Rozpuszczalność
Rozpuszczalność substancji
Rozpuszczalnością nazywamy maksymalną ilość substancji, jaka możne rozpuścić się w rozpuszczalnika w danej temperaturze i pod stałym ciśnieniem.
Od czego zależy rozpuszczalność substancji? Aby się tego dowiedzieć, najlepiej wykonać eksperyment.
Zbadanie, od czego zależy szybkość rozpuszczania się substancji w wodzie.
ciepła woda,
zimna woda
cukier kryształ,
cukier puder,
łyżeczka,
6 szklanek.
Etap 1: zimna woda
Napełnij szklankę zimną wodą do 1/4 objętości.
Nasyp do szklanki jedną łyżeczkę cukru i mieszaj do momentu, aż cukier się rozpuści.
Wsypuj następne łyżeczki cukru, ale za każdym razem mieszaj uważnie i obserwuj, czy po wsypaniu kolejnej łyżeczki cukier się rozpuszcza.
Przerwij doświadczenie, gdy zauważysz, że mimo mieszania cukier już się nie rozpuszcza. Zanotuj, ile cukru rozpuściło się w 1/4 szklanki zimnej wody.
Dolej wody, by szklanka była napełniona do połowy, i spróbuj ponownie rozmieszać cukier.
Etap 2: ciepła woda
Napełnij szklankę ciepłą wodą do 1/4 objętości.
Postępuj dalej tak samo jak w instrukcji z zimną wodą. Zanotuj, ile łyżeczek cukru rozpuściło się w 1/4 szklanki ciepłej wody.
Etap 3: szybkość rozpuszczania
Dwie szklanki napełnij do połowy ciepłą wodą.
Nasyp do każdej ze szklanek po łyżeczce cukru. Zawartość jednej ze szklanek zamieszaj. Zanotuj, w której szklance cukier rozpuścił się szybciej.
Etap 4: wielkość cząstek substancji rozpuszczonej
Napełnij dwie szklanki jednakową ilością zimnej wody.
Nasyp do jednej szklanki łyżeczkę cukru pudru, a do drugiej – łyżeczkę cukru zwykłego. Zawartość szklanek wymieszaj. Oceń, który rodzaj cukru rozpuścił się szybciej.
Rozpuszczalność substancji stałych w cieczach można przyspieszyć poprzez:
podwyższanie temperatury rozpuszczalnika;
mieszanie roztworu podczas rozpuszczania;
rozdrobnienie substancji rozpuszczanej.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/RMivH605zSb5N
Widać dwie zlewki z wodą. Jedna, po lewej, stoi na stole, druga, po prawej, na palniku. Do obu wsypywana jest substancja, widać, że w tym podgrzewanym rozpuszcza się szybciej. Zbliżenie na zlewki ze sceny 1, Po lewej stronie widać, jak drobiny substancji rozpuszczonej mieszają się z drobinami rozpuszczalnika. Po prawej stronie proces zachodzi szybciej. Widać dwie zlewki z wodą. Do tej po lewej wkładane są duże kawałki białej substancji. Do zlewki po prawej trafia substancja w tym samym kolorze, ale sproszkowana. Zbliżenie na zlewki ze sceny 3. Po lewej widać, jak drobiny rozpuszczalnika dotykają dużego kawałka zbudowanego z drobin substancji rozpuszczonej. Po prawej widać drobne kawałki substancji rozpuszczonej; widać też, że drobiny rozpuszczalnika szybko przechwytują drobiny substancji rozpuszczonej. Kawałki substancji rozpuszczonej szybko zmniejszają rozmiary. Widać dwie zlewki z wodą. Do obu wsypywana jest sproszkowana substancja. Do zlewki po prawej opuszcza się łyżeczka i miesza roztwór. Zbliżenie na zlewki ze sceny 5. Po prawej widać, że drobiny rozpuszczalnika poruszają się szybciej i szybciej rozbijają bryłę substancji rozpuszczonej
Trzeba przy tym pamiętać, że niektóre substancje nie rozpuszczają się w wodzie, ale za to doskonale mogą się rozpuszczać w innych substancjach. Jako rozpuszczalników używamy m.in. benzyny lub alkoholu.

Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/DjpUrlo1c
Symulacja interaktywna przedstawia wirtualne laboratorium, w którym przedstawione zostało rozpuszczanie różnych substancji w wodzie. W laboratorium znajdują się dwa ujęcia: makroskopowe oraz mikroskopowe.
Na ujęciu makroskopowym na środku blatu widoczna jest zlewka wypełniona do połowy wodą, po lewej stronie znajdują się bagietki szklane oraz cylinder. Z prawej strony znajdują się substancje, które będą wykorzystywane do tworzenia roztworów. Są to: piasek, sacharoza, białko jaja kurzego, chlorek sodu oraz olej. Obok wymienionych substancji znajduje się pojemnik z łyżeczkami.
Na ujęciu mikroskopowym widoczna jest animacja przedstawiająca cząsteczki wraz z wiązaniami, które znajdują się w mieszaninie umieszczonej aktualnie w zlewce.
Do zlewki z wodą dodano jedną łyżeczkę piasku, a następnie wymieszano szklaną bagietką. Początkowo substancja rozproszyła się w wodzie, a następnie opadła na dno zlewki. W ujęciu mikroskopowym widoczne są cząsteczki wody, pomiędzy którymi znajdują się cząsteczki kwarcu opadające na dno zlewki. Obok znajduje się informacja: Głównym składnikiem piasku jest kwarc. Należy on do minerałów zbudowanych przede wszystkim z tlenku krzemu () (). Tlenek ten praktycznie nie rozpuszcza się w wodzie, ponieważ tworzy rozbudowane sieci krystaliczne, w których atomy połączone są za pomocą silnych wiązań kowalencyjnych.
Do zlewki z wodą dodano jedną łyżeczkę sacharozy, a następnie wymieszano substancję z wodą przy użyciu bagietki. Po chwili roztwór zrobił się jednorodny, W ujęciu mikroskopowym na animacji widoczne są cząsteczki wody łączące się z cząsteczkami sacharozy. Obok znajduje się informacja: Polarne cząsteczki wody przyciągają polarne fragmenty cząsteczek sacharozy (cukru buraczanego). Dzięki temu cząsteczki wody następnie niejako rozbijają cząsteczki sacharozy, przez rozrywanie oddziaływań międzycząsteczkowych. Wówczas obserwujemy rozpuszczanie sacharozy w wodzie.
Kolejną substancją wykorzystaną do wykonania mieszaniny było białko jaja kurzego. Do cylindra miarowego odmierzono białka jaja kurzego, następnie wlano je do zlewki z wodą i wymieszano obie substancje przy użyciu bagietki. Roztwór zmienił barwę na jasno białą. W ujęciu mikroskopowym na animacji pojawiają się cząsteczki białka, które natychmiastowo są otaczane przez o wiele mniejsze cząsteczki wody. Obok animacji znajduje się informacja: Cząsteczki białka jaja kurzego zawierają fragmenty polarne. Dlatego cząsteczki wody otaczają cząsteczki białka, stanowiąc dla nich swego rodzaju otoczkę. Jednak cząsteczki białka mają stosunkowo duże rozmiary, dlatego nie obserwujemy całkowitego rozpuszczenia cząsteczek białek.
Do zlewki z wodą dodano jedną łyżeczkę chlorku sodu (). Następnie substancje wymieszano przy użyciu bagietki. Powstała mieszanina jednorodna. Na animacji przedstawiającej ujęcie mikroskopowe widoczne są jony () oraz (), które ułożone są w zwartą strukturę. Pojedyncze jony zostają jednak otoczone przez cząsteczki wody i oderwane od struktury. Obok animacji znajduje się informacja: Kryształy soli kuchennej (chlorku sodu) zbudowane są z kationów sodu () i anionów chlorkowych (). Cząstkowe ładunki, zgromadzone wokół atomów wodoru i tlenu w cząsteczkach wody, są przyciągane przez jony budujące kryształ soli kuchennej. Ładunki dodatnie, zgromadzone na atomach wodoru w cząsteczkach wody, kierują się w stronę anionów chlorkowych (). Ładunki ujemne, zgromadzone wokół atomów tlenu w cząsteczkach wody, kierują się w stronę kationów sodu (). W ten sposób cząsteczki wody otaczają jony, powodując rozpadanie się kryształu i rozpuszczenie soli kuchennej.
Do cylindra miarowego odmierzono oleju roślinnego. Następnie substancję wlano do zlewki z wodą i zamieszano przy użyciu szklanej bagietki. Stopniowo pierwotnie rozproszona substancja tworzy warstwę w kolorze żółtym na powierzchni wody. Na animacji znajdującej się w ujęciu mikroskopowym widoczne są cząsteczki wody znajdujące się pod cząsteczkami oleju. Obok animacji znajduje się informacja: Olej utworzony jest z cząsteczek tłuszczów. Cząsteczki tłuszczów, w przeciwieństwie do cząsteczek wody, mają budowę niepolarną. Dlatego też cząsteczki wody i cząsteczki składników oleju nie przyciągają się wzajemnie. Olej nie rozpuszcza się w wodzie i tworzy z nią dwie warstwy.
Poniżej schematycznie przedstawiono efekt wymieszania dwóch cieczy w probówce.

W probówce wymieszano dwie ciecze, które ostatecznie utworzyły dwie warstwy, jedna na drugiej.
Krzywe rozpuszczalności
Czy możemy rozpuścić w wodzie dowolną ilość cukru lub soli? Można to sprawdzić na krzywych rozpuszczalności, czyli wykresach przedstawiających zależność rozpuszczalności substancji od temperatury.
Na liniowym wykresie interaktywnym przedstawiono rozpuszczalność poniższych soli (w na wody). Krzywe rozpuszczalności dla każdej z soli zostały oznaczone innym kolorem.
azotan potasu (linia niebieska):
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
jodek potasu (linia zielona):
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
chlorek sodu (sól kuchenna) (linia czerwona):
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
chlorek potasu (linia pomarańczowa):
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
azotan sodu (linia czarna):
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–

Film dostępny pod adresem /preview/resource/REx2wn2JacNJ5
Film nawiązujący do treści materiału - dotyczy rozpuszczalności soli i gazów w zależności od temperatury, roztworów nasyconych i nienasyconych oraz rozwiązania zadania.
Na podstawie znajomości rozpuszczalności substancji można:
określić maksymalną ilość substancji, która może rozpuścić się we wskazanej masie wody w danej temperaturze,
ocenić, czy podana ilość substancji może rozpuścić się w określonej masie wody i temperaturze.

Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/DjpUrlo1c
Symulacja interaktywna przedstawia laboratorium, w którym przedstawiony został wpływ temperatury, mieszania oraz rozdrobnienia na szybkość rozpuszczania substancji w wodzie. W laboratorium do wykorzystania możliwe są trzy substancje: sacharoza (), chlorek sodu () oraz uwodniony siarczan miedzi ().
Sacharoza ():
Temperatura:
Na stole w laboratorium znajdują się dwie zlewki z wodą. W pierwszej zlewce znajduje się woda w temperaturze , a w drugiej zlewce znajduje się woda w temperaturze . Obok każdej ze zlewek znajduje się szalka, na której przygotowano po sacharozy.
Sacharoza zostaje wsypana do zlewek jednocześnie.
Obserwacje: W zlewce z wyższą temperaturą sacharoza rozpuszcza się już po minutach, a w zlewce z niższą temperaturą dopiero po upływie godziny.Mieszanie:
Na stole w laboratorium znajdują się dwie zlewki z wodą o temperaturze , obok każdej z nich znajduje się szalka z pięcioma gramami sacharozy.
Substancja zostaje umieszczona w wodzie jednocześnie. W jednej ze zlewek wymieszano substancję przy użyciu szklanej bagietki.
Obserwacje: W zlewce, w której wymieszano substancje, sacharoza rozpuszcza się po minutach, a zlewce drugiej po około godzinie.Rozdrobnienie:
Na stole w laboratorium znajdują się dwie zlewki z wodą o temperaturze , obok każdej z nich znajduje się szalka z pięcioma gramami sacharozy. Na jednej szalce znajduje się rozdrobiona sacharoza, a na drugiej substancja w postaci większych kryształów.
Substancja zostaje umieszczona w wodzie jednocześnie.
Obserwacje: W zlewce, w której umieszczono rozdrobnioną sacharozę substancja rozpuszcza się po około minutach, podczas gdy rozpuszczenie się większych kryształów zajmuje około godziny.
Chlorek sodu ():
Temperatura:
Na stole w laboratorium znajdują się dwie zlewki z wodą. W pierwszej zlewce znajduje się woda w temperaturze , a w drugiej zlewce znajduje się woda w temperaturze . Obok każdej ze zlewek znajduje się szalka, na której przygotowano po chlorku sodu.
Substancja zostaje wsypana do zlewek jednocześnie.
Obserwacje: W zlewce z wyższą temperaturą chlorek sodu rozpuszcza się już po minutach, a w zlewce z niższą temperaturą dopiero po upływie godziny.Mieszanie:
Na stole w laboratorium znajdują się dwie zlewki z wodą o temperaturze , obok każdej z nich znajduje się szalka z pięcioma gramami chlorku sodu.
Substancja została umieszczona w wodzie jednocześnie. W jednej ze zlewek wymieszano substancję przy użyciu szklanej bagietki.
Obserwacje: W zlewce, w której wymieszano substancje, chlorek sodu rozpuszcza się po minutach, a zlewce drugiej po około godzinie.Rozdrobnienie:
Na stole w laboratorium znajdują się dwie zlewki z wodą o temperaturze , obok każdej z nich znajduje się szalka z pięcioma gramami chlorku sodu. Na jednej szalce znajduje się rozdrobiona substancja, a na drugiej substancja w postaci większych kryształów. Chlorek sodu zostaje umieszczony w wodzie jednocześnie.
Obserwacje: W zlewce, w której umieszczono rozdrobnioną substancję, rozpuszcza się ona po około minutach, podczas gdy rozpuszczenie się większych kryształów zajmuje około godziny..
Uwodniony siarczan miedzi ():
Temperatura:
Na stole w laboratorium znajdują się dwie zlewki z wodą. W pierwszej zlewce znajduje się woda w temperaturze , a w drugiej zlewce znajduje się woda w temperaturze . Obok każdej ze zlewek znajduje się szalka, na której przygotowano po uwodnionego siarczanu miedzi .
Substancja zostaje wsypana do zlewek jednocześnie.
Obserwacje: W zlewce z wyższą temperaturą uwodniony siarczan miedzi rozpuszcza się już po minutach zabarwiając roztwór na kolor niebieski, a w zlewce z niższą temperaturą dopiero po upływie godziny.Mieszanie:
Na stole w laboratorium znajdują się dwie zlewki z wodą o temperaturze , obok każdej z nich znajduje się szalka z pięcioma gramami uwodnionego siarczanu miedzi .
Substancja została umieszczona w wodzie jednocześnie. W jednej ze zlewek wymieszano substancję przy użyciu szklanej bagietki.
W zlewce, w której wymieszano substancje, uwodniony siarczan miedzi rozpuszcza się po minutach, a zlewce drugiej po około godzinie.Rozdrobnienie:
Na stole w laboratorium znajdują się dwie zlewki z wodą o temperaturze , obok każdej z nich znajduje się szalka z pięcioma gramami uwodnionego siarczanu miedzi . Na jednej szalce znajduje się rozdrobiona substancja, a na drugiej substancja w postaci większych kryształów. Uwodniony siarczan miedzi zostaje umieszczony w wodzie jednocześnie.
Obserwacje: W zlewce, w której umieszczono rozdrobnioną substancję, rozpuszcza się ona po około minutach barwiąc roztwór na kolor niebieski, podczas gdy rozpuszczenie się większych kryształów zajmuje około godziny.
Podsumujmy najważniejsze informacje:
W takiej samej objętości wody rozpuszczają się różne ilości rozmaitych substancji.
Ilość substancji stałej, rozpuszczonej w wodzie, zależy od temperatury i najczęściej rośnie wraz z jej wzrostem.
Maksymalna ilość substancji, jaka może rozpuścić się w ustalonej masie lub objętości rozpuszczalnika w danej temperaturze i pod stałym ciśnieniem, nazywa się rozpuszczalnością. Może być wyrażana jako liczba gramów substancji, jaką można rozpuścić w rozpuszczalnika w danej temperaturze i pod stałym ciśnieniem.
Wykres przedstawiający zależność rozpuszczalności danej substancji od temperatury nazywa się krzywą rozpuszczalności.
Słownik
wykres przedstawiający zależność rozpuszczalności danej substancji od temperatury
określa maks. ilość substancji, jaka może rozpuścić się w rozpuszczalnika w danej temperaturze i pod stałym ciśnieniem