。
溶解度の規則は、イオン固体の水に溶解する能力のみを対象としています。各物質を測定し、方程式に従うことで溶解度を計算できますが、溶解度ルールを使用すると、物質を作成する前にその物質の溶解度を決定できます。
溶解度の規則
このリストにあるルールに順番に従うことが非常に重要です。ルールが別のルールと矛盾しているように見える場合、 最初に来るルールがあなたが従うルールです 。このリストの物質は元素名で示されています。以下の周期表を参照すると、元素名と元素グループを理解するのに役立ちます。
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I 族元素 (Li+、Na+、K+、Cs+、Rb+) を含む塩は可溶性です。この規則にはいくつかの例外があります。アンモニウムイオン (NH4+) を含む塩も可溶です。
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硝酸イオン (NO3-) を含む塩は一般に可溶性です。
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Cl - 、Br - 、または I - を含む塩は一般に可溶性です。この規則の重要な例外は、Ag+、Pb2+、および (Hg2)2+ のハロゲン化物塩です。したがって、AgCl、PbBr2、および Hg2Cl2 は不溶性です。
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ほとんどの銀塩は不溶性です。 AgNO3 と Ag(C2H3O2) は一般的な銀の可溶性塩です。実質的に他のものはすべて不溶性です。
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ほとんどの硫酸塩は可溶性です。この規則に対する重要な例外には、CaSO4、BaSO4、PbSO4、Ag2SO4、および SrSO4 が含まれます。
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ほとんどの水酸化物塩はわずかにしか溶けません。 I 族元素の水酸化物塩は可溶性です。 II 族元素 (Ca、Sr、Ba) の水酸化物塩はわずかに溶けます。遷移金属および Al3+ の水酸化物塩は不溶性です。したがって、Fe(OH)3、Al(OH)3、Co(OH)2 は溶解しません。
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CdS、FeS、ZnS、Ag2S など、ほとんどの遷移金属硫化物は非常に不溶性です。ヒ素、アンチモン、ビスマス、硫化鉛も不溶性です。
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炭酸塩は多くの場合不溶性です。 II 族炭酸塩 (CaCO3、SrCO3、BaCO3) は、FeCO3 や PbCO3 と同様に不溶性です。
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クロム酸塩は多くの場合不溶性です。例には、PbCrO4 および BaCrO4 が含まれます。
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Ca3(PO4)2 や Ag3PO4 などのリン酸塩は、多くの場合不溶性です。
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BaF2、MgF2、PbF2 などのフッ化物は、多くの場合不溶性です。
質問例
1. 対象となる化合物を選択します。 いつも 水に溶ける
ａ． BaSO4
b. HG2 I2
c. オリンピックで
d. Na2SO3
で。銀ClO3
f. CrCl3
g.鉄PO4
2. 次のそれぞれにラベルを付けます。 可溶性 または 不溶性
a. リー・オー
b. HgSO4
c. Pb Br2
d. Rb2S
e. I2で
f. H3 AsO4
g.ノルクロ4
3. 可溶性の銀はどれですか: 塩化銀 塩化銀 、リン酸銀、 銀3PO4 、またはフッ化銀、 AgF ?
答え
1. 対象となる化合物を選択します。 いつも 水に溶ける（太字が正しい）
ａ． BaSO4 (ルール 5 を参照)
ハイブアーキテクチャ
b. HG2I2 (ルール 3 を参照)
c. あのああ (ルール 1 を参照)
d. Na2SO3 (ルール 1 を参照)
それは 。 ClO3で (ルール 3 を参照)
f. CrCl3 (ルール 3 を参照)
g. Fe PO4 (ルール 6 を参照)
注記： 文字e は、ルールの順序を使用して溶解度を決定する例です。ルール 4 では、銀 (Ag) は多くの場合不溶性であると述べていますが、ルール 3 では、塩素酸塩 (Cl) は可溶性であるとしています。 Ag ClO3 は塩素酸銀であり、ルール 3 がルール 4 よりも前にあるため、ルール 4 が優先されます。この化合物は可溶性です。
2. 以下のそれぞれに可溶性または不溶性のラベルを付けます。
a. リー・オー 可溶性 - ルール 1
b. Fe(OH)2 不溶性 - ルール7
c. Pb Br2 不溶性 – ルール 2
は。 Rb2SO3 可溶性 - ルール 1
e. I2で 可溶性 – ルール 3
f. H3 AsO4 不溶性 - ルール10
g. CRo4でもない 不溶性 - ルール8
3. 可溶性の銀はどれですか: 塩化銀 塩化銀、 リン酸銀、 銀3PO4 、またはフッ化銀、 AgF ?
上記の銀はどれも溶解しません。ルール #4 では、銀塩 (Ag) は
硝酸銀、AgNO3 は例外として不溶性です。
溶解度の仕組み
溶解度のルールからわかるように、物質の中には非常に溶けやすいものもありますが、不溶性または溶解度が低いものもあります。溶解度の法則をよりよく理解するために、溶解度がどのように機能するかを見てみましょう。
溶解性に影響を与える要因
物質が溶けるかどうか、またその程度はさまざまな要因によって決まります。通常、溶質は分子類似性が最も高い溶媒に最もよく溶解します。 極性は物質の溶解度の主要な要素です。 一方の端がマイナスに帯電し、もう一方の端がプラスに帯電している分子は極性があるとみなされます。これは、分子が極を持っていることを意味します。分子がこのイオン構成を持たない場合、その分子は非極性であるとみなされます。
一般に、溶質は分子的に最も類似した溶媒に可溶です。 極性溶質は極性溶媒によく溶け、非極性溶質は非極性溶媒によく溶けます。 たとえば、砂糖は極性溶質であり、水によく吸収されます。しかし、砂糖は植物油のような無極性液体に対して溶解度が低くなります。一般に、溶質中の分子が溶媒中の分子よりも小さい場合、溶質はより溶解しやすくなります。
溶解度に影響を与えるその他の要因は、圧力と温度です。一部の溶媒では、加熱すると分子の振動が速くなり、溶質を分解することができます。圧力は主に気体物質の場合に影響を及ぼしますが、液体物質にはほとんど影響しません。
うんち
溶解速度は、物質が溶解する速さを指し、溶解度とは別のものです。 溶解度は溶質と溶媒の物理的および化学的特性に完全に依存します。 、溶解速度の影響を受けません。物質の溶解度に速度を考慮すべきではありません。視覚的な例で見ると、何かがすぐに溶けるのを見ると、その溶解能力を肯定しているように感じられるため、初めて溶解度について学ぶときは混乱することがよくあります。ただし、溶解プロセスは独特であり、溶解速度は方程式に考慮されません。
結果の予測
溶質を溶媒と混合すると、次の 3 つの結果が考えられます。 溶液の溶質が、溶解できる最大量 (溶解度) よりも少ない場合、 希薄溶液 。溶質の量が溶解度と全く同じであれば、 飽和した。 溶解できる量を超える溶質が存在する場合、過剰な溶質は溶液から分離し、 沈殿する 。
溶質を追加しても溶液の濃度が増加しない場合、溶液は飽和していると見なされます。さらに、溶液は任意の比率で混合できる場合に混和します。これは主にエタノール、C2H5OH、水、H2O などの液体に当てはまります。
溶解度の法則を知り、それに従うことが、特定の溶液の結果を予測する最良の方法です。物質が不溶性であることがわかっている場合、その物質には過剰な溶質が存在し、沈殿が形成される可能性があります。ただし、塩のように溶解性が高いことがわかっている化合物は、さまざまな比率で溶液を形成する可能性があります。この場合、各溶液を形成するためにどれだけの溶質と溶媒が必要か、そしてそもそも溶液を形成することが可能かどうかを判断することができます。
水中での塩の実験について考えると、NaCl または塩化ナトリウムとしても知られる塩が、溶解度の法則に従って非常に溶けやすいことは明らかです。 塩化ナトリウムには、ルール 1 に従ってほとんどの場合可溶性の Na と、ルール 3 に従って通常可溶性の Cl が含まれます。 ルールを一目見ただけでもそれはわかりますが、化合物が目の前で分解され、溶解するのを見るのは魔法に勝るものはありません。周期表を忘れずに手元に保管し、次の実験では溶解度の規則に細心の注意を払ってください。
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